[发明专利]一种带式输送机托辊故障监测系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种带式输送机托辊故障监测技术，特别涉及一种煤矿井下带式输送机的托辊故障监测技术。

背景技术

当前，带式输送机广泛应用于我国井下煤矿的运输环节，是井下煤矿运输的主要设备。而托辊是决定带式输送机使用效果(特别是胶带使用寿命)的最重要部件之一。但托辊在运行过程中会出现各种不同的异常工况，如托辊轴承失效、辊子运转不良、辊子表面粘附粉尘、托辊架螺栓松动等等，轻则使输送机胶带跑偏，重则直接导致输送机无法工作。现阶段国内带式输送机托辊故障检测自动化程度较低，主要依靠煤矿工作人员的定期人工巡检，通过人工侦听托辊在运行过程中的声音来判断是否存在故障。由于井下工作环境恶劣，同时输送机的托辊数量庞大，导致定期人工巡检的劳动强度非常大，而且由于托辊异常工况有时无法及时发现，会对煤矿的正常生产造成直接影响。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种带式输送机托辊故障监测系统，实现对煤矿井下带式输送机托辊故障的自动监测功能。

为此，本发明采用以下技术方案：它设有传感器与移动所述传感器的机械装置；所述机械装置设置在带式输送机旁；所述机械装置包括同步带、两端的同步带轮、中间的支撑轮、张紧轮；所述同步带与带式输送机胶带平行；所述同步带轮由带控制器的步进电机来驱动；所述传感器固定在所述同步带上。

在采用上述技术方案的基础上，本发明还可采用或组合采用以下进一步的技术方案：

所述传感器由电源模块、数据采集模块、控制器模块、通信模块四个模块组成；所述数据采集模块采集托辊在工作时所发出的声音并转换为声音信号；所述控制器模块进行数据处理与从所述声音信号中提取故障噪音信号；所述通信模块将故障诊断结果发送给通讯分站。在本发明作为矿井井下带式输送机托辊故障监测系统时，所述通讯分站为井下通讯分站。

所述传感器的数据采集模块包含驻极体传声器、前置放大器、放大与滤波电路；所述驻极体传声器是单方向型的声音信号敏感元件，工作时的方向对准带式输送机的托辊。所述传感器的数据采集模块的敏感元件，在包含驻极体传声器的同时，还可以包含声发射检测敏感元件或非接触式温度检测敏感元件或声发射检测敏感元件和非接触式温度检测敏感元件的组合。

所述传感器为无线传感器或有线传感器。若采用无线传感器，则其通信模块采用RFID通信方式与通讯分站进行数据传输连接。若采用有线传感器，则其通信模块通过信号线与通讯分站进行数据传输连接。通讯分站与光纤网络进行数据传输连接，通过光纤网络把故障诊断结果传送至地面监控室，通知工作人员采取必要的措施。

本发明设计的移动所述传感器的机械装置能进行间隙式运转，即：在传感器到达带式输送机托辊旁时机械装置暂停，在暂停后机械装置继续运转。上述间隙式运转功能，主要由带控制器的步进电机来驱动的同步带轮来实现。步进电机通过控制器控制输入脉冲频率的大小来控制步进电机转数，故采用定时器中断的方式，通过设置定时器中断时间，在每个中断服务子程序中给步进电机输入脉冲，即可控制步进电机的转数，从而控制所述机械装置进行间隙式运转，实现传感器的移动距离与位置的控制；同时可以设置一个定时时间来控制传感器在某个托辊旁停留的时间。当传感器移动到某托辊的旁边时，停留固定的时间，采集托辊声音信号，然后再移动到下一个托辊旁并采集声音信号。由于步进电机可以达到很高的控制精度，因此可以准确移动传感器到任何一个托辊位置旁。待传感器移动到机械装置的末端后，步进电机反向运转，使同步带及其上面的传感器反向运动，如此往复运动，实现对带式输送机托辊故障进行自动连续巡检的功能。

本发明的主要工作流程是：被固定在同步带上的传感器在移动到某个托辊旁时暂停移动，识别该托辊工作时的声音信号，同时对该声音信号进行数据的分析和处理，并发送故障诊断信号给通讯分站；暂停移动的时间结束后，传感器被移动到下一个托辊的位置，识别该托辊的声音信号并进行相同的处理。当传感器的位置处于两个托辊之间时，可不采集托辊的声音信号。当传感器移动到机械装置两端的时候，反向移动。传感器通过如此周而复始的运动，对带式输送机上的每个托辊进行故障检测，实现对煤矿井下带式输送机的自动巡检，及时发现托辊的异常工况，保障煤矿的正常生产。

附图说明

图1为带式输送机托辊故障监测系统的结构示意图。

图2为同步带与带式输送机胶带的俯视图。

图3为无线传感器的结构框图。

图4为无线传感器的硬件组成示意图。