一种用于监测皮带运输机皮带运行的试验装置及其方法与流程

1.本发明涉及带式输送机皮带运行监测领域，更具体的说是涉及一种用于监测皮带运输机皮带运行的试验装置及其方法。


背景技术：

2.目前，针对矿用运输机皮带运行监测手段比较单一，如监测皮带打滑、皮带撕裂、皮带断裂等都需要配备专门的设备(独立于皮带运输系统)，这给整个运输系统增加了成本和额外的维护费用，而且各种故障监测手段存在不同程度弊端。x光投射技术发展较为成熟，可以对皮带内部夹层及钢丝进行投射呈像，能够及时发现皮带内部结构是否断裂，然而此项技术设备费用高昂，占地面积大，对被探测物移动速度要求严格，环境适应性差，维护成本高；采用电磁方法也可以监测皮带内部金属钢丝是否断裂，但由于金属钢丝被夹在了橡胶层中间，用该方法探测时会存在较大误差。以上方法都无法适用于矿山机械使用场景。
3.因此，如何提供一种在不影响整机运输功能前提下，能够对矿用长距离输送机皮带进行准确可靠、快捷方便的皮带监测装置及其试验方法是本领域技术人员亟需解决的问题。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明提供了一种用于监测皮带运输机皮带运行的试验装置及其方法，旨在解决上述技术问题。
5.为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
6.本发明公开提供了一种用于监测皮带运输机皮带运行的试验装置，包括：试验机框架、驱动组件、升降组件、阵列传感器组；
7.所述试验机框架一端具有皮带固定部，所述试验机框架远离所述皮带固定部的一端具有皮带张紧部；所述驱动组件固定连接在所述试验机框架底部的横梁上，所述驱动组件布置在所述皮带固定部和皮带拉伸部之间的试验空间下方，所述驱动组件包括能够直线往复移动的驱动块；所述升降组件固定连接在所述驱动块的顶面；所述阵列传感器组包括双层架、传感器、滑动套和顶针；所述双层架固定在所述升降组件顶面；所述传感器数量为多个，多个所述传感器固定在所述双层架的下层板面上；所述滑动套的数量与所述传感器数量相同，且与所述传感器一一对应，并固定在所述双层架的上层板面上；所述顶针滑动连接在所述滑动套内侧，所述顶针顶端外露于所述滑动套顶端，所述顶针底端穿过所述滑动套底端和所述上层板面，并与所述传感器的感应头抵接。
8.经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种用于监测皮带运输机皮带运行的试验装置，本发明在实验装置使用过程中，首先需要驱动所述皮带张紧部，使皮带保持张紧的状态；然后通过将所述阵列传感器组固定在所述升降组件上，来调节所述传感器与皮带之间的距离，使其保持在一个合理的距离，在试验过程中顶针是被皮带顶紧在所述传感器的顶端的，如此直接接触的方式，便提高了所述传感器的传感灵敏度；
其次通过驱动组件来实现模拟皮带的传动，在常规的皮带监测实验过程中，通过控制皮带的传动所需要的设备和试验成本都较高，而本发明中通过所述驱动装置驱动所述阵列传感器组在皮带底部做往复运动，从而使所述传感器可以满足监测所述皮带的运行状态，整体装置的结构简单；本发明中阵列传感器的是层架通过将顶针和传感器分层布置，是为了在兼具较高的传感灵敏度的同时，还可以保持较高的结构强度。
9.优选的，在一种用于监测皮带运输机皮带运行的试验装置中，所述试验机框架内部固定有内支撑框，所述皮带张紧部安装在所述内支撑框和所述试验机框架远离所述皮带固定部的一端之间，所述内支撑框为所述皮带张紧部提供了安装基础。
10.优选的，在一种用于监测皮带运输机皮带运行的试验装置中，所述皮带张紧部包括：滑杆、滑动件、加持件、拉杆和调节螺母，所述滑杆的数量为多个，所述滑杆的一端与所述内支撑框固定连接，所述滑杆的另一端与所述试验机框架远离试验机框架；所述滑动件滑动连接在所述滑杆上；所述加持件固定连接在所述滑动件的顶面，所述加持件与所述滑动件之间留有夹持间隙；所述拉杆一端与所述滑动件固定连接，所述拉杆的另一端与所述试验机框架远离所述皮带固定部的一端滑动连接，所述拉杆远离所述滑动件的一端设置有攻螺纹；所述调节螺母与所述拉杆螺纹连接；通过简单的调节螺母就可以调节皮带的张紧程度，结构简单，张紧效果明显，而且在试验过程中可以不用停下装置整体来调节皮带的松紧。
