倾斜式圆管带式输送机托辊组接触力测试模拟实验台 |
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| 申请号 | CN201610605989.8 | 申请日 | 2016-07-28 | 公开(公告)号 | CN106241180A | 公开(公告)日 | 2016-12-21 |
| 申请人 | 湖南科技大学; | 发明人 | 宾光富; 张文强; 郭帅平; 冯和英; 肖冬明; 叶桂林; 李学军; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种倾斜式圆管带式 输送机 托辊组 接触 力 测试模拟实验台，包括圆管输送带模拟装置、托辊组接触力测试 支架 、液压加载装置、倾 角 可调固定平板装置，托辊组接触力测试支架设置在倾角可调固定平板装置上，圆管输送带模拟装置包括加载约束装置和圆管输送带，圆管输送带穿设于托辊组接触力测试支架中，圆管输送带的一端与加载约束装置连接，另一端与液压加载装置连接。本发明通过 液压缸 提供不同拉力量级下的均匀加载，调节液压油路中的流量来调节驱动拉力的大小，从而改变圆管输送带与各托辊之间的接触程度，以模拟不同带速和输送物料 载荷 下圆管与托辊之间的接触力，具有适用性强、通用性好、测试 精度 高、便于操作、制造成本低的优点。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种倾斜式圆管带式输送机托辊组接触力测试模拟实验台，其特征在于：包括圆管输送带模拟装置、托辊组接触力测试支架、液压加载装置、倾角可调固定平板装置，两个托辊组接触力测试支架相对设置在倾角可调固定平板装置上，两个托辊组接触力测试支架之间设有若干钢管，钢管的两端分别焊接在两个托辊组接触力测试支架上，所述圆管输送带模拟装置包括加载约束装置和圆管输送带，圆管输送带穿设于两个托辊组接触力测试支架中，且圆管输送带的一端与安装在倾角可调固定平板装置上的加载约束装置连接，圆管输送带的另一端与安装在倾角可调固定平板装置上的液压加载装置连接。 |
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| 说明书全文 | 倾斜式圆管带式输送机托辊组接触力测试模拟实验台技术领域[0001] 本发明涉及圆管带式输送机测试领域。特别涉及一种倾斜式圆管带式输送机托辊组接触力测试模拟实验台。 背景技术[0002] 圆管带式输送机是一种新型环保带式输送机，采用摩擦、挤压、输送带变形包裹方式，利用按一定间距布置的正多边形托辊组强制输送带卷成圆管形状来输送物料。它不仅具有普通带式输送机的输送能力大、使用方便、适应性强等特点，而且具有密封输送、适应复杂输送线柔性布置、大倾角提升、占地面积小、无物料输送损失、环保性能高等独特优势，广泛应用于冶金、矿业、化工、电力、建材、港口等行业的散料输送系统。然而，由于圆管带式输送机的管线长、物料输送量大、输送胶带张力大，要求多个大功率电机驱动，能源消耗量大。托辊是圆管带式输送机中关键零部件，一方面支撑输送带和物料重量，另一方面将平状输送带强制变成圆管状，因此，它承受输送管线70%以上的阻力，是管线输送过程中能源消耗的主要源头。设计制造的托辊要求运转灵活可靠，阻力小，否则会大幅降低管线输送效率，甚至引发管线跑偏和皮带撕裂等恶性事故。目前常根据经验采用去安全系数法对托辊进行结构形状设计，而很少依据托辊与皮带实际接触载荷情况，托辊组是将皮带强制变为圆管状的关键设备，而由于皮带变形和载荷分布差异会导致同一横截面上不同圆周位置处托辊与圆管接触状况相差较大，目前常采用同种型号的托辊进行布置则不可避免会出现同一托辊组磨损严重不均，部分托辊过早失效，甚至引发输送线停车等严重事故，不仅大大增加设备维修管理工作强度，而且还给企业带来严重的经济损失。 [0003] 目前的圆管带式输送机托辊所有的技术资料，几乎都是借用国外相关技术资料，而国内机组要求和运行环境不同于国外，需结合实际情况进行自主设计，故需通过检测来掌握托辊性能。若采用实物加载测试方式，虽测试数据接近实况，但需把机组生产制造出来，耗资巨大，测试周期长。而采用模拟加载测试方式，通过搭建模拟实验台，分析测试托辊性能参数，掌握托辊受力与工艺参数之间的规律，再通过与已有部分实验数据进行类比分析，即可获得实况下的性能数据，从而大大节省成本，缩短周期。国内设计的托辊性能测试实验台大都针对平皮带或者V带输送机，开展如旋转阻力、轴向载荷、径向圆跳动、旋转振动、扭矩和轴心轨迹等方面的性能测试与检测，还没有专门针对圆管带式输送机托辊组中各托辊接触力性能测试的模拟实验台。此外，在管线输送布置中因地形条件限制会存在有爬坡现象，那么倾斜工况下托辊的受载情况也没有具体实验数据。而国外设计制造商对于这方面的设计计算资料实施严格保密封锁。 发明内容[0004] 为了解决上述技术问题，本发明提供一种结构简单、测试精度高、适用房微光、操作方便的倾斜式圆管带式输送机托辊组接触力测试模拟实验台。 [0005] 本发明解决上述问题的技术方案是：一种倾斜式圆管带式输送机托辊组接触力测试模拟实验台，包括圆管输送带模拟装置、托辊组接触力测试支架、液压加载装置、倾角可调固定平板装置，两个托辊组接触力测试支架相对设置在倾角可调固定平板装置上，两个托辊组接触力测试支架之间设有若干钢管，钢管的两端分别焊接在两个托辊组接触力测试支架上，所述圆管输送带模拟装置包括加载约束装置和圆管输送带，圆管输送带穿设于两个托辊组接触力测试支架中，且圆管输送带的一端与安装在倾角可调固定平板装置上的加载约束装置连接，圆管输送带的另一端与安装在倾角可调固定平板装置上的液压加载装置连接。 [0006] 上述倾斜式圆管带式输送机托辊组接触力测试模拟实验台中，所述倾角可调固定平板装置包括平板、平板支座和倾角调节装置，所述平板左端铰接在平板支座上，平板支座上焊有用于指示平板倾斜角度的角度指示盘，平板右端设有倾角调节装置，所述圆管输送带模拟装置、托辊组接触力测试支架、液压加载装置均安装在平板上。 [0007] 上述倾斜式圆管带式输送机托辊组接触力测试模拟实验台中，所述倾角调节装置包括丝杆、丝杆底座、第一螺母和第二螺母，所述丝杆下端铰接在丝杆底座上，丝杆上部穿设于平板右端，丝杆上设有第一螺母和第二螺母，且第一螺母和第二螺母分别位于平板的上下方以固定平板。 [0008] 上述倾斜式圆管带式输送机托辊组接触力测试模拟实验台中，所述加载约束装置包括弹簧固定架、弹簧、第一连接杆、物料挡板，所述弹簧固定架固定在平板上，弹簧的一端钩挂在弹簧固定架上，物料挡板的一侧面与弹簧的另一端钩挂连接，物料挡板的另一侧面上均匀设有若干第一连接杆，第一连接杆的一端固定在物料挡板上，第一连接杆的另一端与圆管输送带的一端固定连接。 [0009] 上述倾斜式圆管带式输送机托辊组接触力测试模拟实验台中，所述托辊组接触力测试支架包括托辊支架、托辊座、压力传感器、托辊、支架底座，所述支架底座固定在平板上，托辊支架安装在支架底座上，所述托辊支架的内圈上均匀设有若干托辊座，每个托辊座上均设有一个托辊，每个托辊座与托辊支架内圈之间均设有一个压力传感器，压力传感器的信号输出端与上位机连接，每个托辊座与托辊支架内圈之间还设有用于调节托辊座与托辊支架内圈距离的调节螺栓。 [0010] 上述倾斜式圆管带式输送机托辊组接触力测试模拟实验台中，所述托辊支架呈环形且纵截面为正六边形。 [0011] 上述倾斜式圆管带式输送机托辊组接触力测试模拟实验台中，所述液压加载装置包括驱动连接装置和液压驱动加载装置，所述驱动连接装置包括第二连接杆、连接板、拉杆和轴销传感器，液压驱动加载装置包括液压缸、液压缸支座、控制器，所述液压缸支座安装在平板上，液压缸和控制器安装在液压缸支座上，控制器与液压缸连接，所述第二连接杆的一端与圆管输送带的另一端固定连接，连接板一侧面与第二连接杆的另一端固定连接，所述拉杆一端固定在连接板另一侧面上，拉杆另一端经轴销传感器与液压缸的伸缩杆相连，轴销传感器的信号输出端与上位机相连。 [0013] 上述倾斜式圆管带式输送机托辊组接触力测试模拟实验台中，所述圆管输送带由皮带卷成圆管，圆管两端通过螺栓固定使其保持圆管形状。 [0014] 本发明的有益效果在于：1、本发明通过液压缸提供不同拉力量级下的均匀加载，调节液压油路中的流量来调节驱动拉力的大小，从而改变圆管输送带与托辊组各托辊之间的接触程度，以模拟不同带速和输送物料载荷下圆管与托辊之间的接触力，可用于模拟测试圆管输送带多工况下托辊组中各托辊的接触力，研究托辊接触力随圆管输送运量、倾斜角度、带速、驱动力等工艺参数改变的变化规律，具有适用性强、通用性好、测试精度高、便于操作、制造成本低的优点。 [0015] 2、本发明设有倾角可调固定平板装置，调节倾角调节装置的第一螺母和第二螺母可以使平板具有不同的倾斜角度，并通过平板支座上的角度指示盘快速读出，从而可以模拟圆管物料输送线不同倾斜角度的工况条件。附图说明 [0016] 图1为本发明的整体结构示意图。 [0017] 图2为图1中倾角可调固定平板装置的结构示意图。 [0018] 图3为图1中加载约束装置的结构示意图。 [0019] 图4为图1中托辊组接触力测试支架。 [0020] 图5为图1中液压加载装置的结构示意图。 具体实施方式[0021] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。 [0022] 如图1所示，本发明包括圆管输送带模拟装置、托辊组接触力测试支架3、液压加载装置、倾角可调固定平板装置，两个托辊组接触力测试支架3相对设置在倾角可调固定平板装置上，两个托辊组接触力测试支架3之间设有若干钢管，钢管的两端分别焊接在两个托辊组接触力测试支架3上，所述圆管输送带模拟装置包括加载约束装置1和圆管输送带2；圆管输送带2穿设于两个托辊组接触力测试支架3中，且圆管输送带2的一端与安装在倾角可调固定平板装置上的加载约束装置1连接，圆管输送带2的另一端与安装在倾角可调固定平板装置上的液压加载装置连接。 [0023] 如图2所示，所述倾角可调固定平板装置包括平板7、平板支座37和倾角调节装置8，所述平板7左端铰接在平板支座37上，平板支座37上焊有用于指示平板7倾斜角度的角度指示盘41，平板7右端设有倾角调节装置8，所述倾角调节装置8包括丝杆42、丝杆底座45、第一螺母43和第二螺母44，所述丝杆42下端铰接在丝杆底座45上，丝杆42上部穿设于平板7右端，丝杆42上设有第一螺母43和第二螺母44，且第一螺母43和第二螺母44分别位于平板7的上下方以固定平板7。倾角调节装置8调节平板7的倾斜角度从而模拟圆管物料输送线路不同倾斜角度的工况条件。 [0024] 如图3所示，所述加载约束装置1包括弹簧固定架10、弹簧11、第一连接杆12、物料挡板14，所述弹簧固定架10通过第一固定螺栓9固定在平板7上，弹簧11的一端钩挂在弹簧固定架10上，物料挡板14的一侧面与弹簧11的另一端钩挂连接，物料挡板14的另一侧面上均匀设有4个第一连接杆12，第一连接杆12的一端通过第三螺母15固定在物料挡板14上，第一连接杆12的另一端通过第二固定螺栓13与圆管输送带2的一端固定连接。