CN105251599B - 一种并联式矿用破碎机出料口接料盘的自动平衡方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种并联式矿用破碎机出料口接料盘的自动平衡方法，属于煤矿机械设备领域，本平衡方法采用倾角传感器(4)检测底板(3‑1)的旋转方向，单片机(5)根据底板(3‑1)的旋转方向控制液压控制装置(2)中液压缸(2‑2)伸缩，单片机(5)根据设在液压缸(2‑2)伸缩杆上的磁致伸缩位移传感器(6)检测到的液压缸(2‑2)的伸缩量与理论伸缩量对比，精确地控制液压缸(2‑2)的伸缩，使得经过接料盘(1)落在传送带上的物料平衡。本方法的适应性好，检测及控制精度高，不受工作环境的影响。
Description
技术领域
本发明涉及一种并联式接料盘自动平衡方法，具体是一种并联式矿用破碎机出料口接料盘的自动平衡方法，属于煤矿机械设备领域。
背景技术
破碎机是煤矿生产作业中的必备设备，当破碎量较大时，单一的破碎机无法满足破碎要求，因此常采用两台破碎机并联的方式来达到扩大生产能力和提高破碎效率的目的。采用两台破碎机并联的方式破碎时，两台破碎机布置在输送带端部，两台破碎机的出料口所在的直线垂直于输送带的运动方向，这样虽然能提高破碎的效率，但由于两个破碎机的出料口掉落的物料的速度不可能时时的相同，而破碎机的出料口又是固定的，不能实时的根据掉落的物料的速度和单位时间掉落的物料的质量进行物料掉落位置调节，因此，掉落在传送带上的物料不均衡，导致传送带两侧受力不平衡，从而加速了输送带的损坏，增加了维修损坏部位及维护设备的时间，进而影响到整个生产线的生产效率。因而，如何分配好两个出料口的物料平衡是个亟待解决的问题。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种并联式矿用破碎机出料口接料盘的自动平衡方法，该方法能够合理分配物料落到输送带上位置，进而减轻输送带的磨损破坏，大大提高工作效率；该方法适应性好、抗干扰性能好、使用寿命长，调节简单可靠。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种并联式矿用破碎机出料口接料盘的自动平衡方法，所使用的装置包括接料盘、液压控制装置、可旋转底板装置、倾角传感器、单片机、磁致伸缩位移传感器和支撑座，两个所述的接料盘的出料口向输送带倾斜，两个接料盘与可旋转底板装置中的底板的上平面之间分别连接有液压控制装置；所述的液压控制装置包括油缸安装座I、液压缸、两个轴承安装座、油缸安装座II和立轴，所述的油缸安装座I设在接料盘的底部；所述的两个轴承安装座，其中的一个设在接料盘底部旋转中心处，另一个设在底板上，两个轴承安装座的轴线在同一直线上；所述的油缸安装座II设在底板上；所述的立轴的两个轴端分别与轴承配合，两个轴承分别安装在两个轴承安装座上与其配合的轴承孔中，立轴的轴线垂直于底板；所述的液压缸轴线平行于底板，其两端分别铰接在油缸安装座I和油缸安装座II上，液压缸与立轴不相交；左侧的液压缸有杆腔管路与右侧的液压缸无杆腔管路是连通的，左侧的液压缸无杆腔管路与右侧的液压缸有杆腔管路是连通的；所述的可旋转底板装置的连接座与支撑座的连接座通过销轴铰接在一起，销轴的轴线平行于输送带的运动方向，两个所述的液压控制装置对称布置在销轴两侧的底板上；所述的倾角传感器设在底板上平行于销轴的中心线上，倾角传感器的输出端和单片机输入端通过导线连接；所述的磁致伸缩位移传感器设在左侧的液压控制装置中液压缸的伸缩杆上，其输出端和单片机输入端通过导线连接；单片机的输出端与液压控制装置的控制电路通过导线连接，具体步骤如下：
(1)当两个接料盘来料不均时，底板发生旋转，倾角传感器将检测到的底板的旋转的正负角度信号送入到输出电路，输出电路将角度信号转换为电流信号，电流信号再通过导线输入到单片机的输入端；
