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    當(dāng)前，帶式輸送機(jī)上廣泛應(yīng)用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的刮板式清掃器，刮板與輸送帶之間的預(yù)緊力主要依靠彈簧力或是配重重力。但是隨著刮板的磨損，該預(yù)緊力會(huì)逐漸減少，輸送帶表面的壓緊力不足，使清掃效果變差。文中設(shè)計(jì)了一款恒壓緊力清掃器，在現(xiàn)有刮板式清掃器的結(jié)構(gòu)上，增加電液比例控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)刮板的恒定壓緊力。          

恒壓緊力清掃器工作原理及特點(diǎn)         

恒壓緊力清掃器的結(jié)構(gòu)如圖1所示，清掃器組件由刮板、滾筒、旋轉(zhuǎn)組件、行程開(kāi)關(guān)、液壓系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)組成。液壓系統(tǒng)由液壓缸、電液比例控制閥組及膠管組成，其中電液比例控制閥組由比例溢流閥，比例節(jié)流閥，電磁換向閥和蓄能器組成；電氣控制系統(tǒng)由控制器、壓力傳感器、旋轉(zhuǎn)變壓器及行程開(kāi)關(guān)組成。
               清掃器組件固定在機(jī)架上，旋轉(zhuǎn)組件與清掃器及液壓缸活塞桿連接；油缸、電液比例控制閥組分別固定在機(jī)架上，液壓缸有桿腔及無(wú)桿腔通過(guò)膠管與電液比例控制閥組的控制油口連接，電液比例控制閥組控制液壓缸的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，使刮板與輸送帶壓緊或松開(kāi)，壓緊時(shí)，蓄能器為液壓缸無(wú)桿腔保壓；壓力傳感器檢測(cè)液壓缸無(wú)桿腔的壓力，旋轉(zhuǎn)變壓器檢測(cè)輸送帶是否轉(zhuǎn)動(dòng)，行程開(kāi)關(guān)使刮板達(dá)到磨損極限后，使系統(tǒng)自動(dòng)停機(jī)或報(bào)警。           恒壓緊力清掃器的液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)          該帶式輸送機(jī)恒壓緊力清掃器的液壓系統(tǒng)如圖2所示，主要由電機(jī)、液壓泵、單向閥、電液比例溢流閥、帶壓力補(bǔ)償?shù)碾娨罕壤?jié)流閥、三位四通電磁換向閥、液控單向閥、液壓油缸、壓力傳感器、蓄能器、蓄能器泄油電磁閥組成。液壓系統(tǒng)的壓力油源可以使用小型的泵站或者直接接到帶式輸送機(jī)的液壓系統(tǒng)中。
               液壓系統(tǒng)的工作過(guò)程分為以下4個(gè)階段：          

1）啟動(dòng)階段。帶式輸送機(jī)啟動(dòng)，比例電磁鐵1YA和2YA得電，比例溢流閥4調(diào)定系統(tǒng)的工作壓力，比例節(jié)流閥5調(diào)節(jié)液壓缸的運(yùn)動(dòng)速度，開(kāi)關(guān)電磁鐵4YA得電，3YA失電，壓力油通過(guò)三位四通電磁換向閥6的B口和液控單向閥7進(jìn)入油缸8的無(wú)桿腔，油缸伸出，使清掃器刮板與輸送機(jī)接觸，同時(shí)向蓄能器10內(nèi)充油，壓力傳感器9檢測(cè)無(wú)桿腔壓力。           2）正常運(yùn)行階段。當(dāng)旋轉(zhuǎn)變壓器檢測(cè)到輸送機(jī)達(dá)到設(shè)定轉(zhuǎn)速時(shí)，此時(shí)壓力傳感器9檢測(cè)無(wú)桿壓力，如果沒(méi)有達(dá)到設(shè)定壓緊力的壓力值，則通過(guò)比例溢流閥4提高系統(tǒng)壓力，系統(tǒng)繼續(xù)向油缸8無(wú)桿腔內(nèi)供油，直到無(wú)桿腔內(nèi)的壓力達(dá)到設(shè)定壓力。如果達(dá)到設(shè)定壓緊力的壓力值，此時(shí)所有電磁鐵均不得電，通過(guò)液控單向閥7將油缸無(wú)桿腔油液鎖住，蓄能器8為無(wú)桿腔保壓。          

3）停止階段。當(dāng)旋轉(zhuǎn)變壓器檢測(cè)到輸送機(jī)轉(zhuǎn)速降低時(shí)，比例電磁鐵1YA和2YA得電，開(kāi)關(guān)電磁鐵3YA得電，壓力油通過(guò)三位四通電磁換向閥6的A口進(jìn)入液壓缸8的無(wú)桿腔，同時(shí)控制液控單向閥7打開(kāi)，油缸縮回，使清掃器刮板與輸送機(jī)脫離。          

