本發(fā)明屬于運(yùn)輸機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種具有自動(dòng)補(bǔ)償功能的帶式輸送機(jī)恒壓緊力清掃系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

帶式輸送機(jī)廣泛應(yīng)用于煤炭、水泥、沙石等各種物料的傳輸，輸送的物料往往一部分會(huì)粘在輸送帶工作面上，在卸料時(shí)不能卸掉，粘著在輸送帶表面上的物料，經(jīng)過(guò)頭部滾筒卸料后被帶回到空載段上，在托輥和改向滾筒上形成積垢會(huì)造成輸送帶跑偏，加大運(yùn)輸帶的運(yùn)行阻力，而且會(huì)加速輸送帶的磨損。為減少和消除輸送帶上黏結(jié)物料對(duì)輸送設(shè)備和環(huán)境造成影響，有必要在帶式輸送機(jī)卸料滾筒下面設(shè)置清掃器，用來(lái)清掃帶式輸送機(jī)卸料后粘著在輸送帶上的物料，并使其落入料斗中。

目前，帶式輸送機(jī)上廣泛應(yīng)用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的刮板式清掃器，利用彈簧力或是配重重力為刮板提供預(yù)緊力，使刮板與輸送帶工作面緊密接觸，清除其上的粘著物料。但是隨著刮板的磨損，該預(yù)緊力會(huì)逐漸減少，造成刮板與輸送帶工作面壓緊力不足，使輸送帶清掃效果變差。在公開(kāi)號(hào)為CN103787054A的中國(guó)專(zhuān)利文獻(xiàn)中，提出了一種帶式輸送機(jī)液壓恒力矩重段清掃器，具體而言，清掃塊組件與旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)連接在一起，旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)通過(guò)連桿與液壓缸活塞桿連接，液壓缸活塞腔通過(guò)膠管與蓄能器連接，用來(lái)補(bǔ)償活塞腔的壓力。液壓力通過(guò)連桿推動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)清掃塊轉(zhuǎn)動(dòng)，使清掃塊壓緊膠帶并補(bǔ)償磨損后產(chǎn)生的間隙。

從上述可知，采用此種方案后能夠在一定距離上保證清掃塊壓住膠帶，但是并不能確保壓緊力恒定。上述發(fā)明中，液壓缸通過(guò)膠管和蓄能器連接在一起組成的液壓系統(tǒng)，實(shí)際上構(gòu)成了一個(gè)油氣彈簧。油氣彈簧具有非線性的位移力關(guān)系，而且輸出力特性隨著油缸運(yùn)動(dòng)、蓄能器內(nèi)氣體狀態(tài)變化、環(huán)境溫度變化等都會(huì)產(chǎn)生變化，因此并不能保證清掃塊和膠帶的壓緊力恒定。

因此，根據(jù)上述不足和缺陷進(jìn)行改進(jìn)，是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需解決的技術(shù)問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于設(shè)計(jì)一種恒壓緊力輸送帶清掃器，具有清掃刮板自動(dòng)推進(jìn)補(bǔ)償間隙功能，并使刮板和輸送帶的接觸力為恒力，以達(dá)到理想的清掃效果，進(jìn)而提供了一種具有自動(dòng)補(bǔ)償功能的帶式輸送機(jī)恒壓緊力清掃系統(tǒng)。

本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種具有自動(dòng)補(bǔ)償功能的帶式輸送機(jī)恒壓緊力清掃系統(tǒng)，包括清掃器組件和旋轉(zhuǎn)組件，清掃器組件安裝于輸送機(jī)機(jī)架上，包括固定座、底座和刮板；所述旋轉(zhuǎn)組件包括安裝于刮板底座一端的旋轉(zhuǎn)臂和擋圈，所述旋轉(zhuǎn)臂外接有控制旋轉(zhuǎn)臂旋轉(zhuǎn)的液壓系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)，所述液壓系統(tǒng)包括液壓缸、為液壓缸活塞腔保壓的蓄能器和控制液壓缸往復(fù)運(yùn)動(dòng)的電磁閥組，電氣系統(tǒng)包括檢測(cè)輸送機(jī)滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)的編碼器、啟停輸送機(jī)的行程開(kāi)關(guān)、檢測(cè)液壓缸活塞腔壓力的壓力傳感器和控制器，旋轉(zhuǎn)臂與液壓缸活塞桿連接，行程開(kāi)關(guān)設(shè)于液壓缸活塞桿的伸縮觸發(fā)行程范圍內(nèi)；所述編碼器的信號(hào)輸入端、輸出端分別與輸送機(jī)滾筒轉(zhuǎn)軸、控制器連接，蓄能器與電磁閥組連接；所述控制器與電磁閥組連接并自動(dòng)控制電磁閥組的動(dòng)作及輸送機(jī)的啟停，壓力傳感器設(shè)于電磁閥組與控制器的連接回路中。

