1、基本原理
(1)防卡壓撕裂超前保護原理
當大塊物料在裝載點落到
帶式輸送機輸送帶上時，將隨輸送帶沿運行方向運動，當遇到漏斗或其他靜止物體時，運動會受到阻礙。由于大塊物料形狀的不規則，會導致其滾動，在某一位置時，被輸送帶帶離漏斗、其他阻礙物或不斷在原地滾動，直至被卡住，對輸送帶進行刮擦，最終導致縱撕事故。當大塊物料或長條形異物被阻礙不能隨輸送帶運動后，將對阻礙物產生附加力，當此附加力持續存在，表明有大塊物料或長條形異物卡住可能，因此對附加力變化進行監控，可防止物料壓卡撕裂。
(2)防異物穿透撕裂超前保護原理
當運輸的物料中央雜著尖銳長桿件或帶有棱角的不規則異物時，在接觸輸送帶時由于慣性和沖擊作用，利器下部直接穿透輸送帶，此時長條形異物和輸送帶成為一個整體，隨著輸送帶的運行，也會一起運動，長條形異物上端會受阻于漏斗、溜槽或其他靜止物，下端受阻于托輥架。
當長條形異物受阻時，將對受阻點產生附加力，如果受阻點的附加力持續存在，表明有長條異物剌穿輸送帶被卡住，因此可以在緩沖托輥組與機架之間安裝力傳感器，對緩沖托輥組與機架之間的水平附加力的變化進行監控，判斷是否有長條形異物穿透輸送帶，及時保護，可超前預防長條異物穿透輸送帶造成的撕裂事故。
2、超前保護方法
根據前面對防卡壓撕裂和防異物穿透撕裂超前保護原理可知，只要將行程開關信號、力傳感器信號送入單片機進行綜合判斷，可判定出是否存在縱撕條件。當發生縱撕條件時，就通過輸送機電源控制系統對輸送機進行停機保護。
2.1防卡壓撕裂保護方法
據統計和試驗，當有物料卡住發生撕裂事故時，輸送帶及托輥將會受到一個較大的附加壓力值，這個附加壓力即是刺穿鋼繩芯輸送帶所需的力，為1. 47 -4. 41 kN，同時伴隨著輸送帶被劃傷刺穿的過程，這一附加壓力至少要持續300 ms以上。
根據防卡壓撕裂超前保護原理，對于防止物料卡壓撕裂，采取行程開關開啟時間判定和壓力傳感器檢測附加壓力值判定2種方法，并結合使用。
(1)行程開關開啟時間判定方法
由防卡壓撕裂超前保護原理，在溜槽活頁處安裝一行程開關。當大塊物料通過溜槽出口處時，就會頂起活頁，并觸動行程開關。若物料較小能順利通過溜槽出口，行程開關不會發出信號給檢測系統。若物料較大，長時間卡在溜槽口處時，活頁板被頂起，不會落下，當物料卡壓時間超過行程開關開肩時間的設定值時，就可通過檢測系統判定，進行報警。
(2)壓力傳感器檢測附加壓力值判定方法
當物料卡在溜槽口處時，就會對卡壓點產生附加壓力值，通過壓力傳感器檢測出卡壓點的附加壓力值，以此為物料被卡住的判定條件。物料卡壓點的受力分析如圖l所示。
物料卡住時，物料下部與輸送帶接觸點為A，由于輸送帶運行，而物料靜止不動，那么此點處就會產生摩擦阻力根據作用力與反作用力，物料產生的向右運動趨勢的力，應該等于摩擦阻力fo此時，物料上部與溜槽接觸點B也會受到力，的作用。由于壓力傳感器安裝在溜槽傾斜面位置，這樣壓力傳感器受到附加力Fo。
輸送機正常工作時，所運物料經過溜槽，由于沖擊作用，傳感器也會檢測到此時的壓力值，但此值比物料被卡住時產生的附加力Fo要小得多，這樣就可根據傳感器檢測的壓力值的突然增加，作為物料被卡住的判定條件。
2.2防異物穿透撕裂保護方法
當長條形異物刺穿輸送帶后，隨著輸送機的運行，長條形異物的上部會卡在溜槽或其他靜止物上，其下部卡在托輥處，這2處均存在附加壓力。對于上部卡壓點的附加力的分析和物料卡壓時的附著力相同，所以在這里分析托輥處的附加壓力，如圖2所示。
