基于皮带输送机自动纠偏装置的设计应用

在制丝过程中物料的输送主要依靠皮带输送机，皮带输送机输送距离长，功耗低，工作原理简单，安全可靠，在工业领域中广泛应用。制丝过程中皮带输送机输送物料时，存在输送距离远，所受载荷不均问题，有可能导致皮带输送机在工作状态下产生很多故障。皮带在机械传动过程中左右两侧若受力不均会导致皮带向左或向右偏，使得物料在皮带上是靠左偏移或靠右偏移造成物料的损耗，并且皮带输送机机械结构在偏移状态下会受到破坏，机体零部件遭到磨损等问题，大大降低皮带机的使用寿命。

现毕节卷烟厂制丝车间缺少一种能自动纠偏皮带的装置，皮带跑偏后并不能第一时间发现跑偏，是在皮带输送机在长时间跑偏后导致的不良效果显著时人观察到后，才需要进行维修，不能及时发现并做出调整，导致漏料，皮带损坏，皮带打滑堵料及皮带卡死停机堵料等故障，不但损坏设备，还会影响制丝产品质量。维修时需要断电，而且维修皮带输送机跑偏的修护时间，物料清理，复原产生的时间这些都会直接影响正常生产，大大降低了生产效率。故现基于皮带输送机自动纠偏装置进行设计，对跑偏信号进行实时检测，第一时间检测跑偏后并自动控制实现故障处理，自动解决皮带输送皮带跑偏问题，分别进行了跑偏检测装置和纠偏装置的设计探究，用于解决毕节卷烟厂制丝车间皮带输送机的自动纠偏问题。

1 皮带输送机跑偏分析

皮带输送机的主体结构由 1.输送皮带 2.从动轮 3.托板或托辊 4.主动轮等，皮带输送的工作流程原理：输送皮带运行时，物料主要依靠与皮带之间摩擦力，随输送皮带一起运行，主动轮与从动轮用于驱动皮带，依靠轮与皮带之间的摩擦力驱动皮带运行，托板或托辊主要用于支撑皮带及皮带上的物料让皮带不下垂，确保物料的运行。皮带在正常运行无偏移时，输送皮带在传动轮两端的受力均匀，当物料在输送皮带时皮带长时间的运转，物料导致皮带左右两侧的受力不均匀,物料在皮带左侧是摩擦力 F1 与物料重力 F2 作用下产生合力 F3，F3 作为推力使皮带左偏，同理右侧时，也会使得运输皮带长时间在此推力的作用下右偏。

结合上诉的理论分析，重点以检测皮带跑偏和纠偏装置为目标，从而解决运输皮带跑偏后自动纠偏的问题，能第一时间快速校正皮带，缩短故障处理时间，为毕节卷烟厂正常生产运行提供保障。

2 皮带输送机自动纠偏装置的设计

设计皮带输送机自动纠偏装置得满足两点控制要求，首先能精无误的检测出皮带的跑偏，确保测量信息的准确，其次检测皮带跑偏后，能准确及时的第一时间自动控制纠正皮带。综上皮带输送机自动纠偏装置需满足适应性强，通信稳定可靠及时，无检测盲区，安装简单方便，由PLC 自动控制。

2.1 皮带运输机跑偏检测装置设计

设计原理，如图 1 所示，在皮带输送机张紧位置安装左右两个光电检测元件，左右两侧的光电管主要用于检测皮带是否跑偏，两侧光电管同时检测到信号时，PLC 由此可判断皮带未跑偏，当只有一侧光电管有信号时，便可判断皮带跑票，自动纠偏装置开始工作。

图1 皮带输送机跑偏检测示意图

2.2 皮带运输机纠偏装置设计

纠偏装置左右两丝杆分别与传动辊两端连接，通过控制丝杆的转动从而控制传动辊。皮带未跑偏时，两个光电检测元件同时检测到皮带的边缘位置，输出检测信号，左右两电机不动作；当左光电检测未有检测信号，右光电检测有检测信号时，说明皮带向右跑偏，如图 2 所示，PLC 控制右电机运行（运行1s，停 3min ），右丝杆后退（图示向下），增大皮带右端受力，使皮带不断向左移动，直到左光电检测有检测信号为止；

图2 皮带输送机右跑偏纠正示意图

当右光电检测未有检测信号，左光电检测有检测信号时，说明皮带向左跑偏，如图3 所示，PLC 控制左电机运行（运行1s，停 3min. ），左丝杆后退（图示向下），增大皮带左端受力，使皮带不断向右移动，直到右光电检测有检测信号为止。电机运行与停止时间可根据皮带运行速度、丝杆转速进行调整，安装示意图如图3 所示。

图3 皮带输送机左跑偏纠正示意图

3 自动纠偏整体工作流程

皮带输送机自动纠偏装置由两部分组成，检测皮带跑偏装置和纠偏装置两部分。检测跑偏装置由光电管输入检测，作为PLC 的输入信号，为纠偏装置工作的起始条件。纠偏装置由PLC 及相应的控制电路组成，负责对检测跑偏信号的处理，控制左右电机的运转从而控制丝杆的动作，丝杆的进退动作直接影响了传动辊，传动辊是皮带纠正的关键，当丝杆动作一定范围时还未能纠正皮带，限位光电控制关闭左右电机的工作。

4 实践应用

以上设计的皮带输送机自动纠偏装置，分为检测装置与纠偏装置两部分，检测装置作为纠偏装置的触发条件，通过光电管的检测来判断皮带输送机是否跑偏，若跑偏自动触发纠偏装置，纠偏装置开始工作，通过左右电机的工作控制丝杆的旋转调节传动辊，改变皮带输送机的受力方向，使的皮带从跑偏到正常，限位光电管的存在作为丝杆运动工作的最极限范围。此设计装置提高处理此故障的工作效率 100% ,皮带的使用寿命也提高了2-4 倍。所设计的皮带输送机自动纠偏装置，有效的改善毕节卷烟厂皮带输送机的纠偏效果，避免皮带跑偏后停机维修带来的损失，具有很好的实际应用价值。

参考文献：

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