物料挡板14与圆管输送带2之间通过均匀分布的四个U型第一连接杆12约束加载，为圆管输送带2提供均匀的反向拉力模拟实际运行过程中皮带张力。 [0025] 如图4所示，所述托辊组接触力测试支架3包括托辊支架16、托辊座17、压力传感器18、托辊20、支架底座22，所述支架底座22通过第三固定螺栓23固定在平板7上，所述托辊支架16呈环形且纵截面为正六边形，托辊支架16通过第四固定螺栓21固定安装在支架底座22上，所述托辊支架16的内圈上均匀设有6个托辊座17，每个托辊座17上均设有一个托辊20，每个托辊座17与托辊支架16内圈之间均设有一个压力传感器18，压力传感器18的信号输出端与上位机连接，每个托辊座17与托辊支架16内圈之间还设有用于调节托辊座17与托辊支架16内圈距离的调节螺栓19。压力传感器18测试在不同工况条件下同一圆管横截面上不同圆周位置处托辊20因支撑圆管所需的接触力大小。 [0026] 如图5所示，所述液压加载装置包括驱动连接装置5和液压驱动加载装置6，所述驱动连接装置5包括第二连接杆25、连接板26、拉杆27和轴销传感器28，液压驱动加载装置6包括液压缸31、液压缸支座35、控制器34，液压缸支座35底部设有4个底座滑块36，所述平板7上设有与底座滑块36相匹配的2个滑槽38，滑槽38上设有用于固定底座滑块36的压板39，压板39压在底座滑块36上通过第五固定螺栓40固定液压缸31位置，所述液压缸支座35安装在平板7上并可沿平板7上的滑槽38移动，控制器34安装在液压缸支座35上，液压缸31通过第六固定螺栓32固定在液压缸支座35上，控制器34经液压油路33与液压缸31连接，所述第二连接杆25的一端通过第七固定螺栓24与圆管输送带2的另一端固定连接，第二连接杆25的另一端通过第四螺母30与连接板26一侧面固定连接，所述拉杆27一端通过第五螺母29固定在连接板26另一侧面上，拉杆27另一端经轴销传感器28与液压缸31的伸缩杆相连，轴销传感器28的信号输出端与上位机相连。液压驱动加载装置6通过驱动连接装置5为圆管输送带2提供不同拉力量级下的均匀加载，通过调整液压缸31流量调整拉力大小，从而改变圆管输送带2与托辊组之间的接触程度。 [0027] 本发明的工作过程如下：实验前先调整倾角调节装置8，使平板7具有初始倾斜角度，通过第一螺母43和第二螺母44锁紧固定平板7位置；将校准好的压力传感器18布置在托辊支架16的内圈上，通过调整调节螺栓19来调节托辊座17与托辊支架16之间的接触至合适程度；将轴销传感器28及布置的压力传感器18均与上位机连接好；移动液压驱动加载装置6沿平板7上的滑槽38运动，使圆管输送带2具有一定的纵向预紧力，拧紧压板39上两对固定螺栓40，通过固定压板39使液压驱动加载装置6位置固定；启动液压驱动加载装置6的液压缸31，通过驱动连接装置5为圆管输送带2加载，轴销传感器28测试液压缸31所提供拉力大小，分布在托辊座17与托辊支架16之间的压力传感器18测试圆管输送带2对不同位置托辊20作用力的大小；通过控制器34调节液压缸31流量，控制液压缸31拉力的大小，改变圆管输送带2与托辊20之间的接触程度，压力传感器18分别记录在不同拉力载荷作用下托辊20受到的接触力大小。 [0028] 调整液压缸31使伸缩杆回到初始位置，再调整倾角调节装置8的第一螺母43和第二螺母44使平板7具有不同的倾斜角度，再重复进行加载测试，记录传感器压力的实验数据。测试完成后调整平板7回到初始倾斜角度，从圆管输送带2驱动连接端加入物料，重复以上定角度模拟工况条件接触力测试，再通过倾角调节装置8调整平板7的不同倾斜程度进行载料条件下不同倾角工况托辊接触力测试。 |
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