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[摘 要]本文通过分析圆管状带式输送机的结构特点，应用场合，确定圆管状带式输送机的常见问题，并且提出了采用超声波传感器测距的方法用于在线检测圆管状带式输送机的扭转情况，并且给出了采用电动机驱动直线运动机构组成执行机构，利用爬坡原理进行圆管状带式输送机扭转纠正的方法。
[关键词]圆管状带式输送机 扭转监测 扭转纠正
中图分类号：TH222 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）04-0060-01
1、前言
圆管状带式输送机又称管带输送机，是一种新型的带式输送机。它是皮带机向更多运输场合、适应更复杂地形条件发展的一种产物。它的特点是：横断面为封闭型圆管状（见图1左），被输送物料在输送过程中全程封闭、适应起伏及转弯半径更小、倾角更大（甚至可达90度）。水平方向紧凑、不会出现跑偏等特点。特别适应于粉末状、输送过程中需要隔离空气、保温，以及地形条件受限制的场合。同时圆管状带式输送机也存在效率比平型皮带机或槽形皮带机低、容易扭转等缺点。过去圆管状带式输送机扭转状态的检查与纠正大多采用人为巡检与调整，这对于长达几公里的输送机来说是一个巨大的负担。
2、圆管状带式输送机的扭转分析
圆管状带式输送机的主要缺点是效率相对较低；容易发生扭转。效率相对较低是圆管状带式输送机结构特性所致，不会造成直接伤害与损失。扭转是圆管状带式输送机的常见问题，并且很容易引起严重后果，尤其在圆管状带式输送机展开段附近出现时，及易出现圆管状带式输送机无法展开，在驱动或改向滚筒上出现纵向叠带，造成卸料点未能及时卸料，进一步引发更严重的事故。
造成圆管状带式输送机扭转的原因是多方面的，可以这么认为：圆管状带式输送机不扭转状态是一个脆弱的平衡点，外部因素或内部机械特性小量变动例如，落料不均匀、机械磨损阴雨天气、甚至温度变化都会打破平衡引起扭转。
3、圆管状带式输送机的扭转检测
圆管状带式输送机的扭转经常出现，而且如果不加以处理，会引起更为严重的后果，轻则挤压物料，撒料、重则破坏胶带。当前，圆管装带式输送机扭转的检测方法主要有三种：
1.采用專用胶带：在胶带制作时，在胶带中沿纵线方向预埋一列或几列永磁体，然后再需要检测的部位扭转极限位置设置磁性霍尔开关，当圆管状带式输送机扭转至极限位置时，触发报警，并做进一步处理该方法的缺点在于：需要定制专用胶带，成本高昂；预埋的永磁部件对胶带的力学性能及寿命造成影响；永磁部件靠近托辊时会磁化托辊，会造成附加载荷。优点在于：环境适应性强，可适应高低温、湿度和高粉尘、雨天等环境。
2.采用红外线测距法：采用红外线传感器检测重叠缝的位置，用于判断圆管状带式输送机的扭转情况。当圆管状带式输送机扭转时，重叠缝的位置在胶带的圆周方向上有对应变动。在需要监测扭转的部位扭转极限位置放置红外线测距传感器。当圆管状带式输送机的重叠缝移动到传感器位置时，红外传感器的测得的距离会产生突变。通过程序优化后，可以过滤掉扭转严重时的错误判断。该方案优点是：成本低，可靠性高，寿命长，对胶带没有特殊要求。缺点主要是红外线传感器为光学器件，对粉尘环境及阴雨环境过于敏感。由于圆管状带式输送机多运颗粒状及粉末状物料，且多数用于户外，所以该方法受到一定限制。
3.采用超声波测距法：采用超声波距离传感器检测重叠缝的位置，用于判断圆管状带式输送机的扭转情况。基本原理同红外线测距法。不同点在于，把红外线传感器更换为超声波传感器，达到检测扭转的同时，去除红外线传感器的缺点，可适应严苛的阴雨，粉尘等环境。该方案的特点是：成本较低，可靠性高，寿命长，可直接用于户外。（本方法已取得国家实用新型专利）
