一种斗轮堆取料机运输皮带张紧装置及控制方法

技术领域

本发明涉及斗轮堆取料机技术领域，具体地说是涉及一种斗轮堆取料机运输皮带张紧装置及控制方法。

背景技术

斗轮堆取料机主要用于散料的堆存和挖取，它既可以通过旋转的斗轮在储料场进行取料运走，又可以将来料经悬臂带式输送机反向运行而将物料堆存到料场，属于连续高效的堆取合一的装卸设备。配合工作的为可双向运转的运输皮带，并且可以抬高或降低皮带尾部配合斗轮堆取料机提升或降低，以完成堆料和取料过程。

现有的斗轮堆取料机及运输皮带存在如下问题：1、当斗轮堆取料机堆料需要提升时，运输皮带的张紧系统处于张紧状态，运输皮带随同斗轮堆取料机提升要克服包括提升设备的重力、皮带自身的重力、张紧系统的张紧力等阻力，需要将斗轮堆取料机及运输皮带停机，并解除张紧系统的张紧，在斗轮堆取料机、运输皮带提升到位重新开机后，再重新启动张紧系统的张紧。2、当斗轮堆取料机需要降低时，运输皮带随同斗轮堆取料机下降，会出现皮带的叠加，给运输作业带来不便，也需要先将斗轮堆取料机及运输皮带停机；并且，当斗轮堆取料机降低后，由于皮带叠加的出现，原张紧力不能及时恢复皮带的张紧。

发明内容

本发明的目的在于提供一种斗轮堆取料机运输皮带张紧装置及控制方法，以根据斗轮堆取料机的工作模式不停机实时自动调节运输皮带的张紧。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术解决方案如下：

一种斗轮堆取料机运输皮带张紧装置，包括张紧油缸、油缸座、张紧传动机构、液压站和电控单元；

所述张紧油缸的缸体端设置于所述油缸座上，所述张紧油缸的伸缩杆端经张紧传动机构连接运输皮带；

所述液压站包括第一液压油路、第二液压油路、第三液压油路、第四液压油路、第五液压油路、第六液压油路、第七液压油路、液压油箱、电磁换向阀、液压泵、驱动电机、单向阀、安全阀、液控单向阀、蓄能器、截止阀、压力传感器和溢流阀；

所述第一液压油路的一端连接液压油箱，所述第一液压油路的另一端连接电磁换向阀的V1口，所述第一液压油路上从一端至另一端依次连接液压泵和单向阀，所述驱动电机动力连接所述液压泵的驱动端；

所述第二液压油路的一端连接电磁换向阀的V2口，所述第二液压油路的另一端连接液压油箱；

所述安全阀的进液端连接所述第一液压油路，所述安全阀的出液端连接所述第二液压油路；

所述第三液压油路的一端连接电磁换向阀的C1口，所述第三液压油路的另一端连接张紧油缸的有杆腔端，所述液控单向阀连接于所述第三液压油路上；

所述第四液压油路的一端连接电磁换向阀的C2口，所述第四液压油路的另一端连接张紧油缸的无杆腔端；

所述第五液压油路的一端连接所述第四液压油路，所述第五液压油路的另一端连接液控单向阀的液控端；

所述第六液压油路的一端连接液控单向阀与张紧油缸之间的第三液压油路，所述第六液压油路的另一端连接液压油箱，所述第六液压油路上依次连接蓄能器和截止阀，所述第六液压油路上连接压力传感器；

所述第七液压油路的一端连接第六液压油路，所述第七液压油路的另一端连接液压油箱，所述第七液压油路上连接溢流阀；

所述电控单元分别经信号线缆连接驱动电机的控制端、电磁换向阀的控制端和压力传感器。

优选的，还包括液控换向阀和第八液压油路，所述液控换向阀设置于溢流阀和液压油箱之间的第七液压油路，所述第八液压油路的一端连接液压泵后端的第一液压油路，所述第八液压油路的另一端连接液控换向阀的液控端。

优选的，所述张紧传动机构包括张紧小车、滑轮组、张紧绳和绳座；所述张紧小车连接所述运输皮带的一端，所述张紧油缸的伸缩杆端设置所述滑轮组，所述张紧绳的一端连接所述绳座，所述张紧绳的另一端经所述滑轮组连接所述张紧小车。

