阅读说明：本技术 一种用于排岩机物料输送的转载溜槽装置及其控制方法 (Transfer chute device for material conveying of rock dumping machine and control method thereof ) 是由 马立峰 姚振强 吴凤彪 李文晋 陈晓斌 王志霞 赵广辉 潘伟桥 于 2020-07-01 设计创作，主要内容包括：本发明属于转载溜槽技术领域,具体涉及一种用于排岩机物料输送的转载溜槽装置及其控制方法,所述溜槽设置在排料臂臂架上,所述溜槽的一侧连接有输送机,所述溜槽另一侧的外壁上焊接有吊挂耳,所述溜槽另一侧的排料臂臂架上固定连接有固定机架,所述旋转铰链穿过固定机架上的通孔与吊挂耳铰接,所述排料臂臂架的底部固定有铰链,所述液压缸与铰链铰接,所述液压缸与活塞杆滑动连接,所述溜槽的外壁上固定有三角架,所述三角架设置在排料臂臂架的下方,所述三角架上固定有转动销轴,所述活塞杆通过转动销轴与三角架铰接。本发明中的溜槽腔型设计成折线型,利用多段斜面的缓冲作用减小岩土对排料臂输送机的冲击。本发明用于排岩机物料输送。(The invention belongs to the technical field of a transfer chute, and particularly relates to a transfer chute device for material conveying of a rock discharging machine and a control method thereof. The chute cavity is designed into a broken line type, and the impact of rock soil on the discharge arm conveyor is reduced by utilizing the buffer action of the multiple sections of inclined planes. The invention is used for conveying materials of the rock dumping machine.)

一种用于排岩机物料输送的转载溜槽装置及其控制方法

技术领域

本发明属于转载溜槽技术领域，具体涉及一种用于排岩机物料输送的转载溜槽装置及其控制方法。

背景技术

排岩机是露天开采工艺中连续高效的排土设备，它负责将露天矿开采出的废弃物排至排土场中，是露天矿开采工艺设备组成的重要一环。破碎站中排出的岩土送至排岩机受料臂上，通过受料臂输送机送至转载处经转载溜槽落至排料臂输送机上，经排料臂输送机输送至排土场。目前，大多数排岩机转载处的溜槽结构简单，腔型多为直线型，物料几乎是竖直向下掉落到输送带上，导致物料对排料臂输送机产生的冲击振动较大，对排料臂输送机冲击损害大。且物料竖直落到输送带上，水平方向上没有分速度，则会在转载处产生堆料，使输送带产生较大变形，加剧输送带松弛，也会损坏设备，影响生产效率。

发明内容

针对上述溜槽为直线型、溜槽转载处易产生堆料技术问题，本发明提供了一种多段折线型、效率高、自动化程度高的用于排岩机物料输送的转载溜槽装置及其控制方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种用于排岩机物料输送的转载溜槽装置，包括溜槽、排料臂臂架、输送机、吊挂耳、旋转铰链、固定机架、铰链、液压缸、活塞杆、转动销轴、三角架，所述溜槽设置在排料臂臂架上，所述溜槽的一侧连接有输送机，所述溜槽另一侧的外壁上焊接有吊挂耳，所述溜槽另一侧的排料臂臂架上固定连接有固定机架，所述固定机架上设置有通孔，所述旋转铰链穿过固定机架上的通孔与吊挂耳铰接，所述排料臂臂架的底部固定有铰链，所述液压缸与铰链铰接，所述液压缸与活塞杆滑动连接，所述溜槽的外壁上固定有三角架，所述三角架设置在排料臂臂架的下方，所述三角架上固定有转动销轴，所述活塞杆通过转动销轴与三角架铰接，所述活塞杆能绕转动销轴转动。

所述旋转铰链与吊挂耳之间设置有滚动轴承，所述固定机架的一端设置有锁紧密封环。

所述活塞杆的末端设有轴套状结构，所述活塞杆的末端安装有管状力传感器，所述管状力传感器通过调节螺钉安装在轴套状结构的内壁上，所述转动销轴套设在轴套状结构内。

所述溜槽采用多段折线型腔型，所述溜槽包括第一段溜槽、第二段溜槽、第三段溜槽，所述第一段溜槽的底部与第二段溜槽的顶部连接，所述第二段溜槽的底部与第三段溜槽的顶部连接，所述第一段溜槽、第二段溜槽、第三段溜槽的斜率依次减小。

一种用于排岩机物料输送的转载溜槽装置控制方法，包括下列步骤：

S1、溜槽未发生转动时为初始状态，转动角α＝0，空载状态下活塞杆末端受力为：

溜槽未发生转动时溜槽的重心为：

所述G₁为溜槽重力，所述S₃为铰链与溜槽之间的距离，所述S₂为三角架直角边长度，所述H₃为活塞杆末端与吊挂耳所在直线之间的距离，所述L_h为溜槽法向长度，所述L为液压缸与活塞杆的长度之和；