所述的電磁閥組包括比例換向閥和液控單向閥，比例換向閥的出口A、出口B分別與液壓缸的活塞桿腔、活塞腔連接，液控單向閥設(shè)于液壓缸活塞腔與比例換向閥出口B之間的連接回路中；

所述的蓄能器和控制器信號(hào)輸入端均與比例換向閥的出口B連接，控制器信號(hào)輸出端與比例換向閥出口B側(cè)的比例電磁鐵連接，壓力傳感器設(shè)于控制器信號(hào)輸入端與比例換向閥出口B的連接回路中。

所述清掃系統(tǒng)的具體控制過(guò)程為：

當(dāng)輸送機(jī)停止時(shí)，編碼器檢測(cè)到輸送機(jī)滾筒無(wú)轉(zhuǎn)速并將信號(hào)傳遞給控制器，控制器控制電磁閥組向液壓缸活塞桿腔供油，液壓缸活塞桿縮回，液壓缸活塞桿帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)臂旋轉(zhuǎn)使刮板與輸送帶松開(kāi)，減小輸送機(jī)下次啟動(dòng)時(shí)的啟動(dòng)阻力；

輸送機(jī)啟動(dòng)后，編碼器檢測(cè)滾筒的轉(zhuǎn)速信號(hào)并傳遞給控制器，控制器控制電磁閥組向液壓缸活塞腔及蓄能器供油，液壓缸活塞桿伸出，液壓缸活塞桿帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)臂旋轉(zhuǎn)使刮板與輸送帶接觸，壓力傳感器檢測(cè)液壓缸活塞腔的壓力，活塞腔的壓力達(dá)到設(shè)定值時(shí)，刮板達(dá)到設(shè)定的壓緊力，壓力傳感器將該壓力信號(hào)傳遞給控制器，控制器關(guān)閉電磁閥組，停止向液壓缸活塞腔供油，并通過(guò)蓄能器為活塞腔保壓；

當(dāng)刮板出現(xiàn)磨損時(shí)，液壓缸活塞桿推動(dòng)旋轉(zhuǎn)臂旋轉(zhuǎn)促使刮板與輸送帶壓緊，此時(shí)由于活塞桿伸出，液壓缸活塞腔內(nèi)壓力減小，活塞腔內(nèi)壓力通過(guò)壓力傳感器傳遞給控制器，控制器控制電磁閥組開(kāi)啟，向液壓缸內(nèi)補(bǔ)油，液壓缸活塞腔的壓力重新達(dá)到設(shè)定值時(shí)，控制器關(guān)閉電磁閥組，保證液壓缸活塞腔內(nèi)壓力恒定；

當(dāng)刮板磨損到極限時(shí)，液壓缸活塞桿觸動(dòng)行程開(kāi)關(guān)，輸送機(jī)停機(jī)并且報(bào)警，提醒更換已磨損的刮板刮片。

當(dāng)輸送帶上黏附有堅(jiān)硬的物料輸送時(shí)，堅(jiān)硬物料對(duì)刮板的反作用力促使液壓缸活塞桿回縮，則壓力傳感器檢測(cè)到大于液壓缸活塞腔設(shè)定壓力一定值的壓力并傳遞給控制器，控制器控制輸送帶停機(jī)并且報(bào)警，保護(hù)輸送機(jī)及清掃器不受損傷。

其中，控制器的選型要求：

（1）使用環(huán)境條件

a)環(huán)境溫度：-20℃～+40℃；

b)平均相對(duì)濕度：不大于95％（+25℃）；

c)大氣壓力： 80kPa～106kPa；

d)煤礦井下有瓦斯，煤塵等爆炸危險(xiǎn)的環(huán)境。

（2）供電電源

a)工作電壓范圍：DC15～36V；

b)供電電流：不大于1A。

（3）控制器輸入

a) 至少2路開(kāi)關(guān)量輸入，可用接收開(kāi)關(guān)量信號(hào)；

b) 至少2路A/D輸入，可用接收模擬量傳感器信號(hào)。

（4）控制器輸出

a) 至少2路比例量輸出，用于控制防爆比例電磁閥；

（5）具有故障診斷及顯示功能。

本發(fā)明具有如下有益效果：

1、本發(fā)明是通過(guò)液壓系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)聯(lián)合檢測(cè)并調(diào)整液壓缸活塞腔壓力，進(jìn)而自動(dòng)補(bǔ)償刮板與輸送帶之間的磨損間隙，使刮板和輸送帶的接觸力為恒力，相比傳統(tǒng)的利用油氣彈簧式液壓系統(tǒng)來(lái)調(diào)節(jié)清掃塊和膠帶間壓力的方式，本發(fā)明的液-電控制系統(tǒng)的輸出特性不會(huì)因外界因素產(chǎn)生變化，穩(wěn)定性更好，能保證刮板和輸送帶間的壓緊力恒定，及時(shí)清掃輸送帶，清掃效果更理想；