11.优选的，在一种用于监测皮带运输机皮带运行的试验装置中，所述滑动套包括：轴承座和直线轴承，所述轴承座固定安装在所述上层板面的顶面，所述轴承座为轴心空筒结构，所述顶针与滑动连接在所述轴承座的空筒结构内；所述直线轴承同轴套设在所述轴承座的内，并与所述轴承座过渡配合；通过直线轴承实现所述顶针在竖直方向的微移动，进而确保所述顶针与所述传感器之间的受压和泄压状态的正常运行。
12.优选的，在一种用于监测皮带运输机皮带运行的试验装置中，所述驱动组件包括：底座、步进电机、丝杠和驱动块，所述底座为开口朝上的“u”型框架，所述底座固定安装在所述试验机框架底部的横梁上，所述底座底板上开设有导轨滑槽；所述步进电机固定安装在所述底座的侧壁上；所述丝杠的一端与所述步进电机的动力输出轴固定连接，所述丝杠的另一端转动连接在所述底座远离所述步进电机的一端；所述驱动块与所述导轨滑槽滑动连接，且与所述丝杠螺纹连接；通过所述丝杠将所述步进电机的轴向转动输出动能转换为水平往复运动，进而实现使传感器的移动代替皮带的转动，简化装置的结构，节约成本。
13.优选的，在一种用于监测皮带运输机皮带运行的试验装置中，所述升降组件包括：安装支架、升降板、第一紧固螺钉、第二紧固螺钉；所述安装支架固定连接在所述驱动块上，所述安装支架的顶面开设有螺纹孔；所述升降板套设在所述支架的外侧，所述升降板侧壁上竖直开设有调节槽；所述第一紧固螺钉穿过所述螺纹孔，并与所述升降板抵接；所述第二紧固螺钉滑动连接在所述调节槽内，并与所述支架的外侧壁顶紧；通过依次调节所述第一紧固螺钉和所述第二紧固螺钉，来保证所述传感器与所述皮带之间保持最佳距离，结构简单且稳定。
14.优选的，在一种用于监测皮带运输机皮带运行的试验装置中，所述传感器的输出端电性连接有数据分析组件。
15.本发明还提供了一种用于监测皮带运输机皮带运行监测试验装置的试验方法，具
体步骤包括：步骤一：调节所述皮带张紧部，使皮带处于张紧状态；
16.步骤二：先通过调节所述升降组件，使所述传感器顶紧在所述皮带下方，然后继续调节所述升降组件，对传感器的位置进行锁死固定；
17.步骤三：启动所述驱动组件，通过所述驱动组件驱动所述阵列传感器组做往复运动；
18.步骤四：对所述传感器将电信号进行如下分析：若所述传感器中最外侧的一个所述传感器出现长时间压力降时，则系统认定为皮带的对应位置处出现打滑的现象；若所述传感器中最外侧的一个所述传感器出现短时间压力降时，则系统认定为皮带的对应位置处出现局部撕裂的现象；若中间一个或几个所述传感器出现压力降时，则系统认定为皮带的对应位置处出现局部撕裂的现象；若所有所述传感器均出现压力降时，则系统认定为皮带的对应位置处出现断裂的现象。
19.通过上述技术方案，本发明提供的实验方法中，可以通过多个所述传感器的不同反应情况，来判断皮带不同的运行状态，因为是由多个传感器组成的阵列传感器组，所以在试验过程中可以预防更加多变的情况，提高了装置的适用性，以满足皮带不同的运行状态。
20.经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种单向阀及具有其的活塞和变刚度粘滞阻尼器，具有以下有益效果：
21.1、本发明通过皮带张紧部的设置，确保了试验的正常进行，使顶针呈负压状态压紧在传感器上，使试验结果更加正确。
22.2、本发明通过升降组件的设置，保证所述传感器与所述皮带之间保持最佳距离，结构简单且稳定。
附图说明
23.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
24.图1附图为本发明提供的皮带运输机的主视图；
25.图2附图为本发明提供的皮带运输机的仰视图；
26.图3附图为本发明提供的阵列传感器组和升降装置的结构示意图；
27.图4附图为本发明提供的阵列传感器组和升降组件的左视图；
28.图5附图为本发明提供的阵列传感器组内部的结构示意图；
29.图6附图为本发明提供的驱动组件的结构示意图。
30.其中：
31.1-试验机框架，
32.2-皮带张紧部，21-滑杆，22-滑动件，23-加持件，24-拉杆，25-调节螺母；
33.3-驱动组件，31-底座，32-步进电机，33-丝杠；
