ЛЕНТОЧНЫЙ КОНВЕЙЕР

Предлагаемая полезная модель относится к подъемно-транспортному машиностроению, а именно к ленточным конвейерам, в которых применяются устройства натяжения ленты.
Известны ленточные конвейеры: [Л.Г.Шахмейстер. Теория и расчет ленточных конвейеров. - М.: Машиностроение, 1997, стр.191], содержащие приводной и натяжной барабаны, обхватываемые лентой, и механизм перемещения оси натяжного барабана, обеспечивающий настройку требуемого натяжения ленты путем установки соответствующего положения натяжного барабана.
Известные ленточные конвейеры довольно просты, однако, при изменении скорости работы и нагрузки на них в широких пределах зачастую происходит проскальзывание (пробуксовка) ленты. Последнее существенно снижает надежность и долговечность конвейера.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению является ленточный конвейер [патент РФ на полезную модель №96565, МПК B65G 23/44, опубл. 10.08.2010], содержащий ленту, обхватывающую приводной барабан и установленный на направляющих натяжной барабан. Ось натяжного барабана соединена со штоком регулируемого привода поступательного движения. На набегающей на приводной барабан ветви ленты и на сбегающей с приводного барабана ветви ленты установлено по датчику натяжения. Конвейер снабжен блоком управления приводом натяжного барабана, включающем задатчик сигналов, блок деления сигналов и компаратором, причем датчик натяжения, установленный на набегающей ветви ленты соединен с первым входом блока деления сигналов, датчик натяжения, установленный на сбегающей ветви ленты, соединен со вторым входом блока деления сигналов, выход блока деления сигналов соединен с первым, а задатчик со вторым входами компаратора. Выход компаратора соединен с управляющим входом привода.
Вероятность проскальзывания ленты конвейера-прототипа намного меньше, чем у обычных конвейеров-аналогов. Тем не менее, она остается значительной за счет того что не учитывается изменение коэффициента сцепления ленты с приводным барабаном при износе ленты в процессе эксплуатации, что не позволяет выбрать оптимальное натяжение ленты. Последнее снижает надежность и долговечность конвейера.
Задачей предлагаемой полезной модели является создание ленточного конвейера повышенной надежности и долговечности за счет уменьшения вероятности проскальзывания ленты при увеличении износа ленты в процессе эксплуатации.
Решение задачи достигается тем, что аналогично прототипу ленточный конвейер включает ленту, охватывающую приводной и натяжной барабан, датчики натяжения ленты, установленные с возможностью измерять натяжение ленты в точках набегания и сбегания ленты с приводного барабана, блок управления. Натяжной барабан снабжен регулируемым приводом. В отличие от прототипа, конвейер содержит реле контроля скорости ленты и стопорное устройство. Приводной барабан снабжен регулируемым приводом и датчиком измерения момента, установленном на этом приводе, при этом датчики натяжения ленты, датчик измерения момента, реле контроля скорости ленты соединены с входом блока управления, выходы которого соединены с входами регулируемых приводов натяжного и приводного барабанов.
Благодаря вышеописанной совокупности признаков повышается надежность и долговечность конвейера за счет уменьшения вероятности проскальзывания ленты при увеличении износа ленты в процессе эксплуатации путем корректировки натяжения ленты в соответствии с фактическим значением коэффициента сцепления ленты с приводным барабаном.
В эксплуатационном режиме работы ленточного конвейера происходит износ ленты, что приводит к изменению величины коэффициента сцепления ленты с приводным барабаном. Уменьшение коэффициента сцепления ленты с приводным барабаном может привести к ее пробуксовке, что соответствует аварийному режиму работы ленточного конвейера. Условие отсутствия пробуксовки ленты относительно приводного барабана определяется следующей формулой:
где f - коэффициент сцепления ленты с приводным барабаном,
α - угол обхвата лентой приводного барабана,
нб
S - натяжение в точке набегания ленты на приводной барабана,
сб
S - натяжение в точке сбегания ленты с приводного барабана.
Фактическое значение коэффициента сцепления ленты с приводным барабаном можно определить по формуле:
пр.бар
где R - радиус приводного барабана,
пр.бар.
M - момент на валу приводного барабана при пробуксовке.
пр.бар.
Для вычисления фактического значения коэффициента сцепления ленты с приводным барабаном ленточный конвейер снабжается реле контроля скорости ленты и датчиком измерения момента - для измерения момента M на валу приводного барабана при пробуксовке, инициированной стопорным устройством.