2、該系統(tǒng)在輸送帶停止時(shí)，可利用控制器促使刮板與輸送帶分開(kāi)，進(jìn)而減小輸送機(jī)啟動(dòng)時(shí)的阻力；

3、當(dāng)輸送帶上出現(xiàn)粘附的堅(jiān)硬物料等或刮板達(dá)到磨損極限時(shí)，該系統(tǒng)會(huì)檢測(cè)到液壓缸活塞腔壓力超過(guò)預(yù)設(shè)值并將信號(hào)傳輸至控制器，使輸送帶停機(jī)并且報(bào)警，排查障礙、更換刮板，具有自保功能，避免了對(duì)輸送帶及輸送機(jī)的損壞。

附圖說(shuō)明

圖1是本清掃器實(shí)施例主視圖；

圖2是本清掃器實(shí)施例上視圖；

圖3是本清掃器實(shí)施例液壓系統(tǒng)原理圖；

圖4是本清掃器實(shí)施例恒壓力控制流程圖；

圖中：1.固定座，2.螺栓，3.底座，4.刮板，5.螺母，6.緊定螺釘，7.擋圈，8.旋轉(zhuǎn)臂，9.固定螺栓，10.液壓缸，11.螺釘，12.銷(xiāo)軸Ⅰ，13.擋銷(xiāo)片Ⅰ，14.油缸固定座，15.編碼器，16.行程開(kāi)關(guān)，17.銷(xiāo)軸Ⅱ，18.擋銷(xiāo)片Ⅱ，19.膠管，20.電磁閥組，21.壓力傳感器，22.蓄能器，23.電纜，24.控制器。

具體實(shí)施方式

結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步說(shuō)明：

本發(fā)明所述輸送機(jī)清掃系統(tǒng)包括清掃器組件、旋轉(zhuǎn)組件、液壓系統(tǒng)及電氣控制系統(tǒng)，所述清掃器組件由刮板、刮板底座、固定座及固定螺栓組成；所述旋轉(zhuǎn)組件由旋轉(zhuǎn)臂、擋圈及螺栓組成；所述液壓系統(tǒng)由液壓缸、蓄能器、電磁閥組及膠管組成；所述電氣系統(tǒng)由控制器、壓力傳感器、編碼器及行程開(kāi)關(guān)組成。清掃器組件固定在機(jī)架上；旋轉(zhuǎn)組件分別與清掃器組件及液壓缸活塞桿連接；油缸、電磁閥組、蓄能器分別固定在機(jī)架上，液壓缸活塞桿腔通過(guò)膠管與電磁閥組出口A連接，液壓缸活塞腔通過(guò)膠管與蓄能器、電磁閥組出口B連接，電磁閥組控制液壓缸的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，使刮板與輸送帶壓緊或松開(kāi)，壓緊時(shí)，蓄能器為液壓缸活塞腔保壓；壓力傳感器檢測(cè)液壓缸活塞腔的壓力，編碼器檢測(cè)輸送帶是否轉(zhuǎn)動(dòng)，行程開(kāi)關(guān)使刮板達(dá)到磨損極限后，使系統(tǒng)自動(dòng)停機(jī)或報(bào)警。

清掃系統(tǒng)的具體連接結(jié)構(gòu)如圖1、2、3所示，刮板4與刮板底座3通過(guò)螺栓連接在一起，刮板底座3通過(guò)固定座1固定在輸送機(jī)機(jī)架上；旋轉(zhuǎn)臂8通過(guò)固定螺栓9與刮板底座3固定在一起，同時(shí)旋轉(zhuǎn)臂8與液壓缸10活塞桿通過(guò)銷(xiāo)軸Ⅱ17固定，液壓力就作用在旋轉(zhuǎn)臂上，旋轉(zhuǎn)臂與刮板底座同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)，刮板就緊貼在輸送帶上；液壓缸10的缸筒通過(guò)銷(xiāo)軸Ⅰ12連接在油缸固定座14上，油缸固定座14固定在機(jī)架上，電磁閥組20、蓄能器22和行程開(kāi)關(guān)16都固定在機(jī)架上，液壓缸10的活塞腔通過(guò)膠管與電磁閥組20的B出口、蓄能器22及壓力傳感器21連接，液壓缸10的活塞桿腔通過(guò)膠管與電磁閥組20的A出口連接，電磁閥組20可以控制液壓缸10活塞桿的伸出與縮回，蓄能器22為液壓缸10活塞腔進(jìn)行保壓；編碼器15安裝在滾筒上，檢測(cè)滾筒是否轉(zhuǎn)動(dòng)；行程開(kāi)關(guān)16固定在機(jī)架上，固定位置由液壓缸的固定位置確定；控制器24安裝在機(jī)架上，編碼器15、行程開(kāi)關(guān)16、壓力傳感器21及電磁鐵a和b都通過(guò)電纜23與控制器24連接。