(2)单片机通过比较倾角传感器的输出电路输出的电流I和零点电流I0的大小，判断底板的旋转方向，若电流I大于I0则倾角为正，此时，底板的旋转方向为顺时针，即底板向右侧倾斜，若电流I小于I0则倾角为负，此时，底板的旋转方向为逆时针，即底板向左侧倾斜；
(3)单片机根据底板的正反转方向，通过控制液压控制装置中控制电路中的开关K1和开关K2的闭合来控制液压缸的伸缩，若底板正转，接通开关K1，电磁阀Y1接通，液压缸I伸出，液压缸II缩回；若底板反转，接通开关K2，电磁阀Y2接通，液压缸II伸出，液压缸I缩回；
(4)液压缸在伸缩的过程中，磁致伸缩位移传感器检测液压缸I伸缩变化的位移L，位移L经过输出转换器将位移信号转换为电流信号，电流信号输入到单片机的输入端；
(5)单片机通过倾角传感器输入的电流信号计算出的理论上液压缸I应该伸缩到的位置所对应的位移变化为L0，该位移变化L0对应的磁致伸缩位移传感器检测到的电流为I0’，单片机通过比较磁致伸缩位移传感器输出的位移电流I’和理论平衡电流I0’的大小来控制液压缸的继续伸缩或停止，当位移电流I’小于平衡电流I0’时，液压缸I继续伸出，液压缸II继续缩回，当位移电流I’大于平衡电流I0’时，液压缸I开始缩回，液压缸II开始伸出，直到位移电流I’等于平衡电流I0’时，液压缸停止伸缩，此时经过两个接料盘落在传送带上的物料是平衡的。
本发明采用倾角传感器检测底板的旋转方向，判断两个接料盘来料的重量，通过单片机编程自动控制液压控制装置中的液压缸伸缩以使接料盘绕其旋转中心旋转，调节接料盘出料口的朝向，进而合理分配物料落到输送带上的位置，使得输送带上的物料平衡，减轻输送带的磨损破坏；通过磁致伸缩位移传感器检测液压缸的伸缩量，精确地控制液压缸的伸缩；本方法适应性好，检测及控制精度高，不受工作环境的影响。
附图说明
图1是本发明所使用的装置的总体结构示意图。
图2是图1中可旋转底板装置与支撑座连接剖视图。
图3是图1中的液压控制装置的局部装配剖视图。
图4是本发明的液压控制原理框图。
图5是图1中的磁致伸缩位移传感器控制液压缸伸缩调节接料盘原理图。
图6是本发明的自动平衡调节控制流程图。
图中：1、接料盘，2、液压控制装置，2-1、油缸安装座I，2-2、液压缸，2-3、轴承安装座，2-4、油缸安装座II，2-5，立轴，2-6、止推轴承，2-7、螺钉，2-8、轴承盖，2-9、密封圈，3、可旋转底板装置，3-1、底板，3-2、耳板，3-3、筋板，4、倾角传感器，5、单片机，6、磁致伸缩位移传感器，7、销轴，8、支撑座，8-1、支撑底板，8-2、立板。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明(以下描述中的左右方向和前后方向与图1中的左右方向和前后方向相同，图1中远离读者的方向为后，前后方向即传动带的运动方向)。
图1所示为本发明所使用的装置的结构示意图，装置包括接料盘1、液压控制装置2、可旋转底板装置3、倾角传感器4、单片机5、磁致伸缩位移传感器6和支撑座8，两个所述的接料盘1的出料口向输送带倾斜，两个接料盘1与可旋转底板装置3中的底板3-1的上平面之间分别连接有液压控制装置2；所述的液压控制装置2包括油缸安装座I2-1、液压缸2-2、两个轴承安装座2-3、油缸安装座II2-4和立轴2-5，所述的油缸安装座I2-1设在接料盘1的底部；所述的两个轴承安装座2-3，其中的一个设在接料盘1底部旋转中心处，另一个设在底板3-1上，两个轴承安装座2-3的轴线在同一直线上；所述的油缸安装座II2-4设在底板3-1上；所述的立轴2-5的两个轴端分别与轴承配合，两个轴承分别安装在两个轴承安装座2-3上与其配合的轴承孔中，立轴2-5的轴线垂直于底板3-1；所述的液压缸2-2轴线平行于底板3-1，其两端分别铰接在油缸安装座I2-1和油缸安装座II2-4上，液压缸2-2与立轴2-5不相交；左侧的液压缸