Регулируемый привод приводного барабана задает скорость вращения приводного барабана, а регулируемый привод натяжного барабана задает величину натяжения ленты у натяжного барабана. От скорости вращения приводного барабана и от натяжения ленты у натяжного барабана зависит величина .
Блок управления, получая сигналы с вышеуказанных датчиков и реле, посредством управляющих сигналов на регулируемые привода приводного и натяжного барабанов, обеспечивает выполнение условия отсутствия пробуксовки ленты в соответствии с формулой (1).
Сущность модели иллюстрируется фиг., на которой представлена схема ленточного конвейера, где 1 - лента, 2 - стопорное устройство, 3 - реле контроля скорости ленты, 4 - датчик измерения момента, 5 - датчик измерения натяжения в точке набегания ленты на приводной барабан, 6 - датчик измерения натяжения в точке сбегания ленты с приводного барабана, 7 - блок управления, 8 - регулируемый привод приводного барабана, 9 - приводной барабан, 10 - регулируемый привод натяжного барабана, 11 - натяжной барабан.
Ленточный конвейер включает ленту 1, охватывающую приводной барабан 9 и натяжной барабан 11. Натяжной барабан 11 снабжен регулируемым приводом 10, а приводной барабан 9 - регулируемым приводом 8. Датчики 5 и 6 натяжения ленты установлены с возможностью измерять натяжение ленты соответственно в точках набегания и сбегания ленты с приводного барабана 9. Датчик 4 измерения момента установлен на регулируемом приводе 8 приводного барабана 9. Реле 3 контроля скорости ленты установлено с возможностью фиксировать движение ленты. Стопорное устройство 2 установлено с возможностью останавливать движение ленты. Датчики 5 и 6 натяжения ленты, реле 3 контроля скорости ленты, датчик 4 измерения момента соединены с входом блока управления 7. Выход блока управления 7 соединен с входами регулируемых приводов 8 и 10.
пр.бар.
нб
сб
Ленточный конвейер работает следующем образом. В режиме эксплуатации работы ленточного конвейера блок управления 7 задает скорость вращения приводного барабана 9 и натяжение ленты 1 у натяжного барабана 11. Лента 1 движется, транспортируя поступающие грузы. При этом с течением времени происходит износ ленты 1, что приводит к изменению величины коэффициента сцепления ленты 1 с приводным барабаном 9. Для вычисления фактической величины коэффициента сцепления ленты и внесения поправок в режим работы конвейера движущаяся лента 1 тормозится стопорным устройством 2, что инициирует проскальзывание (пробуксовку) ленты 1. Начало пробуксовки ленты 1 относительно приводного барабана 9 фиксируется с помощью реле 3 контроля скорости. Момент M на валу приводного барабана 9 при пробуксовке ленты 1 определяется по показаниям датчика 4 измерения момента. Натяжение S в точке набегания ленты на приводной барабан 9 определяется по показаниям датчика 5 натяжения. Натяжение S в точке сбегания ленты 1 с приводного барабана 9 определяется по показаниям датчика 6 натяжения.
пр.бар.
нб
сб
Информация о значениях момента M от датчика 4 в момент времени, определяемый реле 3, натяжения S и S от датчиков 5 и 6 поступает на вход блока управления 7.
ным
В блоке управления 7 вычисляется фактическое значение коэффициента f сцепления ленты с привод барабаном по формуле (2). Стопорное устройство 2 отключается и лента 1 запускается в режим эксплуатации с учетом рассчитанного значения коэффициента f. Для этого с выхода блока управления 7 поступают управляющие сигналы на вход регулируемого привода 8 приводного барабана 9 и на вход регулируемого привода 10 натяжного барабана 11. Регулируемый привод 8 задает скорость на приводном барабане 9, регулируемый привод 10 задает натяжение на натяжном барабане 11 такими, чтобы обеспечить выполнение условия отсутствия пробуксовки ленты относительно приводного барабана, указанное в формуле (1):
Таким образом, ленточный конвейер обладает повышенной надежностью и долговечностью за счет уменьшения вероятности пробуксовки ленты при увеличении износа ленты в процессе эксплуатации в связи с возможностью корректировки натяжения ленты в соответствии с фактическим значением коэффициента сцепления ленты с приводным барабаном.