[发明专利]堆取料机俯仰机构的安全预警控制方法及系统

说明书

 

技术领域

    本发明涉及流体传动及自动化控制技术领域，尤其是涉及一种采用流体传动的堆取料机俯仰机构的安全预警系统以及基于该系统的控制方法。

 

背景技术

臂式斗轮堆取料机是一种大型高效堆取料设备。利用斗轮连续取料，用机上的带式输送机连续堆料的有轨式装卸机械。它是散状物料（散料）储料场内的专用机械，可与卸车（船）机、带式输送机、装船（车）机组成储料场运输机械化系统。臂架型斗轮堆取料机由斗轮机构、回转机构、带式输送机、尾车、俯仰与运行机构组成。它具有堆取料能力大，料场占地面积小，操作方便，实现自动控制等优点而被工业部门广泛使用。臂式斗轮堆取料机的俯仰机构有机械和液压两种型式。后者具有体积小，结构简单，维修量小，工作可靠等优点而被广泛采用。

堆取料机有堆料和取料两种作业方式。堆料由带式输送机运来的散料经尾车卸至臂架上的带式输送机，从臂架前端抛卸至料场。通过整机的运行，臂架的回转、俯仰可使料堆形成梯形断面的整齐形状。取料是通过臂架回转和斗轮旋转连续实现的。物料经卸料板卸至反向运行的臂架带式输送机上，再经机器中心处下面的漏斗卸至料场带式输送机运走。通过整机的运行，臂架的回转、俯仰，可使斗轮将储料堆的物料取尽。臂式斗轮堆取料机俯仰机构的作用是支承斗轮和臂架的重量，并能改变斗轮的高度，使斗轮及前臂架可以在不同高度上堆料和取料。随着斗轮及前臂架高度的变化，堆取料机上部机构的也会发生偏移，因此它的工作安全可靠性非常重要，一旦发生臂架坠落事故，会造成斗轮堆取料机严重破坏的安全事故。

在堆取料机的日常生产过程中，还有一种现象，就是因为斗轮及前臂架处积料严重或遇到额外不明的阻力时，会出现俯仰机构不动作故障，如果强行违章作业，也会造成堆取料机严重破坏的安全事故。

现有堆取料机的俯仰机构如图1所示，两套液压油缸（也有采用单套液压油缸工作）4分别通过铰轴安置在堆取料机回转机构的基座11上，液压油缸4的活塞杆端部分别与俯仰机构的立柱12、前臂架13连接，在液压油缸4作用下，俯仰机构的立柱12、前臂架13可实现角度的变化定位。

上述现有堆取料机俯仰机构在日常使用中存在的问题是：1、由于控制俯仰机构到位的保护信号是由现场的限位开关发出，往往开关现场安装位置的工况较差，经常有矿石、煤炭粉尘坠落，加之露天日晒雨淋，因此常常造成限位开关的损坏或发出误信号等故障，尤其是俯仰机构工作超出行程而限位开关却不能准确发出信号时，容易出现安全事故。2、俯仰机构的负载增大不能动作时，不能及时发现和排除，从而造成正常的生产流程中断。

 

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明公开了一种堆取料机俯仰机构的安全预警控制方法及系统，巧妙地利用俯仰机构工作负载的特点：当悬臂上升到极限位置时，回转机构的上部钢结构重心向配重方向偏移，这时液压油缸的输出载荷趋向于零；俯仰机构工作下降到极限位置时，负载最大。本发明能够根据每一部堆取料机负载特性设置极限的负载参数，在测量值超过极限时进行警报提示，从而实现系统的预警。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种堆取料机俯仰机构的安全预警控制方法，包括如下步骤：

（1）                在PLC控制器中预先人工设定本安全预警系统连接的工作油缸的各项参数，所述参数包括油缸活塞直径、活塞杆直径和油缸输出载荷上、下限报警域值；

（2）                油缸测压装置检测到工作油缸的两个工作腔的压力信号，所述压力信号传送至PLC控制器中；

（3）                PLC控制器计算出油缸的输出载荷，具体计算公式如下：

F=n*P*A= n*〔P_无*πD2/4－P_有*π（D2-d2）/4〕

上式中各参数定义如下：F－油缸输出载荷（单位：N）；P_无－油缸无杆腔工作压力（单位：Pa）；P_有－油缸有杆腔工作压力（单位：Pa）；D－油缸活塞直径（单位mm）；d－活塞杆直径（单位mm）；n－液压油缸个数；

（4）                PLC控制器根据预先设定的油缸输出载荷上、下限报警域值进行警报提示。

更进一步地，步骤（4）的警报提示方法具体为：当油缸输出载荷大于预先设定的上限值时，PLC控制器发出报警信号显示油缸负荷过大；当油缸输出载荷低于下限值时，PLC控制器发出报警信号并且马上停止油缸动作。