34.4-驱动块，
35.5-升降组件，51-安装支架，52-升降板，53-第一紧固螺钉，54-第二紧固螺钉，55-调节槽，
36.6-阵列传感器组，61-双层架，62-传感器，63-滑动套，64-顶针，631-轴承座，632-直线轴承；
37.7-内支撑框，8-数据分析组件。
具体实施方式
38.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
39.实施例1：
40.参见附图1-6，本发明实施例公开了一种用于监测皮带运输机皮带运行的试验装置及其方法，包括：
41.试验机框架1一端具有皮带固定部，试验机框架1远离皮带固定部的一端具有皮带张紧部2；驱动组件3固定连接在试验机框架1底部的横梁上，驱动组件3布置在皮带固定部和皮带拉伸部之间的试验空间下方，驱动组件3包括能够直线往复移动的驱动块4；升降组件5固定连接在驱动块4的顶面；阵列传感器组6包括双层架61、传感器62、滑动套63和顶针64；双层架61固定在升降组件5顶面；传感器62数量为多个，多个传感器62固定在双层架61的下层板面上；滑动套63的数量与传感器62数量相同，且与传感器62一一对应，并固定在双层架61的上层板面上；顶针64滑动连接在滑动套63内侧，顶针64顶端外露于滑动套63顶端，顶针64底端穿过滑动套63底端和上层板面，并与传感器62的感应头抵接。
42.为了进一步优化上述技术方案，试验机框架1内部固定有内支撑框7，皮带张紧部2安装在内支撑框7和试验机框架1远离皮带固定部的一端之间，通过内支撑框为皮带张紧部提供了安装基础。
43.为了进一步优化上述技术方案，皮带张紧部2包括：滑杆21、滑动件22、加持件23、拉杆24和调节螺母25，滑杆21的数量为多个，滑杆21的一端与内支撑框7固定连接，滑杆21的另一端与试验机框架1远离试验机框架1；滑动件22滑动连接在滑杆21上；加持件23固定连接在滑动件22的顶面，加持件23与滑动件22之间留有夹持间隙；拉杆24一端与滑动件22固定连接，拉杆24的另一端与试验机框架1远离皮带固定部的一端滑动连接，拉杆24远离滑动件22的一端设置有攻螺纹；调节螺母25与拉杆24螺纹连接；通过简单的调节螺母就可以调节皮带的张紧程度，张紧效果明显，而且在试验过程中可以不用停下装置整体来调节皮带的松紧，结构简单、操作简单的同时还可以提高试验成功率。
44.为了进一步优化上述技术方案，滑动套63包括：轴承座631和直线轴承632，轴承座631固定安装在上层板面的顶面，轴承座631为轴心空筒结构，顶针64与滑动连接在轴承座631的空筒结构内；直线轴承632同轴套设在轴承座631的内，并与轴承座631过渡配合，通过直线轴承实现所述顶针在竖直方向的微移动，进而确保所述顶针与所述传感器之间的受压和泄压状态的正常运行。
45.为了进一步优化上述技术方案，驱动组件3包括：底座31、步进电机32、丝杠33和驱动块4，底座31为开口朝上的“u”型框架，底座31固定安装在试验机框架1底部的横梁上，底座31底板上开设有导轨滑槽；步进电机32固定安装在底座31的侧壁上；丝杠33的一端与步
进电机32的动力输出轴固定连接，丝杠33的另一端转动连接在底座31远离步进电机32的一端；驱动块4与导轨滑槽滑动连接，且与丝杠33螺纹连接；通过所述丝杠将所述步进电机的轴向转动输出动能转换为水平往复运动，进而实现使传感器的移动代替皮带的转动，简化装置的结构，节约成本。
46.为了进一步优化上述技术方案，升降组件5包括：安装支架51、升降板52、第一紧固螺钉53、第二紧固螺钉54；安装支架51固定连接在驱动块4上，安装支架51的顶面开设有螺纹孔；升降板52套设在支架的外侧，升降板52侧壁上竖直开设有调节槽55；第一紧固螺钉53穿过螺纹孔，并与升降板52抵接；第二紧固螺钉54滑动连接在调节槽55内，并与支架的外侧壁顶紧；通过依次调节所述第一紧固螺钉和所述第二紧固螺钉，来保证所述传感器与所述皮带之间保持最佳距离，结构简单且稳定。
47.为了进一步优化上述技术方案，传感器62的输出端电性连接有数据分析组件8。
48.本实施例提供了一种用于监测皮带运输机皮带运行监测试验装置，通过皮带张紧部确保皮带和顶针之间保持压紧状态；驱动组件确保驱动壳可以带动传感器水平往复运动；升降组件可以使传感器与皮带之间的距离可调节，且结构简单易调为最佳距离。