2-2有杆腔管路与右侧的液压缸2-2无杆腔管路是连通的，左侧的液压缸2-2无杆腔管路与右侧的液压缸2-2有杆腔管路是连通的；所述的可旋转底板装置3的连接座与支撑座8的连接座通过销轴7铰接在一起，销轴7的轴线平行于输送带的运动方向，两个所述的液压控制装置2对称布置在销轴7两侧的底板3-1上；所述的倾角传感器4设在底板3-1上平行于销轴7的中心线上，倾角传感器4的输出端和单片机5输入端通过导线连接；所述的磁致伸缩位移传感器6设在左侧的液压控制装置2中液压缸2-2的伸缩杆上，其输出端和单片机5输入端通过导线连接；单片机5的输出端与液压控制装置2的控制电路通过导线连接。两个接料盘1位于两个破碎机出料口的下方，输送带位于两个接料盘1的前方，液压控制装置2用来调节接料盘1出料口的倾斜方向进而调节物料落在输送带上的位置，倾角传感器4通过检测可旋转底板装置3的旋转方向，将检测到的信号传输到单片机5中，磁致伸缩位移传感器6通过检测液压控制装置2中液压缸的伸缩量，将检测到的信号传输到单片机5中，进而判断液压缸的伸缩位置，进一步控制伸缩的停止或所应该伸缩到的具***置，支撑座8用来将整个装置安装在破碎机的机架或者是地面上。
在与两个液压控制装置2中液压缸2-2连接的液压管路上设有两个电磁阀，左侧的液压缸2-2的有杆腔和右侧的液压缸2-2的无杆腔与一个电磁阀出油口连通，左侧的液压缸2-2的无杆腔和右侧的液压缸2-2的有杆腔与另一个电磁阀出油口连通，两个电磁阀的进油口与液压泵连通；在液压控制装置2的控制电路上设有两个分别控制两个电磁阀的开关。单片机5通过控制电路控制电磁阀的开关，进而控制液压缸2-2伸缩时，液压缸2-2带动接料盘以立轴2-5的轴线为中心旋转，进而调节接料盘1的倾斜方向。
如图2所示，可旋转底板装置3中的连接座设在底板3-1的下平面上，由垂直焊接在底板3-1上的两块相互平行的耳板3-2构成，耳板3-2上设有与销轴7相配合的通孔，两块耳板3-2上的通孔的轴线在同一直线上；所述的支撑座8中的连接座设在支撑底板8-1的上平面上，由四块垂直焊接在支撑底板8-1上的相互平行的立板8-2构成，立板8-2两两成对设置，每对立板8-2之间留有与耳板3-2相配合的间隙，立板8-2上设有与销轴7相配合的通孔，四块立板8-2上的通孔的轴线在同一直线上。销轴7穿过耳板3-2和立板8-2上的通孔，将可旋转底板装置3和支撑座8连接在一起，使得底板3-1能够绕着销轴7旋转，为了安装及拆卸方便，每对立板8-2和与之相配合的耳板3-2上连接一个销轴7，即一共通过两个销轴7进行连接。
所述的倾角传感器4的外壳为压铸铝外壳，其内置的输出电路为抗电磁干扰电路以提高其稳定性，进而能根据倾角传感器4的检测数据更精确的进行调节控制。
如图3所示，所述的液压控制装置2中所使用的轴承为止推轴承2-6，轴承盖2-8安装在轴承安装座2-3上并用若干个螺钉2-7固定，在轴承盖2-8预留的凹槽内安装有密封圈2-9。止推轴承2-6与轴承安装座2-3之间的配合方式为间隙配合，止推轴承2-6与立轴2-5之间的配合为过盈配合，轴承盖2-8起保护轴承的作用，密封圈2-9起密封的作用。
如图2所示，可旋转底板装置3中的连接座还包括若干块筋板3-3，筋板3-3焊接在耳板3-2和底板3-1的交角处。筋板3-3能够加强耳板3-2和底板3-1的连接强度和刚度，防止因为受力而变形。
如图4所示，在对接料盘1进行调节时，单片机5根据倾角传感器4检测到的数据，通过控制电路控制电磁阀Y1的开关K1或者控制电磁阀Y2的开关K2，进而控制左右两侧两个液压缸2-2伸缩，液压缸2-2带动接料盘以立轴2-5的轴线为中心旋转，进而调节接料盘1的倾斜方向。
