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針對(duì)皮帶輸送機(jī)工作中跑偏的原因，在主動(dòng)滾筒后方增加鼓形校正滾筒和與之配套的兩個(gè)對(duì)稱的可調(diào)弧形托輥，在輸送帶中部應(yīng)用可調(diào)傾角的螺旋托輥；在輸送帶邊緣設(shè)置極限跑偏立輥。應(yīng)用傳感器采集相應(yīng)輸送帶跑偏信號(hào)，經(jīng)過單片機(jī)處理后控制各可調(diào)托輥的傾角完成輸送帶的校正。
1、輸送帶跑偏原因
(1)輸送帶本身質(zhì)量缺陷，輸送帶截面上張力分布不均，對(duì)輸送帶中心線有彎矩作用引起跑偏。
(2)物料偏斜引起的跑偏，由于供料口位置不當(dāng)，使物料在輸送帶上偏載引起跑偏。
(3)托輥偏斜引起跑偏，在安裝中托輥的軸線不與輸送帶中心線垂直，運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生垂直于輸送帶運(yùn)行方向的側(cè)向推力引起跑偏。
(4)清掃器清掃性能不佳，滾筒或托輥外圓直徑局部增大，引起跑偏。
(5)其他原因如托輥轉(zhuǎn)動(dòng)不靈活、機(jī)架振動(dòng)、風(fēng)力載荷、日照引起溫度分布不均引起跑偏。
2、調(diào)偏裝置的設(shè)計(jì)
(1)可調(diào)托輥的設(shè)計(jì)
托輥?zhàn)鳛槠л斔蜋C(jī)的主要部件承擔(dān)支撐和減少運(yùn)行阻力、保障輸送帶運(yùn)行平穩(wěn)的作用。為了防止輸送帶在輸送段發(fā)生跑偏，可調(diào)托輥沿輸送帶運(yùn)行方向預(yù)調(diào)2～3°。工作中兩側(cè)托輥由于與輸送帶成一定角度在摩擦力作用下會(huì)分別給輸送帶以向心的阻力且偏移越大，中間側(cè)力越大。為了增加托輥?zhàn)晕艺{(diào)偏效果，中間托輥制成雙螺旋結(jié)構(gòu)。工作中如果輸送帶跑偏超出托輥預(yù)調(diào)，傳感器會(huì)把跑偏信號(hào)傳給單片機(jī)，單片機(jī)反過來調(diào)整側(cè)托輥傾角。
(2)調(diào)偏鼓形滾筒的設(shè)計(jì)
皮帶輸送機(jī)啟停、負(fù)荷變化的工況下，輸送帶的長(zhǎng)度會(huì)隨之產(chǎn)生伸長(zhǎng)或縮短，引起轉(zhuǎn)向滾筒處輸送帶的跑偏，輸送帶工作時(shí)必須在保證最小初拉力條件下，使得驅(qū)動(dòng)滾筒趨入點(diǎn)和奔離點(diǎn)的張力比應(yīng)為定值，在啟動(dòng)時(shí)拉緊力與額定工作時(shí)拉力的比值k=1.4～1.5，波動(dòng)在10%左右，正常工作過程中k=0.9～11.1。為了達(dá)到或接近這個(gè)值，在距皮帶輸送機(jī)機(jī)頭驅(qū)動(dòng)滾筒1.5～2.0m處的回程輸送帶的上面增設(shè)調(diào)偏鼓形滾筒如圖1 ，在其下對(duì)稱設(shè)置兩個(gè)可調(diào)壓緊弧形托輥。當(dāng)輸送帶發(fā)生跑偏時(shí)單片機(jī)會(huì)判斷傳感器信號(hào)。調(diào)整對(duì)應(yīng)弧型托輥傾角，增大對(duì)應(yīng)邊拉緊張力，校正輸送帶。
1-輸送帶；2-主動(dòng)滾筒；3-鼓形調(diào)偏滾筒；4-可調(diào)弧形托輥
圖1 鼓形調(diào)偏滾筒結(jié)構(gòu)示意圖
3、輸送帶跑偏信號(hào)采集與處理
輸送帶跑偏信號(hào)采集處理系統(tǒng)由傳感器、A/D轉(zhuǎn)換器、單片機(jī)、執(zhí)行電路組成。輸送帶跑偏測(cè)量采用光敏二極管測(cè)量，電壓從電阻取出，沒有跑偏時(shí)測(cè)量為固定電壓值，出現(xiàn)跑偏對(duì)應(yīng)電壓為零，極限跑偏信號(hào)是由與立輥相連的磁鐵在線圈中旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生，變壓線圈比例和電阻根據(jù)帶速選擇，為保證穩(wěn)定電壓輸出采用W7805三端集成穩(wěn)壓器，當(dāng)發(fā)生極限跑偏時(shí)對(duì)應(yīng)邊傳感器測(cè)得電壓值，當(dāng)跑偏消失電壓值恢復(fù)為零。單片機(jī)采用8031作為控制機(jī)，采用2716作為ROM，74LS373作為地址鎖存，系統(tǒng)工作框圖如圖3。系統(tǒng)啟動(dòng)后，單片機(jī)啟動(dòng)采集程序，傳感器采集數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換器變成數(shù)字量輸入單片機(jī)，單片機(jī)首先判斷哪側(cè)發(fā)生跑偏，然后給對(duì)應(yīng)側(cè)步進(jìn)電機(jī)發(fā)出指令信號(hào)，驅(qū)動(dòng)相應(yīng)托輥角度的變化。當(dāng)輸送帶跑偏量很大時(shí)輸送帶帶動(dòng)立輥傳出轉(zhuǎn)動(dòng)信號(hào)，單片機(jī)打開極限跑偏時(shí)鐘。如在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)輸送帶無(wú)法自我校正，恢復(fù)正常工作，單片機(jī)發(fā)出停機(jī)指令，系統(tǒng)斷電，自動(dòng)切斷驅(qū)動(dòng)滾筒電源，輸送帶停止工作。進(jìn)行手動(dòng)檢修。輸送帶跑偏程序框圖如圖2所示。