49.实施例2：
50.参见附图1-6，本发明实施例公开了一种采用监测皮带运输机皮带运行监测试验装置的试验方法，包括：
51.步骤一：调节皮带张紧部2，使皮带处于张紧状态；
52.步骤二：先通过调节升降组件5，使传感器62顶紧在皮带下方，然后继续调节升降组件5，对传感器62的位置进行锁死固定；
53.步骤三：启动驱动组件3，通过驱动组件3驱动阵列传感器组6做往复运动；
54.步骤四：对传感器62将电信号进行如下分析：若传感器62中最外侧的一个传感器62出现长时间压力降时，则系统认定为皮带的对应位置处出现打滑的现象；若传感器62中最外侧的一个传感器62出现短时间压力降时，则系统认定为皮带的对应位置处出现局部撕裂的现象；若中间一个或几个传感器62出现压力降时，则系统认定为皮带的对应位置处出现局部撕裂的现象；若所有传感器62均出现压力降时，则系统认定为皮带的对应位置处出现断裂的现象。
55.本实施例的工作过程为：
56.在试验开始过程之前，首先，通过调节皮带张紧部中的拉杆，是皮带处于被拉伸的状态；然后调节升降组件5中的第一紧固螺钉53，使传感器62顶紧在皮带下方，然后继续调节升降组件5中的第二紧固螺钉54，对传感器62的高度位置进行锁死固定，再然后，启动驱动组件3中的步进电机32，通过驱动组件3驱动阵列传感器组6做往复运动；然后阵列传感器组6会获得一组或者多组试验数据，最后将试验数据传导至数据分析组件8中，通过如下算法判断皮带是否撕裂、断裂、跑偏等问题：
57.若传感器62中最外侧的一个传感器62出现长时间压力降时，则系统认定为皮带的对应位置处出现打滑的现象；若传感器62中最外侧的一个传感器62出现短时间压力降时，则系统认定为皮带的对应位置处出现局部撕裂的现象；若中间一个或几个传感器62出现压力降时，则系统认定为皮带的对应位置处出现局部撕裂的现象；若所有传感器62均出现压力降时，则系统认定为皮带的对应位置处出现断裂的现象。
58.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
59.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

技术特征：
1.一种用于监测皮带运输机皮带运行的试验装置，其特征在于，包括：试验机框架(1)，所述试验机框架(1)一端具有皮带固定部，所述试验机框架(1)远离所述皮带固定部的一端具有皮带张紧部(2)；驱动组件(3)；所述驱动组件(3)固定连接在所述试验机框架(1)底部的横梁上，所述驱动组件(3)布置在所述皮带固定部和皮带拉伸部之间的试验空间下方，所述驱动组件(3)包括能够直线往复移动的驱动块(4)；升降组件(5)；所述升降组件(5)固定连接在所述驱动块(4)的顶面；阵列传感器组(6)；所述阵列传感器组(6)包括双层架(61)、传感器(62)、滑动套(63)和顶针(64)；所述双层架(61)固定在所述升降组件(5)顶面；所述传感器(62)数量为多个，多个所述传感器(62)固定在所述双层架(61)的下层板面上；所述滑动套(63)的数量与所述传感器(62)数量相同，且与所述传感器(62)一一对应，并固定在所述双层架(61)的上层板面上；所述顶针(64)滑动连接在所述滑动套(63)内侧，所述顶针(64)顶端外露于所述滑动套(63)顶端，所述顶针(64)底端穿过所述滑动套(63)底端和所述上层板面，并与所述传感器(62)的感应头抵接。2.根据权利要求1所述的一种用于监测皮带运输机皮带运行的试验装置，其特征在于，所述试验机框架(1)内部固定有内支撑框(7)，所述皮带张紧部(2)安装在所述内支撑框(7)和所述试验机框架(1)远离所述皮带固定部的一端之间。3.