4、圆管状带式输送机的扭转纠正
圆管状带式输送机扭转后，需要一定的机械动作调整纠正。
跟据爬坡原理：对圆管状带式输送机的底部托辊架做成可调倾角设计。设计传动机构（如图2）
图中，件1，为电动机，它接受PLC的控制实现正反转。经过蜗杆减速机3，螺旋传送4后传递给杆件6，最终实现托辊的摆动，调整圆管状带式输送机的扭转。件5与件6在现场应用中可以继续增加，获得更大的纠正力，以适应更复杂的应用环境。
5、应用方法
超声波传感器在线扭转纠正系统的原理是：采用超声波传感器检测圆管状带式输送机的扭转状态。输入PLC经过一定算法，输出驱动电机做驱动托辊纠正圆管状带式输送机扭转。但是造成圆管状带式输送机的扭转原因的位置往往不能事先确定。若（扭 转纠正）执行机构的位置安装位置与扭转原因（位置）距离过远，则会出纠正力与扭转力作用点过远，纠正力较大，而纠正效果不理想。严重时会出现胶带产生“之”字变形，胶带机阻力明显加大的情况。故检测传感器与执行机构的安装位置与安装数量极为重要。
1.安装位置的确定：圆管状带式输送机的扭转原因与扭转（明显）结果往往不在一处位置，大约有10米至20米（与胶带的横向刚度成正比，且与路线形状复杂程度类反比）距离。所以扭转传感器应安装在圆管状带式输送机扭转角度最大处附近，而扭转的原因一般出现在检测点逆向胶带运行方向前10米至20米处，且易出现在线路复杂、外部环境变化明显的位置，因而扭转纠正点因安装在上述地点附近。
2.安装数量的确定：原则上，系统的安装数量依据圆管状带式输送机的扭转情况而定。只需在圆管状带式输送机易发生扭转的位置安装即可。但是圆状带式输送机的成管段与展开段一般都要安装，因为在此位置发生扭转后容易造成严重后果，引起巨大损失和伤亡。另外，在线路复杂的位置也要安装，这些位置极易出现扭转，且后果易较为严重。
参考文献
[1] 秦大同，谢里阳.现代机械设计手册第五卷.化学工业出版社，2011.3
[2] 任元令.工业与民用配电设计手册第三版，2005.10
作者简介：
黄小勇（1983—），山东昌乐人，助理工程师，学士，主要从事工业自动化方面的研究。
[关键词]圆管状带式输送机 扭转监测 扭转纠正
中图分类号：TH222 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）04-0060-01
1、前言
圆管状带式输送机又称管带输送机，是一种新型的带式输送机。它是皮带机向更多运输场合、适应更复杂地形条件发展的一种产物。它的特点是：横断面为封闭型圆管状（见图1左），被输送物料在输送过程中全程封闭、适应起伏及转弯半径更小、倾角更大（甚至可达90度）。水平方向紧凑、不会出现跑偏等特点。特别适应于粉末状、输送过程中需要隔离空气、保温，以及地形条件受限制的场合。同时圆管状带式输送机也存在效率比平型皮带机或槽形皮带机低、容易扭转等缺点。过去圆管状带式输送机扭转状态的检查与纠正大多采用人为巡检与调整，这对于长达几公里的输送机来说是一个巨大的负担。
2、圆管状带式输送机的扭转分析
圆管状带式输送机的主要缺点是效率相对较低；容易发生扭转。效率相对较低是圆管状带式输送机结构特性所致，不会造成直接伤害与损失。扭转是圆管状带式输送机的常见问题，并且很容易引起严重后果，尤其在圆管状带式输送机展开段附近出现时，及易出现圆管状带式输送机无法展开，在驱动或改向滚筒上出现纵向叠带，造成卸料点未能及时卸料，进一步引发更严重的事故。
造成圆管状带式输送机扭转的原因是多方面的，可以这么认为：圆管状带式输送机不扭转状态是一个脆弱的平衡点，外部因素或内部机械特性小量变动例如，落料不均匀、机械磨损阴雨天气、甚至温度变化都会打破平衡引起扭转。
3、圆管状带式输送机的扭转检测
