權(quán)利要求書： 1.一種帶式輸送機的運行方法，其中所述帶式輸送機包括：輸送帶、用于驅(qū)動所述輸送帶運動的至少一個驅(qū)動輥、用于支撐所述輸送帶的多個托輥、以及用于調(diào)節(jié)所述輸送帶的張力的張緊裝置，其中所述方法包括：

建立所述驅(qū)動輥的轉(zhuǎn)矩與所述輸送帶的預定張力之間的對應關系，其中所述預定張力大于或等于當所述驅(qū)動輥在與該預定張力對應的轉(zhuǎn)矩下運行時不發(fā)生打滑的最小張力值；

在所述帶式輸送機的運行過程中，實時檢測所述驅(qū)動輥的轉(zhuǎn)矩和所述輸送帶的張力；

利用所述對應關系，通過測得的轉(zhuǎn)矩來確定所述輸送帶的當前預定張力；

通過所述張緊裝置將所述輸送帶的張力調(diào)整并維持到所述當前預定張力；以及

在所述帶式輸送機的運行過程中，調(diào)整所述驅(qū)動輥的轉(zhuǎn)矩與所述輸送帶的預定張力之間的所述對應關系，其中調(diào)整所述對應關系包括：在所述驅(qū)動輥的當前轉(zhuǎn)矩下，測量所述輸送帶在打滑狀態(tài)和不打滑狀態(tài)之間的過渡狀態(tài)下的過渡張力；以及將所述當前轉(zhuǎn)矩所對應的預定張力設定為不小于所述過渡張力。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，轉(zhuǎn)矩與預定張力的所述對應關系為函數(shù)，所述方法包括利用所述函數(shù)由所述測得的轉(zhuǎn)矩計算得出所述當前預定張力。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，轉(zhuǎn)矩與預定張力的所述對應關系為對應表，所述方法包括在所述對應表中查找出所述測得的轉(zhuǎn)矩所對應的當前預定張力。

4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項所述的方法，其中，在轉(zhuǎn)矩與預定張力的所述對應關系中，

所述驅(qū)動輥的轉(zhuǎn)矩包括單個轉(zhuǎn)矩值的情形以及轉(zhuǎn)矩范圍的情形；和/或

所述輸送帶的預定張力包括單個張力值的情形以及張力范圍的情形。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，在轉(zhuǎn)矩與預定張力的所述對應關系中，每個預定張力值分別對應一個轉(zhuǎn)矩值范圍。

6.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項所述的方法，進一步包括：

在所述帶式輸送機的運行過程中檢測所述輸送帶上的負載波動；

在測得的負載波動大于一閾值時，提高所述當前預定張力；以及

在測得的負載波動小于所述閾值時，降低被提高的當前預定張力。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，進一步包括：對于所述負載波動設置多個閾值。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，進一步包括：通過檢測所述輸送帶的張力波動和/或垂度波動來檢測所述負載波動。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進一步包括：在所述帶式輸送機的啟動過程中，使所述驅(qū)動輥和所述張緊裝置同時運行，并將所述驅(qū)動輥的轉(zhuǎn)矩從零開始逐漸調(diào)節(jié)到期望轉(zhuǎn)矩。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進一步包括：在所述帶式輸送機的運行過程中，將驅(qū)動輥的轉(zhuǎn)矩逐漸調(diào)節(jié)到期望轉(zhuǎn)矩。

11.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的方法，其中，將所述驅(qū)動輥的轉(zhuǎn)矩逐漸調(diào)節(jié)到所述期望轉(zhuǎn)矩的步驟包括：

將所述驅(qū)動輥的轉(zhuǎn)矩朝著所述期望轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)一個步長；

由調(diào)節(jié)后的轉(zhuǎn)矩重新確定所述輸送帶的當前預定張力；

將所述輸送帶的張力調(diào)整到重新確定的當前預定張力；以及

重復上述步驟，直到所述轉(zhuǎn)矩到達所述期望轉(zhuǎn)矩。

12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，調(diào)整所述驅(qū)動輥的轉(zhuǎn)矩與所述輸送帶的預定張力之間的所述對應關系的步驟進一步包括：根據(jù)所述當前轉(zhuǎn)矩以及該當前轉(zhuǎn)矩所對應的預定張力的數(shù)值計算得出在所述驅(qū)動輥的整個轉(zhuǎn)矩工作范圍內(nèi)的轉(zhuǎn)矩所對應的預定張力，其中所述轉(zhuǎn)矩工作范圍由額定轉(zhuǎn)矩確定。

13.根據(jù)權(quán)利要求1或12所述的方法，其中測量所述過渡張力的步驟包括：

在給定轉(zhuǎn)矩的情況下，從大到小改變所述輸送帶上的張力并檢測所述驅(qū)動輥的轉(zhuǎn)速；當所述驅(qū)動輥的轉(zhuǎn)速變化超過預定百分比時，認為所述輸送帶從所述不打滑狀態(tài)進入到所述打滑狀態(tài)，并將此時所述輸送帶上的張力作為過渡張力；和/或