S2、当排岩机正常工作时，溜槽逆时针转动α角度，溜槽更平缓，设定岩土堆积的上限高度，即堆料上表面与溜槽入口最小距离h_min，则可计算此时活塞杆末端最大受力：

所述G_0max为堆料的最大重力，

所述H₂为铰链与排料臂臂架之间的距离，所述d为溜槽的宽度，所述L₁为第一段溜槽的长度，所述θ₁为第一段溜槽与竖直方向的夹角，所述ρ为岩土密度，所述g为重力加速度，所述L₂为第二段溜槽的长度，所述L₃为第三段溜槽的长度，所述α为溜槽逆时针转动的角度；

S3、当岩土密度、黏度增大，输送机带速升高，岩土开始在溜槽内堆积，则任意点活塞杆末端受力为：

任意点溜槽的重心为：

x₀＝(S₂+L_h)cos(θ₃+α)

所述θ₃为第三段溜槽与竖直方向的夹角，所述G₀为堆料的重力，所述所述h为堆料上表面与溜槽入口的距离；

S4、设定检测时间t₀，当测力传感器检测到F_L值超过F_Lmax，计时器开始计时，在t₀时间内若某一时刻检测值F_L小于F_Lmax则计时器归零，直至下一F_L值超过F_Lmax的时刻，计时器重新计时，若在t₀时间内F_L值一直大于F_Lmax，则此时判定为堆料，此时工控机反馈给液压回路，控制活塞杆运动，使转动角α减小至零，溜槽恢复至初始位置，此时溜槽出口与输送带角度变大，溜槽斜面更陡，使堆积物料运动，缓解堆料现象；

S5、溜槽恢复至初始位置，排岩机仍进行排土工作，即使堆料问题已经解决，溜槽内部仍有岩土在转运，因此计算出的溜槽空载状态下活塞杆受力值F_L0应适当放大后作为检测标准，即F_Lmin＝SF_L0,所述S的取值范围为1.2～1.5，当溜槽恢复至初始位置时，检测值F_L由F_Lmax逐渐减小，当力传感器测定值减小至设定值F_Lmin时，则控制系统判定堆料问题得到解决，控制溜槽保持在初始位置t₁时间后，控制系统控制液压回路工作，使溜槽转动α角度，回到堆料前的工作位置。

本发明与现有技术相比，具有的有益效果是：

1、本发明的溜槽腔型不再是直线型，设计成斜率逐渐变大折线段型，从溜槽顶部向溜槽出口，腔型的斜率逐渐变小，逐渐趋于平缓，对物料形成变阻力表面区间，通过多段折线型腔型减小物料的动能，使大小物料都能起到减速效果，减小对输送带的振动冲击，延长输送带的寿命；

2、本发明的溜槽可通过液压系统和铰链实现出料口与输送带的角度调整，可根据物料种类、粒度、运动堆积情况等参数适当调整角度，间接调节物料水平分速度，物料转运速度过快时可调整至小角度，使物料低惯量缓冲至出口输送带处，从而减轻物料对输送带的冲击；

3、本发明具有监测系统，本发明建立了堆料高度h与活塞杆末端受力F_L的函数模型，可根据该模型判别物料是否堆积，可根据岩土参数及工作环境设定堆料高度，通过管状力传感器测活塞杆末端所受作用力判断是否堆料，当达到堆料标准时，工控机控制液压回路工作，增大溜槽倾斜角度，加速岩土转运，延缓堆料现象。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的另一结构示意图；

图3为本发明液压缸与三角架的结构示意图；

图4为本发明活塞杆末端的结构示意图；

图5为本发明的空载理论简化图；

图6为本发明的转动理论简化图；

其中：1为溜槽，2为排料臂臂架，3为输送机，4为物料流向，5为吊挂耳，6为旋转铰链，7为固定机架，8为滚动轴承，9为锁紧密封环，10为铰链，11为液压缸，12为活塞杆，13为转动销轴，14为三角架，15为轴套状结构，16为管状力传感器，17为调节螺钉，1.1为第一段溜槽，1.2为第二段溜槽，1.3为第三段溜槽。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