通過對防卡壓撕裂和防異物穿透撕裂保護方法的介紹可知，任意一種撕裂情況發生時，都是通過壓力傳感器檢測出相應的附加壓力值，而輸送機正常運行時壓力傳感器受到的是平穩且比附加壓力值小得多的力。如圖3所示。
曲線1表示輸送機正常工作時，壓力傳感器檢測的壓力值，它是平穩且在一定范圍內變化的；曲線2表示有物料卡壓或異物穿透輸送帶時，壓力傳感器受到一個明顯的附加壓力值。這樣就可根據附加壓力值變化特征，作為物料卡壓或異物穿透的判定標準。
3、超前保護傳感裝置
根據防卡壓撕裂和防異物穿透撕裂保護原理和方法，可以分別i殳計出對應防卡壓撕裂裝置和防異物穿透撕裂裝置，然后將它們結合起來，就可得到超前保護傳感裝置，實現設計思想。
(1)防卡壓撕裂裝置
為了達到設計的要求，對溜槽進行一定的改造，如圖4所示。在A1、B1處安裝鉸接，在C．處安裝一對壓力傳感器，在D．處安裝一對行程開關。活動頁板6可繞B，處鉸接向上轉動，而同定頁板4因受C．處壓力傳感器的限制無法運動，但可將所受物料或異物壓力傳遞給壓力傳感器5。
由此裝置可以知道，當大塊物料隨輸送帶運行時，必將觸及頁板，此時大塊物料將會頂起活動頁板6，以便通過，同時活動頁板向上觸動行程開關7，物料通過后，活動頁板將在自重的作用下落回原位，并向下觸動行程開關，若物料各方向尺寸都大，被固定頁板4阻擋無法通過時，活動頁板被頂起，向上觸動行程開關后，將會長時間無法網位，行程開關不能被向下觸動，這可作為有大塊物料無法通過的判定依據。當有大塊物料不能通過，被卡在裝載點，或有長條形異物穿卡時，固定頁板會長時間受到一個與輸送帶運行方向相同的附加力的作用，壓力傳感器將會檢測到該附加力的大小和作用時間，這也可作為有大塊物料壓卡或有異物穿K輸送帶的判定依據。
(2)防異物穿透撕裂裝置
為了檢測出是否有異物穿透輸送帶造成縱向撕裂，對轉載點的緩沖托輥架進行改造，將處于導料槽下用于支撐和緩沖作用的固定緩沖托輥架改為浮動式。根據實際輸送機工作情況，將若十組緩沖托輥架l連成一個整體，幾組緩沖托輥架相對固定，然后在整體活動托輥架F部安裝滾輪2，活動托輥架用滑軌3支撐，壓力傳感器6-端采用螺栓與浮動上托輥架相連，另一端頂在固定的托輥架卜，根據輸送帶運行方向，壓力傳感器安裝在活動托輥架的右側。如圖5所示。
在輸送機正常工作時，活動托輥架僅受到輸送帶的摩擦力，該摩擦力基本上是穩定的，當長條形異物刺穿輸送帶后，隨著輸送帶的運行，長條形異物會卡在緩沖托輥上，這樣緩沖托輥將受到水平附加力的作用。由于將若干組緩沖托輥架連成一整體，且下部安裝有滾輪，無論長條形異物卡在其中任意一個托輥卜時，都會將這個附加力通過活動托輥架向右作用到力傳感器6上，壓力傳感器就能檢測出長條形異物刺穿輸送帶時的附加壓力值和作用時間，通過與設定值的比較，判斷出是否發生長條形異物刺穿輸送帶事故，通過單片機輸出信號指令控制輸送機停機，起到超前預防輸送帶撕裂事故的發生。
(3)傳感裝置總體設計
將以上介紹的防止壓裝置和防異物穿透撕裂裝置結合起來，就得到超前預防輸送帶縱向撕裂保護傳感裝置。如圖6所示。
防卡壓撕裂撕裂裝置和防異物穿透撕裂裝置是共同工作的，只要出現任意一種撕裂條件，超前保護傳感裝置都能檢測出，經過檢測系統判別，將信號送入輸送機電源控制箱，進行停機保護，這樣對裝載點處豐要引起輸送帶縱撕事故的2種情況，都能進行超前保護。
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