本文首先就物料輸送機動態(tài)參數(shù)測試系統(tǒng)進行了概述,分析了虛擬儀器技術和測試系統(tǒng)的一般構成和原理,然后結(jié)合物料輸送機的動態(tài)特性研究,選取了具體的參數(shù)進行測試研究,并提出了物料輸送機動態(tài)參數(shù)測試系統(tǒng)的組成。物料輸送機動態(tài)參數(shù)測試的目的就是利用現(xiàn)代的測試技術對輸送機的系統(tǒng)零部件進行測試,將傳感器測得的電信號進行隔離、放大、轉(zhuǎn)換與傳輸,最后送到計算機進行分析處理,以便獲得其特征參數(shù)、各種工況下的運動規(guī)律和力學性能,從而判斷輸送機的性能是否符合設計要求。
物料輸送機是一個復雜的混合多體系統(tǒng),既包含剛體,又包含柔體。其輸送帶本身的物理和幾何參數(shù)、驅(qū)動裝置、拉緊裝置以及托輥間距等都對整個系統(tǒng)的動態(tài)特性有很大的影響。因此,物料輸送機需測量的各種參數(shù)有:
(1)運動參數(shù):包括位移、速度、加速度、轉(zhuǎn)差率等。
(2)振動參數(shù):包括輸送帶橫向振動幅值、頻率等。
(3)輸送帶特征參數(shù):包括輸送帶彈性模量、粘彈系數(shù)、抗沖擊特性等。
(4)力學參數(shù):包括輸送帶運行阻力、張力、電動機功率等。
測試上述參數(shù)的關鍵是信號的采集和處理。信號的采集主要依靠各種類型的傳感器及各種類型的測試儀器;信息的處理則依靠各類計算機。一個完整的虛擬儀器測試系統(tǒng)應該由計算機、傳感器、信號調(diào)理電路、A/D轉(zhuǎn)換器以及相應的多路模擬開關、放大器以及采樣保持電路等構成。同樣,對于我們所研究的物料輸送機測試系統(tǒng)也必須包含這幾部分。
下面,就物料輸送機測試系統(tǒng)的功能作如下闡述,然后再基于這些功能對該綜合測試系統(tǒng)的整體形式進行輸送機設計。測試系統(tǒng)的基本功能有:
(1)測試系統(tǒng)可以對各種參數(shù)進行測量,因此,需對位移、速度、張力、振幅等參量進行信號變換、A/D轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)采集。
(2)測試系統(tǒng)可以對所采集的數(shù)據(jù)進行處理。
(3)測試系統(tǒng)可以對物料輸送機的運行狀態(tài)進行監(jiān)測,包括物料輸送機輸送帶的跑偏、撕裂、打滑等故障狀態(tài)。
(4)所處理結(jié)果的輸出可以繪制曲線、報表打印、結(jié)果保存。
輸送帶跑偏是物料輸送機使用過程中經(jīng)常遇到的問題,輸送帶的跑偏會對輸送機的安全運行帶來很大威脅。據(jù)統(tǒng)計,輸送帶的損壞有30%。以上是因跑偏磨損而報廢,跑偏量過大使輸送帶與托輥支架及機架摩擦,造成帶邊磨損,縮短使用壽命。跑偏量過大還會引起局部或全程灑料;在機頭機尾處跑偏會造成卷帶、撕帶、并增加輸送帶運行阻力;嚴重時輸送帶從輸送機上脫落,引起設備停機,嚴重影響生產(chǎn)。
由于物料輸送機是一個復雜的剛?cè)峄旌隙囿w系統(tǒng),輸送帶本身的長度又很長,且煤礦工作條件相對惡劣,運動狀況,載荷狀況變化較大,所以輸送帶的跑偏情況也很復雜,包括:在滾筒處跑偏;在運行中往一側(cè)跑偏;運行中輸送帶在局部跑偏;輸送帶蛇行:空載時不跑偏,加載后跑偏等。因此,如果可以通過監(jiān)測裝置對輸送帶跑偏的狀態(tài)有明確的判定,不僅可以給糾偏提供可靠的依據(jù),也可以為輸送機的安裝、調(diào)整提供一種高效可靠的檢測手段。
輸送帶的結(jié)構及其力學性能對帶式輸送機械的性能和發(fā)展有著重要的作用,其力學性能參數(shù)是帶式 輸送機由靜態(tài)設計過渡到動態(tài)設計所必需的數(shù)據(jù)。通過輸送帶動態(tài)彈性模量M的測試與計算,根據(jù)最后一次遲滯回線圖所含面積代表的變形能,可求得粘滯系數(shù)η、 滯后時間τ、永久伸長率ε永和彈性伸長率ε彈等參數(shù)。這些參數(shù)的測得可促進輸送帶和帶式輸送機設計達到一個新的水平,有利于我國輸送帶產(chǎn)品進入國際市場。