一种卧螺机扭矩检测装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种检测装置及其控制方法，具体涉及一种卧螺机扭矩检测装置及其控制方法，属于工程机械技术领域。

背景技术

卧螺机是一种在固液分离应用中被广泛使用的加工设备，其工作原理为转鼓与螺旋推料器以一定差转速同向高速旋转，由液体和固体组成的流质悬浮物通过进料管连续引入螺旋推料器内部，经加速后进入转鼓，在离心力作用下，较重的固形物沉积在转鼓壁上形成沉渣层，螺旋推料器将沉积的固形物连续不断地推至锥转鼓，经出渣口排出，随之产生的清液则流向转鼓的另一端，经溢流口排出。固形物经出渣口排出后，会沿四周甩向罩壳内表面，最终通过自身重力作用从固相出口排出卧螺机外。这种排渣的功能是通过螺旋推料器和转鼓体之间的相对旋转运动来实现的，这种相对旋转运动我们称为卧螺机的差转速。通过差速器将转鼓转速和输入轴转速合成一个转速传递给螺旋输送器，使螺旋输送器获得一个比转鼓慢（或快）的连续稳定的差转速，而且差转速始终是推料方式。转鼓及输入轴分别由主辅电机通过皮带轮驱动，改变电机运行转速即可调整转鼓及螺旋输送器的转速，即差转速，进而调整分离效果。

螺旋推料器在运行中能够感觉到固形物的干度，这种感觉是通过螺旋推料器运转的负荷来反映，即所谓螺旋推料器当时的扭矩，该扭矩为差速器的输出扭矩，与差速器的输入扭矩呈正比，该比例即为差速器的速比，对该扭矩的感觉是从辅电机负荷上间接反映的。通常在卧螺机的运行中通过调整运行参数，使得固形物的干度比较稳定，此时扭矩稳定，在具体的操作中我们是观察辅电机的负荷，如果该负荷稳定，我们就可以断定卧螺机排出固形物的干度是非常稳定的。

在处理某些粘度高、容易板结的物料时，我们会去掉辅电机，使得差速器的输入轴固定不旋转，此时主电机驱动转鼓旋转的同时驱动了差速器外壳的旋转，从而驱动行星轮带动输出轴旋转，并按固定的比例关系将扭矩传递给螺旋推料器，把固形物推向转鼓出渣口，实现了卧螺机对物料的连续分离。但是由于没有辅电机，就无法观察其负荷，也就无法判断螺旋推料器的扭矩，因此一旦该扭矩超过差速器的额定扭矩，就会损坏差速器，并造成卧螺机堵料及损坏。

发明内容

本发明的目的是提供一种卧螺机扭矩检测装置及其控制方法，以解决卧螺机运行过程中由于扭矩载荷不明确而影响机器运行效率的问题。

本发明通过以下技术方案实现：一种卧螺机扭矩检测装置，包括机座，所述机座的两个长横梁之间安装有差速器，所述差速器的输入轴通过过盈配合与扭矩臂固定连接，所述扭矩臂与输入轴的连接处还设有用于传递螺旋输送器扭矩的平键；所述机座的外侧短横梁上具有用于安装杠杆臂的安装位，杠杆臂通过销轴固定于安装位上，且所述杠杆臂可绕销轴进行旋转；所述杠杆臂上安装有扭矩传感器，所述扭矩传感器由扭矩传感器头部和扭矩传感器杆部组成，二者均呈圆柱形，所述扭矩传感器头部内镶嵌有用于感应接触力的传感器，扭矩传感器杆部包括一对用于传输扭矩的数据线。

进一步的，所述杠杆臂由杠杆臂本体及沿杠杆臂本体一端向上延伸形成的连接部组成，所述杠杆臂本体呈矩形，其近连接部的一端开有用于固定销轴的安装孔，且杠杆臂本体的下侧具有用于固定限位装置的开槽；所述连接部为梯形，梯形的下底边与杠杆臂本体的一端固定连接为一体，上底边连接有用于容纳扭矩传感器杆部的环形部件。且所述限位装置为销钉，数量至少为一个。