根据权利要求2所述的一种用于监测皮带运输机皮带运行的试验装置，其特征在于，所述皮带张紧部(2)包括：滑杆(21)、滑动件(22)、加持件(23)、拉杆(24)和调节螺母(25)，所述滑杆(21)的数量为多个，所述滑杆(21)的一端与所述内支撑框(7)固定连接，所述滑杆(21)的另一端与所述试验机框架(1)远离试验机框架(1)；所述滑动件(22)滑动连接在所述滑杆(21)上；所述加持件(23)固定连接在所述滑动件(22)的顶面，所述加持件(23)与所述滑动件(22)之间留有夹持间隙；所述拉杆(24)一端与所述滑动件(22)固定连接，所述拉杆(24)的另一端与所述试验机框架(1)远离所述皮带固定部的一端滑动连接，所述拉杆(24)远离所述滑动件(22)的一端设置有攻螺纹；所述调节螺母(25)与所述拉杆(24)螺纹连接。4.根据权利要求1所述的一种用于监测皮带运输机皮带运行的试验装置，其特征在于，所述滑动套(63)包括：轴承座(631)和直线轴承(632)，所述轴承座(631)固定安装在所述上层板面的顶面，所述轴承座(631)为轴心空筒结构，所述顶针(64)与滑动连接在所述轴承座(631)的空筒结构内；所述直线轴承(632)同轴套设在所述轴承座(631)的内，并与所述轴承座(631)过渡配合。5.根据权利要求1所述的一种用于监测皮带运输机皮带运行的试验装置，其特征在于，所述驱动组件(3)包括：底座(31)、步进电机(32)、丝杠(33)和驱动块(4)，所述底座(31)为开口朝上的“u”型框架，所述底座(31)固定安装在所述试验机框架(1)底部的横梁上，所述底座(31)底板上开设有导轨滑槽；所述步进电机(32)固定安装在所述底座(31)的侧壁上；所述丝杠(33)的一端与所述步进电机(32)的动力输出轴固定连接，所述丝杠(33)的另一端转动连接在所述底座(31)远离所述步进电机(32)的一端；所述驱动块(4)与所述导轨滑槽滑动连接，且与所述丝杠(33)螺纹连接。6.根据权利要求1所述的一种用于监测皮带运输机皮带运行的试验装置，其特征在于，所述升降组件(5)包括：安装支架(51)、升降板(52)、第一紧固螺钉(53)、第二紧固螺钉
(54)；所述安装支架(51)固定连接在所述驱动块(4)上，所述安装支架(51)的顶面开设有螺纹孔；所述升降板(52)套设在所述支架的外侧，所述升降板(52)侧壁上竖直开设有调节槽(55)；所述第一紧固螺钉(53)穿过所述螺纹孔，并与所述升降板(52)抵接；所述第二紧固螺钉(54)滑动连接在所述调节槽(55)内，并与所述支架的外侧壁顶紧。7.根据权利要求1所述的一种用于监测皮带运输机皮带运行的试验装置，其特征在于，所述传感器(62)的输出端电性连接有数据分析组件(8)。8.一种采用权利要求1-7中任意一项所述的用于监测皮带运输机皮带运行监测试验装置的试验方法，其特征在于：步骤一：调节所述皮带张紧部(2)，使皮带处于张紧状态；步骤二：先通过调节所述升降组件(5)，使所述传感器(62)顶紧在所述皮带下方，然后继续调节所述升降组件(5)，对传感器(62)的位置进行锁死固定；步骤三：启动所述驱动组件(3)，通过所述驱动组件(3)驱动所述阵列传感器组(6)做往复运动；步骤四：对所述传感器(62)将电信号进行如下分析：若所述传感器(62)中最外侧的一个所述传感器(62)出现长时间压力降时，则系统认定为皮带的对应位置处出现打滑的现象；若所述传感器(62)中最外侧的一个所述传感器(62)出现短时间压力降时，则系统认定为皮带的对应位置处出现局部撕裂的现象；若中间一个或几个所述传感器(62)出现压力降时，则系统认定为皮带的对应位置处出现局部撕裂的现象；若所有所述传感器(62)均出现压力降时，则系统认定为皮带的对应位置处出现断裂的现象。

技术总结
本发明公开了一种用于监测皮带运输机皮带运行的试验装置及其方法，涉及皮带运输机领域，包括：试验机框架、驱动组件、升降组件、阵列传感器组；试验机框架内部通过皮带张紧部固定有皮带；驱动组件布置在皮带下方；升降组件固定连接在驱动组件中驱动块的顶面；阵列传感器组包括双层架、传感器、滑动套和顶针；双层架固定在升降组件顶面；多个传感器固定在双层架的下层板面上；滑动套与传感器一一对应，并固定在双层架的上层板面上；顶针滑动连接在滑动套内侧，顶针顶端外露于滑动套顶端，顶针底端穿过滑动套底端和上层板面，并与传感器的感应头抵接。本发明通过阵列传感器组的信号收发，实现对带式输送机皮带准确可靠、快捷方便的监测。测。测。


技术研发人员：崔友 乔磊 贾志宁
受保护的技术使用者：承德石油高等专科学校
技术研发日：2023.05.12
技术公布日：2023/8/23