如图5所示，图中接料盘1为俯视示意图，所述的磁致伸缩位移传感器6用来检测液压缸2-2的伸缩量，液压缸2-2的长度变化转换为接料盘1相对于其旋转中心线(即立轴2-5轴线)的角度变化，液压缸2-2的伸缩带动接料盘1绕转动中心旋转，图1中液压控制装置2中油缸安装座II2-4到接料盘1的转动中心的距离为L1，油缸安装座I2-1到接料盘1的转动中心的距离为L2，液压缸2-2伸缩工作时L1、L2保持不变，液压缸2-2的伸缩量从L3变化到L3’，伸缩量变化后接料盘1的对称中心线与原对称中心线形成一个夹角A，该角度A即表示接料盘1转动了A度。
如图6所示，工作时，当左右两接料盘1来料不均时，一侧接料盘1重量大于另一侧接料盘1，底板3-1绕销轴7向重量大的接料盘1一侧旋转，安装在底板3-1上的倾角传感器4会检测到角度变化，角度有正负之分从而用来判断旋转是正转还是反转，正转和反转两种状态通过输出电路转换为电流输入到单片机5。所述的单片机5的输入端在接收到电流信号时，单片机5响应并控制液压控制装置2中控制电路中的开关K1或K2的接通，从而控制液压控制装置2中电磁阀Y1或Y2的接通，控制液压缸2-2进行相应的动作，设定左侧的液压缸2-2为液压缸I，右侧的液压缸2-2为液压缸II，底板3-1沿顺时针方向旋转为正转，沿逆时针方向旋转为反转，若底板3-1正转，则开关K1接通，液压缸I伸出，液压缸II缩回，若底板3-1反转，则开关K2接通，液压缸II伸出，液压缸I缩回，这样即可控制出料口接料盘1的旋转。液压缸2-2的伸缩会使安装在液压缸2-2上的磁致伸缩位移传感器6检测到位移变化，磁致伸缩位移传感器6将检测到的液压缸2-2的伸与缩的两种状态经过输出电路转换为电流信号输入到单片机5，单片机5接收到电流信号进而比较液压缸2-2的理论伸缩量与磁致伸缩位移传感器6反馈回来液压缸2-2的伸缩量，进而控制液压缸2-2的继续伸缩以使接料盘1到达平衡位置，从而控制落料在输送带上的位置，达到接料盘1的自动平衡控制。
一种并联式矿用破碎机出料口接料盘的自动平衡方法，具体步骤如下：
(1)当两个接料盘1来料不均时，底板3-1绕着销轴7发生旋转，倾角传感器4将检测到的底板3-1的旋转的正负角度信号送入到输出电路，输出电路将角度信号转换为电流信号，电流信号再通过导线输入到单片机5的输入端；
(2)倾角传感器4检测到的每一个角度信号对应一个电流值，单片机5通过比较倾角传感器4的输出电路输出的电流I和零点电流I0的大小来判断底板3-1的旋转方向，若电流I大于I0则倾角为正，此时，底板3-1的旋转方向为顺时针(正转)，即底板3-1向右侧倾斜，若电流I小于I0则倾角为负，此时，底板3-1的旋转方向为逆时针(反转)，即底板3-1向左侧倾斜；
(3)单片机5根据底板3-1的正反转方向，通过控制液压控制装置2中控制电路中的开关K1和开关K2的闭合来控制液压缸2-2的伸缩，若底板3-1正转，接通开关K1，电磁阀Y1接通，液压缸I伸出，液压缸II缩回；若底板3-1反转，接通开关K2，电磁阀Y2接通，液压缸II伸出，液压缸I缩回；
(4)液压缸2-2在伸缩的过程中，磁致伸缩位移传感器6检测液压缸I伸缩变化的位移L，位移L经过输出转换器将位移信号转换为电流信号，电流信号输入到单片机5的输入端；
(5)磁致伸缩位移传感器6检测到的每一个位移变化L对应一个电流I’，单片机5通过倾角传感器4输入的电流信号计算出的理论上液压缸I应该伸缩到的位置所对应的位移变化为L0，该位移变化L0对应的磁致伸缩位移传感器6检测到的电流为I0’，单片机5通过比较磁致伸缩位移传感器6输出的位移电流I’和理论平衡电流I0’的大小来控制液压缸2-2的继续伸缩或停止，当位移电流I’小于平衡电流I0’时，液压缸I继续伸出，液压缸II继续缩回，当位移电流I’大于平衡电流I0’时，液压缸I开始缩回，液压缸II开始伸出，直到位移电流I’等于平衡电流I0’时，液压缸2-2停止伸缩，此时经过两个接料盘1落在传送带上的物料是平衡的。
Claims (1)
