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动力滚筒输送机的巡检装置分析
日期:2024-05-11 作者:昱音机械

大型输送机广泛地应用在冶金、煤炭、交通、水电、化工等部门,具有输送量大、结构简单、维修方便、通用性强等优点,但在运行过程中可能出现跑偏、打滑、撕裂、断带、堆料等故障,一旦这些故障没有及时检测出来,将会造成经济损失,甚至导致人员伤亡或设备损坏。因此提高大型动力滚筒输送机的安全性与可靠性极为重要,运用故障预测技术预先诊断关键部件或子系统的功能状态,并预测其正常工作的时间长度;并根据诊断和预测信息等对输送机维修活动做出决策。
  作为典型的大型机电系统,动力滚筒输送机包括驱动装置、拉紧装置、装载装置、机架、托辊、滚筒等部分,其输送距离可达数千米。因此,通过单一传感信号无法实现对动力滚筒输送机运行状态的采集。为实现对其有效的状态监测,传感器需分散布置在各测点采集不同信号(加速度、压力、温度等),考虑到输送机传输距离较长,设计使用自动巡检设备,并通过网络进行多路传感信号的远程传输,实现故障诊、状态评估等目的。

  巡检装置机械传动部分:现阶段国内动力主要通过人工定期巡检的办法来进行故障的排查。采用人工巡检时效率低,错误率高,一旦出现故障出现而未能监测出将会造成重大事故。因此考虑采用自动巡检系统来进行多传感器的信息采集,实现状态监测与故障诊断工作。

滚筒输送机

  巡检装置需要沿输送机进行往返运动以进行数据采集工作,在故障点须能进行定位,并反馈位置信息。考虑到大型带输送机输送距离远的特点,应对巡检装置进行远距离传动,而巡检装置本身的供电状况比较差并要求其质量应尽可能的小,所以动力源应置于装置外部。整个传动部分要求简单高效,故采用了钢丝绳牵引的方式进行传动。
  工作原理如下:驱动电机1的摩擦轮通过钢丝绳5与巡检装置4连接,巡检装置吊在轨道2上,轨道固定在动力滚筒输送机的一旁,另外应安装张紧装置对钢丝绳进行张紧。

  巡检装置的驱动系统:对动力源电动机的要求是运行稳定、易于控制、转速较低即可,因此选用步进电机作为驱动电机。步进电机带动摩擦轮上的钢丝绳,之后通过与巡检舱的连接,驱动巡检舱,最后通过一个导向轮实现一个闭环。

  巡检装置的自动控制系统:巡检舱在监测过程中由上位机的信号控制,并需要实现较为精确的位置控制。具体为通过往复的运动对动力滚筒输送机的每个托辊进行运行状态的采集,在每个托辊位置停止运动并能反馈位置信号。
  用过光电编码器即可测得巡检舱的位置信息,考虑钢丝绳可能导致的打滑等问题,应设置接近开关在每次往返后进行误差消除。

  选用了步进电机细分驱动器并使用单片机对其进行控制。单片机选用了avr公司的atmega16l单片机,使用其输出脉冲对步进电机进行控制,atmega16l的快速pwn模式可用来产生高频的pwm波形。由于步进电机细分驱动器对脉冲宽度没有要求,因此将快速pwm模式设定为方波输出,在中断程序中修改计数器的计数周期就可以实时改变方波输出频率。

  其系统控制框图如下,巡检装置的传感监测系统:巡检装置需要对动力滚筒输送机可能存在的跑偏、打滑、撕裂、断带、火灾等故障进行监测并判断,其内部应装有振动、温度、噪声、烟雾等传感器。考虑到运行时间长,重复监测检测次数多等特点,应避免故障诊断及报警过程的过于复杂,故将数据处理过程以及报警过程安排在巡检装置内部进行。

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