进一步的，所述销钉为两个，分别设置于杠杆臂本体下侧的两端，在两个方向对杠杆臂进行限位，使其保持在固定位置不旋转。

进一步的，所述销钉焊接在固定在机座上的支撑块上，所述支撑块为长方体结构，焊接在机座的外侧短横梁侧面。

进一步的，所述扭矩传感器头部的结构为扁圆柱体形，其一端开有一个圆形沉孔，所述圆形沉孔内镶嵌有用于感应接触力的传感器，所述扭矩传感器杆部的结构为长圆柱体形，与所述扭矩传感器头部焊接在一起，且扭矩传感器头部直径大于扭矩传感器杆部直径。

进一步的，所述扭矩臂的结构为近似长方体形的中心对称结构，长边的一半与短边呈90°夹角，另一半与短边呈105°夹角，两个斜边平行，扭矩臂中心是一个圆孔并开有键槽。

进一步的，所述支撑块的侧边还固定有监控扭矩传感器的控制盒，所述控制盒中穿有数据线，并通过数据线与扭矩传感器连接。

一种卧螺机扭矩检测装置的控制方法，包括如下步骤，

步骤1，工作时，扭矩臂压靠在扭矩传感器头部上，当差速器输入轴上的扭矩增加时，即超过正常工况下的扭矩范围时，螺旋输送器的扭矩增加，扭矩传感器上接触力将增加，同时通过从扭矩传感器杆部引出的数据线将扭矩传递至控制盒进行监控；

步骤2，通过观察和试验，调整通入卧螺机的固液混合物的流量，同时观察固相和液相的分离效果，得到一个最佳流量，及一个对应的最佳扭矩值，由于处理不同的物料，它们的数值是不同的，针对某种物料需通过试验得出处理该种物料的最佳流量和最佳扭矩值；由此可以确定安全的扭矩范围（最佳扭矩值的90%-110%），一旦扭矩超出该范围达到预警值1（最佳扭矩值的130%），就关闭进料泵，同时增加差转速，直到扭矩降低，待扭矩下降后再开启进料泵，如果扭矩继续增加到预警值2（最佳扭矩值的150%），关闭卧螺机，停机检查。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明能够对单电机卧螺机的螺旋推料器的扭矩进行实时检测及监控，并根据扭矩大小对进料泵和卧螺机进行自动控制，防止扭矩过大损坏差速器并造成卧螺机堵料及损坏。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

附图说明：1-差速器，2-机座，3-扭矩传感器杆部，4-数据线，5-控制盒，6-销钉，7-销钉，8-支撑块，9-杠杆臂，10-销轴，11-扭矩传感器头部，12-圆环部件，13-扭矩臂，14-平键，15-输入轴。

具体实施方式

本实施例提出了一种卧螺机扭矩检测装置及其控制方法。

如图1，为本发明结构示意图，包括扭矩臂13，该扭矩臂13固定地连接在差速器1的输入轴15上，通过键14传递螺旋输送器的扭矩。杠杆臂9可旋转地安装在销轴10上，并通过销钉6和销钉7在两个方向对杠杆臂9进行限位，使其保持在固定位置不旋转，销轴10及销钉6和销钉7焊接在固定在机座2上的支撑块8上。扭矩传感器包括扭矩传感器头部11和扭矩传感器杆部3，均为圆柱形且扭矩传感器头部11直径大于扭矩传感器杆部3直径，扭矩传感器头部11内镶嵌有用于感应接触力的传感器，扭矩传感器杆部3包括一对用于传输扭矩的数据线4。杠杆臂9一端是一个圆环部件12，该圆环部件12用于容纳扭矩传感器杆部3，工作时，扭矩臂13压靠在扭矩传感器头部11上，当差速器输入轴15上的扭矩增加时，即螺旋输送器的扭矩增加，扭矩传感器上接触力将增加，同时通过从扭矩传感器杆部3引出的数据线4将扭矩传递至控制盒5进行监控。通过观察和试验，可以确定安全的扭矩范围，一旦扭矩超出该范围达到预警值1，就关闭进料泵，同时增加差转速，直到扭矩降低，待扭矩下降后再开启进料泵，如果扭矩继续增加到预警值2，就关闭卧螺机，停机检查。

该装置能够对单电机卧螺机的螺旋推料器的扭矩进行实时检测及监控，并根据扭矩大小对进料泵和卧螺机进行自动控制，防止扭矩过大损坏差速器并造成卧螺机堵料及损坏。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本领域的技术人员应该了解，本发明不受上述具体实施例的限制，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。