所述電磁閥組由比例換向閥和液控單向閥組成，比例換向閥可以提高油缸活塞腔壓力的控制精度，液控單向閥用于防止油缸活塞腔和蓄能器內(nèi)油液從比例換向閥處泄漏。

所述電氣系統(tǒng)具有故障診斷及顯示功能，便于工作人員快速解決問(wèn)題。

所述液壓系統(tǒng)可設(shè)置獨(dú)立泵站，也可通過(guò)其他設(shè)備為系統(tǒng)提供油源。

該系統(tǒng)的控制原理過(guò)程如圖4所示：

輸送機(jī)停止時(shí)，編碼器15檢測(cè)到滾筒無(wú)轉(zhuǎn)速并將信號(hào)傳遞給控制器24，控制器24控制電磁鐵a通電向液壓缸活塞桿腔供油，液壓缸10活塞桿縮回，刮板4與輸送帶松開(kāi)，減小輸送機(jī)下次啟動(dòng)時(shí)的啟動(dòng)阻力。

輸送機(jī)啟動(dòng)時(shí)，編碼器15檢測(cè)滾筒的轉(zhuǎn)速信號(hào)并傳遞給控制器24，控制器24控制電磁鐵b通電向液壓缸活塞腔及蓄能器供油，液壓缸10活塞桿伸出，刮板4與輸送帶接觸，壓力傳感器21檢測(cè)液壓缸10活塞腔的壓力，活塞腔的壓力達(dá)到設(shè)定值時(shí)，刮板4達(dá)到設(shè)定的壓緊力，壓力傳感器21將該信號(hào)傳遞給控制器24，控制器24使電磁鐵b斷電，停止向液壓缸10活塞腔供油，蓄能器22為活塞腔保壓。

當(dāng)刮板4出現(xiàn)磨損使，液壓缸活塞桿推動(dòng)旋轉(zhuǎn)組件，使刮板與輸送帶壓緊，此時(shí)由于活塞伸出，活塞腔內(nèi)壓力減小，活塞腔內(nèi)壓力通過(guò)壓力傳感器反饋給控制器，控制器控制電磁閥開(kāi)啟，向液壓缸內(nèi)補(bǔ)油，活塞腔的壓力達(dá)到設(shè)定值時(shí)，控制器關(guān)閉電磁閥，保證液壓缸活塞腔內(nèi)壓力恒定。當(dāng)刮板磨損到極限時(shí)，液壓缸活塞桿觸動(dòng)行程開(kāi)關(guān)，輸送機(jī)停機(jī)并且報(bào)警，提醒工人進(jìn)行更換。

刮板4磨損到極限時(shí)，液壓缸10活塞桿伸出并接觸行程開(kāi)關(guān)16，信號(hào)通過(guò)電纜傳遞給控制器24，控制器24使輸送機(jī)停機(jī)，報(bào)警并提示更換刮板上的刮片。

本發(fā)明所述輸送機(jī)清掃系統(tǒng)在送機(jī)啟動(dòng)時(shí)，刮板與輸送帶松開(kāi)，減小輸送機(jī)的啟動(dòng)阻力，輸送機(jī)啟動(dòng)后，刮板與輸送帶立刻接觸，保證刮板與輸送帶之間的壓緊力恒定，自動(dòng)補(bǔ)償磨損的間隙，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，達(dá)到設(shè)定的清掃力，保證及時(shí)清掃輸送帶；當(dāng)刮板達(dá)到磨損極限時(shí)，帶式輸送機(jī)能及時(shí)報(bào)警并且停機(jī)，避免對(duì)輸送帶及輸送機(jī)的損壞，具有自保功能。

其中，本發(fā)明中未作特殊說(shuō)明的機(jī)械構(gòu)件、電子元件或液壓元件等均為現(xiàn)有技術(shù)。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均因包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。