4）刮板磨損階段。當(dāng)刮板磨損，油缸8活塞桿推動(dòng)旋轉(zhuǎn)組件，使刮板與輸送帶壓緊，此時(shí)由于活塞伸出，無(wú)桿腔內(nèi)壓力減小，無(wú)桿腔內(nèi)壓力通過(guò)壓力傳感器反饋給控制器，控制器控制比例電磁鐵1YA和2YA得電，開(kāi)關(guān)電磁鐵4YA得電，向油缸8無(wú)桿腔內(nèi)補(bǔ)油，保證油缸8無(wú)桿腔內(nèi)壓力恒定。當(dāng)刮板磨損到極限時(shí)，油缸8活塞桿觸動(dòng)行程開(kāi)關(guān)，輸送機(jī)停機(jī)并且報(bào)警，提醒工人進(jìn)行更換。          

恒壓緊力清掃器的液壓系統(tǒng)的仿真  
        根據(jù)上述的恒壓緊力清掃器的結(jié)構(gòu)，建立的仿真模型如圖3所示，為了保證仿真回路與實(shí)際工況接近，仿真回路中各部件的參數(shù)與原機(jī)一致，仿真回路的主要參數(shù)見(jiàn)表1。
               油缸位移隨電磁閥控制信號(hào)輸出如圖4所示，在0~4s，電磁閥6的左位得電，油缸10伸出；在4~10s，電磁閥6處于中位，油缸伸出位移恒定，處于穩(wěn)定工作狀態(tài)；在10~14s，電磁閥6右位通電，油缸縮回。          

比例溢流閥與油缸各腔的壓力如圖5所示，在0~4s，油缸10伸出，比例溢流閥4在控制電流的總用下，控制泵出口的壓力逐漸上升，油缸10無(wú)桿腔的壓力也逐漸上升，油缸伸出到一定位移時(shí)，比例溢流閥4的控制壓力恒定，油缸無(wú)桿腔的壓力到壓力傳感器的調(diào)定壓力；在4~10s，油缸無(wú)桿腔壓力到壓力傳感器設(shè)定壓力，處于保壓狀態(tài)；在10~14s，電磁閥6右位通電，油缸10縮回，比例溢流閥4在控制電流的作用下，控制泵出口的壓力逐漸上升，油缸有桿腔壓力逐漸上升，油缸完全縮回時(shí)，比例溢流閥4壓力逐漸下降，有桿腔壓力也逐漸下降。
               圖5中可以看出，系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，油缸無(wú)桿腔的壓力一直為壓力傳感器的設(shè)定壓力，為清掃器提供恒定的壓緊力；比例溢流閥的壓力比油缸的壓力要高一定的值，主要是仿真時(shí)考慮系統(tǒng)內(nèi)的各部分壓力損失。          

試驗(yàn)驗(yàn)證          試驗(yàn)平臺(tái)主要包括帶式轉(zhuǎn)載機(jī)恒壓緊力液壓系統(tǒng)、壓力傳感器、測(cè)壓軟管及采集儀等。通過(guò)壓力傳感器采集油缸兩腔的壓力，給比例溢流閥輸入控制曲線，就可以改變油缸的進(jìn)油壓力，控制清掃器的壓緊力。          

試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)考慮到摩擦及液壓系統(tǒng)的壓力損失因素，將比例溢流閥的設(shè)定壓力提高，設(shè)定壓力為7MPa，同時(shí)未減少壓力沖擊，設(shè)定平緩的比例溢流閥的控制信號(hào)。操作控制器使油缸伸出至工作位置，在此過(guò)程中采集并記錄比例溢流閥控制信號(hào)和油缸無(wú)桿腔壓力，試驗(yàn)測(cè)試曲線如圖6、圖7所示。
               從試驗(yàn)測(cè)試曲線中可以看出，油缸無(wú)桿腔的壓力與比例溢流閥的控制曲線變化趨勢(shì)基本一致，刮片在壓緊時(shí)油缸壓力幾乎沒(méi)有波動(dòng)，壓力基本穩(wěn)定在6MPa，達(dá)到了自動(dòng)控制清掃器壓緊力的工作要求。          

結(jié)語(yǔ)         

設(shè)計(jì)的恒壓緊力清掃器具有以下特點(diǎn)：          

①可自動(dòng)調(diào)節(jié)清掃器的壓緊力；          

②高速的動(dòng)態(tài)響應(yīng)能力，采用電液比例閥，提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度；          

③控制方便，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)其遠(yuǎn)程控制。該裝置通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際使用，清掃效果良好，大大減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。