优选的，所述第四液压油路上连接有节流阀。

优选的，液压泵后端的第一液压油路上连接有压力表。

优选的，液压泵前端的第一液压油路上连接有吸油过滤器。

优选的，液压泵后端的第一液压油路上连接有精过滤器。

优选的，所述液压油箱的进气端连接有空气过滤器。

优选的，所述电控单元设置为PLC控制器。

一种斗轮堆取料机运输皮带张紧控制方法，应用上述的斗轮堆取料机运输皮带张紧装置；

所述方法可选择地进入如下三种模式：

模式1、正常运行张紧并保压

电控单元触发电磁换向阀切换至第一状态位，电磁换向阀处于第一状态位时，V1口与C1口连通，V2口与C2口连通，电控单元触发驱动电机启动，驱动电机带动液压泵运行以通过第一液压油路提供压力油；

压力油通过第三液压油路进入张紧油缸的有杆腔，张紧油缸无杆腔的压力油通过第四液压油路、第二液压油路回油至液压油箱，张紧油缸的伸缩杆端相对于缸体端收缩，张紧油缸的伸缩杆端经张紧传动机构张紧运输皮带；

部分压力油通过第六液压油路存储至蓄能器；

压力传感器实时检测第六液压油路的油压，在压力传感器检测的油压升到电控单元设定的上限油压值P

蓄能器内存储的部分压力油补充系统油压损失，由液控单向阀截断第三液压油路，以保持当前张紧油缸的伸缩杆端相对于缸体端收缩的姿态；

在压力传感器检测的油压降到电控单元设定的下限油压值P

其中，第三液压油路压力油油压P

模式2、堆料切换张紧

电控单元触发电磁换向阀切换至第二状态位，电磁换向阀处于第二状态位时，V1口与C2口连通，V2口与C1口连通，电控单元触发驱动电机启动，驱动电机带动液压泵运行以通过第一液压油路提供压力油；

压力油通过第四液压油路进入张紧油缸的无杆腔，同时，压力油通过第五液压油路触发液控单向阀的液控端，使液控单向阀解除单向截止，张紧油缸有杆腔的压力油通过第三液压油路、第二液压油路回油至液压油箱，保持第三液压油路压力油油压P

模式3、取料切换张紧

进入模式1，保持第三液压油路压力油油压P

本发明的有益技术效果是：

本发明的斗轮堆取料机运输皮带张紧装置及控制方法，斗轮堆取料机在堆料工作模式或取料工作模式下，运输皮带随同斗轮堆取料机提升或降低，运输皮带在水平方向缩短或延伸，可以不停机实时自动调节运输皮带的张紧，防止皮带脱落；此外，通过液控换向阀、安全阀、溢流阀及液压油路等的配合，以避免运输皮带在启动时打滑。

附图说明

图1为本发明实施例斗轮堆取料机运输皮带张紧装置的布置图；

图2为本发明实施例液压站的液压原理图；

图3为本发明实施例斗轮堆取料机在堆料工作模式的示意图；

图4为本发明实施例斗轮堆取料机在取料工作模式的示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。本发明某些实施例于后方将参照所附附图做更全面性地描述，其中一些但并非全部的实施例将被示出。实际上，本发明的各种实施例可以许多不同形式实现，而不应被解释为限于此数所阐述的实施例；相对地，提供这些实施例使得本发明满足适用的法律要求。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”、“上”、“下”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明实施例中，提供一种斗轮堆取料机运输皮带张紧装置及斗轮堆取料机运输皮带张紧控制方法，请参考图1至图4所示。

一种斗轮堆取料机运输皮带张紧装置，包括张紧油缸11、油缸座12、张紧传动机构、液压站2和电控单元3。

张紧油缸11的缸体端经铰链铰接于油缸座12上，张紧油缸11的伸缩杆端经张紧传动机构连接运输皮带4。

其中，张紧传动机构包括张紧小车13、滑轮组14、张紧绳15和绳座16，张紧小车13连接运输皮带4的一端，张紧油缸11的伸缩杆端设置滑轮组14，张紧绳15的一端连接绳座16，张紧绳15的另一端经滑轮组14连接张紧小车13。

张紧油缸11的伸缩杆端相对于缸体端伸缩，以通过滑轮组14拉动张紧绳15，进而通过张紧绳15带动张紧小车13移动。张紧小车13移动靠近运输皮带4，则使运输皮带4松弛，张紧小车13远离运输皮带4，则使运输皮带4张紧。

液压站2包括第一液压油路51、第二液压油路52、第三液压油路53、第四液压油路54、第五液压油路55、第六液压油路56、第七液压油路57、第八液压油路58、液压油箱61、电磁换向阀621、单向阀622、安全阀623、液控单向阀624、截止阀625、溢流阀626、液控换向阀627、节流阀628、液压泵631、驱动电机632、蓄能器71和压力传感器72等。