1.一种并联式矿用破碎机出料口接料盘的自动平衡方法，其特征在于：所使用的装置包括接料盘(1)、液压控制装置(2)、可旋转底板装置(3)、倾角传感器(4)、单片机(5)、磁致伸缩位移传感器(6)和支撑座(8)，两个所述的接料盘(1)的出料口向输送带倾斜，两个接料盘(1)与可旋转底板装置(3)中的底板(3-1)的上平面之间分别连接有液压控制装置(2)；所述的液压控制装置(2)包括油缸安装座I(2-1)、液压缸(2-2)、两个轴承安装座(2-3)、油缸安装座II(2-4)和立轴(2-5)，所述的油缸安装座I(2-1)设在接料盘(1)的底部；所述的两个轴承安装座(2-3)，其中的一个设在接料盘(1)底部旋转中心处，另一个设在底板(3-1)上，两个轴承安装座(2-3)的轴线在同一直线上；所述的油缸安装座II(2-4)设在底板(3-1)上；所述的立轴(2-5)的两个轴端分别与轴承配合，两个轴承分别安装在两个轴承安装座(2-3)上与其配合的轴承孔中，立轴(2-5)的轴线垂直于底板(3-1)；所述的液压缸(2-2)轴线平行于底板(3-1)，其两端分别铰接在油缸安装座I(2-1)和油缸安装座II(2-4)上，液压缸(2-2)与立轴(2-5)不相交；左侧的液压缸(2-2)有杆腔管路与右侧的液压缸(2-2)无杆腔管路是连通的，左侧的液压缸(2-2)无杆腔管路与右侧的液压缸(2-2)有杆腔管路是连通的；所述的可旋转底板装置(3)的连接座与支撑座(8)的连接座通过销轴(7)铰接在一起，销轴(7)的轴线平行于输送带的运动方向，两个所述的液压控制装置(2)对称布置在销轴(7)两侧的底板(3-1)上；所述的倾角传感器(4)设在底板(3-1)上平行于销轴(7)的中心线上，倾角传感器(4)的输出端和单片机(5)输入端通过导线连接；所述的磁致伸缩位移传感器(6)设在左侧的液压控制装置(2)中液压缸(2-2)的伸缩杆上，其输出端和单片机(5)输入端通过导线连接；单片机(5)的输出端与液压控制装置(2)的控制电路通过导线连接，具体步骤如下：
(1)当两个接料盘(1)来料不均时，底板(3-1)发生旋转，倾角传感器(4)将检测到的底板(3-1)的旋转的正负角度信号送入到输出电路，输出电路将角度信号转换为电流信号，电流信号再通过导线输入到单片机(5)的输入端；
(2)单片机(5)通过比较倾角传感器(4)的输出电路输出的电流I和零点电流I0的大小，判断底板(3-1)的旋转方向，若电流I大于I0则倾角为正，此时，底板(3-1)的旋转方向为顺时针，即底板(3-1)向右侧倾斜，若电流I小于I0则倾角为负，此时，底板(3-1)的旋转方向为逆时针，即底板(3-1)向左侧倾斜；
(3)单片机(5)根据底板(3-1)的正反转方向，通过控制液压控制装置(2)中控制电路中的开关K1和开关K2的闭合来控制液压缸(2-2)的伸缩，若底板(3-1)正转，接通开关K1，电磁阀Y1接通，液压缸I伸出，液压缸II缩回；若底板(3-1)反转，接通开关K2，电磁阀Y2接通，液压缸II伸出，液压缸I缩回；
(4)液压缸(2-2)在伸缩的过程中，磁致伸缩位移传感器(6)检测液压缸I伸缩变化的位移L，位移L经过输出转换器将位移信号转换为电流信号，电流信号输入到单片机(5)的输入端；
(5)单片机(5)通过倾角传感器(4)输入的电流信号计算出的理论上液压缸I应该伸缩到的位置所对应的位移变化为L0，该位移变化L0对应的磁致伸缩位移传感器(6)检测到的电流为I0’，单片机(5)通过比较磁致伸缩位移传感器(6)输出的位移电流I’和理论平衡电流I0’的大小来控制液压缸(2-2)的继续伸缩或停止，当位移电流I’小于平衡电流I0’时，液压缸I继续伸出，液压缸II继续缩回，当位移电流I’大于平衡电流I0’时，液压缸I开始缩回，液压缸II开始伸出，直到位移电流I’等于平衡电流I0’时，液压缸(2-2)停止伸缩，此时经过两个接料盘(1)落在传送带上的物料是平衡的。
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