一种用于排岩机物料输送的转载溜槽装置，如图1、图2所示，包括溜槽1、排料臂臂架2、输送机3、吊挂耳5、旋转铰链6、固定机架7、铰链10、液压缸11、活塞杆12、转动销轴13、三角架14，溜槽1设置在排料臂臂架2上，溜槽1的一侧连接有输送机3，溜槽1另一侧的外壁上焊接有吊挂耳5，溜槽1另一侧的排料臂臂架2上固定连接有固定机架7，固定机架7上设置有通孔，旋转铰链6穿过固定机架7上的通孔与吊挂耳5铰接，排料臂臂架2的底部固定有铰链10，液压缸11与铰链10铰接，液压缸11与活塞杆12滑动连接，溜槽1的外壁上固定有三角架14，三角架14设置在排料臂臂架2的下方，三角架14上固定有转动销轴13，活塞杆12通过转动销轴13与三角架14铰接，活塞杆12能绕转动销轴13转动。液压缸11工作时，活塞杆12做伸缩运动，当活塞杆12伸出时，液压缸11绕铰链10向下旋转，转动销轴13的位置向下移动，三角架14绕转动销轴13顺时针转动，带动溜槽1上的吊挂耳5绕旋转铰链6顺时针旋转；当活塞杆12缩回时，液压缸11绕铰链10向上旋转，转动销轴13的位置向上移动，三角架14绕转动销轴13逆时针转动，带动溜槽1上的吊挂耳5绕旋转铰链6逆时针旋转，实现溜槽1出料口与输送带之间角度的调整。

进一步，旋转铰链6与吊挂耳5之间设置有滚动轴承8，固定机架7的一端设置有锁紧密封环9。

进一步，活塞杆12的末端设有轴套状结构15，活塞杆12的末端安装有管状力传感器16，管状力传感器16通过调节螺钉17安装在轴套状结构15的内壁上，转动销轴13套设在轴套状结构15内。

进一步，优选的，溜槽1采用多段折线型腔型，溜槽1包括第一段溜槽1.1、第二段溜槽1.2、第三段溜槽1.3，第一段溜槽1.1的底部与第二段溜槽1.2的顶部连接，第二段溜槽1.2的底部与第三段溜槽1.3的顶部连接，第一段溜槽1.1、第二段溜槽1.2、第三段溜槽1.3的斜率依次减小。

一种用于排岩机物料输送的转载溜槽装置控制方法，包括下列步骤：

S1、溜槽未发生转动时为初始状态，转动角α＝0，空载状态下活塞杆末端受力为：

溜槽未发生转动时溜槽的重心为：

G₁为溜槽重力，S₃为铰链与溜槽之间的距离，S₂为三角架直角边长度，H₃为活塞杆末端与吊挂耳所在直线之间的距离，L_h为溜槽法向长度，L为液压缸与活塞杆的长度之和；

S2、当排岩机正常工作时，溜槽逆时针转动α角度，溜槽更平缓，设定岩土堆积的上限高度，即堆料上表面与溜槽入口最小距离h_min，则可计算此时活塞杆末端最大受力：

G_0max为堆料的最大重力，H₂为铰链与排料臂臂架之间的距离，d为溜槽的宽度，L₁为第一段溜槽的长度，θ₁为第一段溜槽与竖直方向的夹角，ρ为岩土密度，g为重力加速度，L₂为第二段溜槽的长度，L₃为第三段溜槽的长度，α为溜槽逆时针转动的角度；

S3、当岩土密度、黏度增大，输送机带速升高，岩土开始在溜槽内堆积，则任意点活塞杆末端受力为：

任意点溜槽的重心为：

x₀＝(S₂+L_h)cos(θ₃+α)

θ₃为第三段溜槽与竖直方向的夹角，G₀为堆料的重力， h为堆料上表面与溜槽入口的距离；

S4、设定检测时间t₀，当测力传感器检测到F_L值超过F_Lmax，计时器开始计时，在t₀时间内若某一时刻检测值F_L小于F_Lmax则计时器归零，直至下一F_L值超过F_Lmax的时刻，计时器重新计时，若在t₀时间内F_L值一直大于F_Lmax，则此时判定为堆料，此时工控机反馈给液压回路，控制活塞杆运动，使转动角α减小至零，溜槽恢复至初始位置，此时溜槽出口与输送带角度变大，溜槽斜面更陡，使堆积物料运动，缓解堆料现象；

S5、溜槽恢复至初始位置，排岩机仍进行排土工作，即使堆料问题已经解决，溜槽内部仍有岩土在转运，因此计算出的溜槽空载状态下活塞杆受力值F_L0应适当放大后作为检测标准，即F_Lmin＝SF_L0,S的取值范围为1.2～1.5，当溜槽恢复至初始位置时，检测值F_L由F_Lmax逐渐减小，当力传感器测定值减小至设定值F_Lmin时，则控制系统判定堆料问题得到解决，控制溜槽保持在初始位置t₁时间后，控制系统控制液压回路工作，使溜槽转动α角度，回到堆料前的工作位置。

上面仅对本发明的较佳实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化，各种变化均应包含在本发明的保护范围之内。