第一液压油路51的一端连接液压油箱61，第一液压油路51的另一端连接电磁换向阀621的V1口，第一液压油路51上从一端至另一端依次连接液压泵631和单向阀622，驱动电机632动力连接液压泵631的驱动端，液压泵631后端的第一液压油路51上连接有压力表73。

驱动电机632的输出转轴转动以带动液压泵631的驱动端转动，液压泵631运行以通过第一液压油路51提供压力油。由第一液压油路51的一端至第一液压油路51的另一端的方向，由单向阀622单向导通第一液压油路51，以避免压力油倒流。通过压力表73实时检测第一液压油路51压力油的油压。

液压泵631前端的第一液压油路51上连接有吸油过滤器741。液压泵631后端的第一液压油路51上连接有精过滤器742。通过吸油过滤器741以实现对液压油箱61进入液压泵631压力油的初步过滤，通过精过滤器742实现对第一液压油路51压力油的二次过滤。

液压油箱61的进气端连接有空气过滤器75，以对进入液压油箱61空气的过滤。

第二液压油路52的一端连接电磁换向阀621的V2口，第二液压油路52的另一端连接液压油箱61。

安全阀623的进液端连接第一液压油路51，安全阀623的出液端连接第二液压油路52。设定安全阀623的阈值，在第一液压油路51压力油油压过大时通过安全阀623卸压。

第三液压油路53的一端连接电磁换向阀621的C1口，第三液压油路53的另一端连接张紧油缸11的有杆腔端，液控单向阀624连接于第三液压油路53上。

由电磁换向阀621的C1口至张紧油缸11的有杆腔端的方向，由液控单向阀624单向导通第三液压油路53。在控单向阀624的液控端被触发后，液控单向阀624双向导通第三液压油路53。

第四液压油路54的一端连接电磁换向阀621的C2口，第四液压油路54的另一端连接张紧油缸11的无杆腔端，第四液压油路54上连接节流阀628。

电磁换向阀621处于第一状态位时，V1口与C1口连通，V2口与C2口连通；电磁换向阀621切换至第二状态位，电磁换向阀621处于第二状态位时，V1口与C2口连通。

第五液压油路55的一端连接第四液压油路54，第五液压油路55的另一端连接液控单向阀624的液控端。

在通过第三液压油路53向张紧油缸11的有杆腔注入压力油时，张紧油缸11的无杆腔的压力油通过第四液压油路54回油时，节流阀628用于控制通过第四液压油路54回油的流量，以调节张紧油缸11的伸缩杆端相对于缸体端缩回的速度，避免缩回的速度过快。

在通过第四液压油路54向张紧油缸11的无杆腔注入压力油时，节流阀628用于控制第四液压油路54向张紧油缸11的无杆腔注油的流量，以调节张紧油缸11的伸缩杆端相对于缸体端伸出的速度，避免缩回的速度过快。另一方面，以在电磁换向阀621的C2口和节流阀628之间产生背压，提高电磁换向阀621的C2口和节流阀628之间第四液压油路54压力油的油压，以使压力油通过第五液压油路55触发液控单向阀624的液控端。

第六液压油路56的一端连接液控单向阀624与张紧油缸11之间的第三液压油路53，第六液压油路56的另一端连接液压油箱61，第六液压油路56上依次连接蓄能器71和截止阀625，第六液压油路56上连接压力传感器72。

在压力油进入第三液压油路53后，还有部分压力油通过第六液压油路56存储至蓄能器71，以通过蓄能器71内存储的部分压力油补充系统油压损失，避免驱动电机632频繁启停，以降低驱动电机632的运行功耗。

压力传感器72用于实时检测第六液压油路56、第三液压油路53的油压。在压力传感器72检测的油压升到电控单元3设定的上限油压值P

在检修时，开启截止阀625，以对蓄能器71卸压。

第七液压油路57的一端连接第六液压油路56，第七液压油路57的另一端连接液压油箱61，第七液压油路57上连接溢流阀626。在第六液压油路56压力油油压过大超过溢流阀626的阈值时，通过溢流阀626及第七液压油路57卸压进入液压油箱61。

电控单元3设置为PLC控制器，电控单元3分别经信号线缆连接驱动电机632的控制端、电磁换向阀621的控制端和压力传感器72，以通过电控单元3控制驱动电机63、电磁换向阀621动作，并由压力传感器72将实时检测的油压数值上传至电控单元3。

液控换向阀627设置于溢流阀626和液压油箱61之间的第七液压油路57，第八液压油路58的一端连接液压泵631后端的第一液压油路51，第八液压油路58的另一端连接液控换向阀627的液控端。