圆管状带式输送机的扭转经常出现，而且如果不加以处理，会引起更为严重的后果，轻则挤压物料，撒料、重则破坏胶带。当前，圆管装带式输送机扭转的检测方法主要有三种：
1.采用專用胶带：在胶带制作时，在胶带中沿纵线方向预埋一列或几列永磁体，然后再需要检测的部位扭转极限位置设置磁性霍尔开关，当圆管状带式输送机扭转至极限位置时，触发报警，并做进一步处理该方法的缺点在于：需要定制专用胶带，成本高昂；预埋的永磁部件对胶带的力学性能及寿命造成影响；永磁部件靠近托辊时会磁化托辊，会造成附加载荷。优点在于：环境适应性强，可适应高低温、湿度和高粉尘、雨天等环境。
2.采用红外线测距法：采用红外线传感器检测重叠缝的位置，用于判断圆管状带式输送机的扭转情况。当圆管状带式输送机扭转时，重叠缝的位置在胶带的圆周方向上有对应变动。在需要监测扭转的部位扭转极限位置放置红外线测距传感器。当圆管状带式输送机的重叠缝移动到传感器位置时，红外传感器的测得的距离会产生突变。通过程序优化后，可以过滤掉扭转严重时的错误判断。该方案优点是：成本低，可靠性高，寿命长，对胶带没有特殊要求。缺点主要是红外线传感器为光学器件，对粉尘环境及阴雨环境过于敏感。由于圆管状带式输送机多运颗粒状及粉末状物料，且多数用于户外，所以该方法受到一定限制。
3.采用超声波测距法：采用超声波距离传感器检测重叠缝的位置，用于判断圆管状带式输送机的扭转情况。基本原理同红外线测距法。不同点在于，把红外线传感器更换为超声波传感器，达到检测扭转的同时，去除红外线传感器的缺点，可适应严苛的阴雨，粉尘等环境。该方案的特点是：成本较低，可靠性高，寿命长，可直接用于户外。（本方法已取得国家实用新型专利）
4、圆管状带式输送机的扭转纠正
圆管状带式输送机扭转后，需要一定的机械动作调整纠正。
跟据爬坡原理：对圆管状带式输送机的底部托辊架做成可调倾角设计。设计传动机构（如图2）
图中，件1，为电动机，它接受PLC的控制实现正反转。经过蜗杆减速机3，螺旋传送4后传递给杆件6，最终实现托辊的摆动，调整圆管状带式输送机的扭转。件5与件6在现场应用中可以继续增加，获得更大的纠正力，以适应更复杂的应用环境。
5、应用方法
超声波传感器在线扭转纠正系统的原理是：采用超声波传感器检测圆管状带式输送机的扭转状态。输入PLC经过一定算法，输出驱动电机做驱动托辊纠正圆管状带式输送机扭转。但是造成圆管状带式输送机的扭转原因的位置往往不能事先确定。若（扭 转纠正）执行机构的位置安装位置与扭转原因（位置）距离过远，则会出纠正力与扭转力作用点过远，纠正力较大，而纠正效果不理想。严重时会出现胶带产生“之”字变形，胶带机阻力明显加大的情况。故检测传感器与执行机构的安装位置与安装数量极为重要。
1.安装位置的确定：圆管状带式输送机的扭转原因与扭转（明显）结果往往不在一处位置，大约有10米至20米（与胶带的横向刚度成正比，且与路线形状复杂程度类反比）距离。所以扭转传感器应安装在圆管状带式输送机扭转角度最大处附近，而扭转的原因一般出现在检测点逆向胶带运行方向前10米至20米处，且易出现在线路复杂、外部环境变化明显的位置，因而扭转纠正点因安装在上述地点附近。
2.安装数量的确定：原则上，系统的安装数量依据圆管状带式输送机的扭转情况而定。只需在圆管状带式输送机易发生扭转的位置安装即可。但是圆状带式输送机的成管段与展开段一般都要安装，因为在此位置发生扭转后容易造成严重后果，引起巨大损失和伤亡。另外，在线路复杂的位置也要安装，这些位置极易出现扭转，且后果易较为严重。
参考文献
[1] 秦大同，谢里阳.现代机械设计手册第五卷.化学工业出版社，2011.3
[2] 任元令.工业与民用配电设计手册第三版，2005.10
作者简介：
黄小勇（1983—），山东昌乐人，助理工程师，学士，主要从事工业自动化方面的研究。