液压泵631向第一液压油路51提供压力油，进而向第八液压油路58提供压力油，触发液控换向阀627的液控端，液控换向阀627截止溢流阀626和液压油箱61之间的第七液压油路57。在不向第八液压油路58提供压力油时，液控换向阀627的液控端不被触发，液控换向阀627导通溢流阀626和液压油箱61之间的第七液压油路57。

设定安全阀623卸压的阈值大于溢流阀626卸压的阈值，在启动液压泵631时，系统的油压由安全阀623设定，以提高启动液压泵631时系统的油压，在液压泵631停止后，系统的油压由溢流阀626设定。运输皮带4启动时张紧力要大于正常运行时的张紧力，若运输皮带4启动时张紧力小于等于正常运行时的张紧力，则运输皮带4在启动时会打滑。启动液压泵631时系统的油压为运输皮带4启动时张紧力对应的油压，运输皮带4启动时同步启动液压泵631(驱动电机632)以避免运输皮带4在启动时打滑。

一种斗轮堆取料机运输皮带张紧控制方法，应用上述的斗轮堆取料机运输皮带张紧装置；

所述方法可选择地进入如下三种模式：

模式1、正常运行张紧并保压

电控单元3触发电磁换向阀621切换至第一状态位，电磁换向阀621处于第一状态位时，V1口与C1口连通，V2口与C2口连通，电控单元3触发驱动电机632启动，驱动电机632带动液压泵631运行以通过第一液压油路51提供压力油；

设定安全阀623卸压的阈值大于溢流阀626卸压的阈值，向第一液压油路51提供压力油，进而向第八液压油路58提供压力油，触发液控换向阀627的液控端，液控换向阀627截止溢流阀626和液压油箱61之间的第七液压油路57，系统的油压由安全阀623设定，启动液压泵631时系统(第三液压油路53、第六液压油路56及张紧油缸11有杆腔)的油压为运输皮带4启动时张紧力对应的油压，运输皮带4启动时同步启动液压泵631(驱动电机632)以避免运输皮带4在启动时打滑；

压力油通过第三液压油路53进入张紧油缸11的有杆腔，张紧油缸11无杆腔的压力油通过第四液压油路54、第二液压油路52回油至液压油箱61，张紧油缸11的伸缩杆端相对于缸体端收缩，张紧油缸11的伸缩杆端经张紧传动机构张紧运输皮带4；

部分压力油通过第六液压油路56存储至蓄能器71；

压力传感器72实时检测第六液压油路56的油压，在压力传感器72检测的油压升到电控单元3设定的上限油压值P

驱动电机632停止后，不向第八液压油路58提供压力油，液控换向阀627的液控端不被触发，液控换向阀627导通溢流阀626和液压油箱61之间的第七液压油路57，系统的油压由溢流阀626设定；

蓄能器71内存储的部分压力油补充系统油压损失，由液控单向阀624截断第三液压油路53，以保持当前张紧油缸11的伸缩杆端相对于缸体端收缩的姿态；

在压力传感器72检测的油压降到电控单元3设定的下限油压值P

其中，第三液压油路53压力油油压P

模式2、堆料切换张紧

电控单元3触发电磁换向阀621切换至第二状态位，电磁换向阀621处于第二状态位时，V1口与C2口连通，V2口与C1口连通，电控单元3触发驱动电机632启动，驱动电机632带动液压泵631运行以通过第一液压油路51提供压力油；

压力油通过第四液压油路54进入张紧油缸11的无杆腔，同时，压力油通过第五液压油路55触发液控单向阀624的液控端，使液控单向阀624解除单向截止，张紧油缸11有杆腔的压力油通过第三液压油路53、第二液压油路52回油至液压油箱61，保持第三液压油路53压力油油压P

模式3、取料切换张紧

进入模式1，保持第三液压油路53压力油油压P

至此，已经结合附图对本实施例进行了详细描述。依据以上描述，本领域技术人员应当对本发明斗轮堆取料机运输皮带张紧装置有了清楚的认识。本发明的斗轮堆取料机运输皮带张紧装置及控制方法，斗轮堆取料机在堆料工作模式或取料工作模式下，运输皮带随同斗轮堆取料机提升或降低，运输皮带在水平方向缩短或延伸，可以不停机实时自动调节运输皮带的张紧，防止皮带脱落。此外，通过液控换向阀627、安全阀623、溢流阀626及液压油路等的配合，以避免运输皮带4在启动时打滑。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。