在給定轉(zhuǎn)矩的情況下，從小到大改變所述輸送帶上的張力并檢測所述驅(qū)動輥的轉(zhuǎn)速；當所述驅(qū)動輥的轉(zhuǎn)速變化小于預定百分比時，認為所述輸送帶從所述打滑狀態(tài)進入到所述不打滑狀態(tài)，并將此時所述輸送帶上的張力作為過渡張力。

14.一種帶式輸送機，包括：輸送帶、用于驅(qū)動所述輸送帶運動的至少一個驅(qū)動輥、用于支撐所述輸送帶的多個托輥、用于調(diào)節(jié)和/或保持所述輸送帶的張力的張緊裝置、以及用于實現(xiàn)根據(jù)權(quán)利要求1-13中任一項所述的方法的控制單元。

15.根據(jù)權(quán)利要求14所示的帶式輸送機，其中所述控制單元包括：

張力檢測元件，用于檢測所述輸送帶的張力；

轉(zhuǎn)矩檢測元件，用于檢測所述驅(qū)動輥的轉(zhuǎn)矩；

處理器，用于記錄所述驅(qū)動輥的轉(zhuǎn)矩與所述輸送帶的預定張力的對應關系，并利用所述對應關系由測得的轉(zhuǎn)矩確定所述輸送帶的當前預定張力；

張力控制器，用于控制所述張緊裝置的運行，以將所述輸送帶的張力調(diào)節(jié)和/或保持到所述當前預定張力；以及

轉(zhuǎn)矩控制器，用于控制所述驅(qū)動輥的驅(qū)動部的運行，以將所述驅(qū)動輥的轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)和/或保持為期望的轉(zhuǎn)矩。

說明書： 帶式輸送機及其運行方法技術領域

本發(fā)明涉及帶式輸送機，特別是涉及一種帶式輸送機的運行方法以及一種能夠利用該方法運行的帶式輸送機。

背景技術

帶式輸送機已廣泛應用于各種生產(chǎn)加工領域，其大體上包括用于輸送物料的輸送帶、用于可轉(zhuǎn)動地支撐輸送帶的多個托輥、以及用于驅(qū)動輸送帶運動的驅(qū)動輥。帶式輸送機在正常運行時，輸送帶必須處于張緊狀態(tài)。

一方面，輸送帶自身的張力造成了其與驅(qū)動輥之間的正壓力，進而造成了輸送帶與驅(qū)動輥之間的摩擦力。這種摩擦力（即，傳動摩擦力）使得輸送帶能夠隨驅(qū)動輥的轉(zhuǎn)動而運動，由此成為使整個輸送帶運動的驅(qū)動力。摩擦力的大小取決于正壓力和摩擦系數(shù)。輸送帶的張力的大小與輸送帶與驅(qū)動輥之間傳動摩擦力的大小成正比。在帶式輸送機的實際運行中，傳動摩擦力必須大于輸送機系統(tǒng)的阻力才能帶動輸送帶運轉(zhuǎn)，否則輸送帶與驅(qū)動輥之間就會發(fā)生相對運動，即出現(xiàn)打滑現(xiàn)象。打滑會嚴重影響輸送帶的壽命。通過加大輸送帶的張力可以增大傳動摩擦力，從而避免打滑。

另一方面，在輸送帶自重和放置在其上的負載重量的作用下，在相鄰的兩個托輥之間的輸送帶區(qū)段必然有懸垂。如果垂度過大，則這個區(qū)段的輸送帶將發(fā)生松馳現(xiàn)象。松弛會加大輸送帶的運行阻力，并且還可能導致負載撒落。故各國均規(guī)定了允許的最大垂度值。例如我國設計規(guī)范中規(guī)定為輸送帶垂度不超過托輥間距的2.5％（ISO5048-0.5％～2.0％）。托輥的間距越大或輸送帶的張力越小，則輸送帶的垂度就越大。因此，輸送帶的張力必須足夠大以滿足輸送帶的垂度限制。

然而，過大的張力會加快輸送帶的疲勞、老化進程，縮短其使用壽命。為此，通常希望將輸送帶的張力保持在預定張力值或預定張力范圍。已知的帶式輸送機提供有張緊裝置，用來將輸送帶的張力調(diào)節(jié)和/或保持為預定張力。

另外，在帶式輸送機停機時，輸送帶通常處于非張緊狀態(tài)，以降低輸送帶上的（時間）平均張力，提高使用壽命。在啟動時，通常是在驅(qū)動輥不轉(zhuǎn)動的情況下，先利用張緊裝置將輸送帶上的張力增加到預定值（例如是額定值的固定倍數(shù)）；然后再使驅(qū)動輥轉(zhuǎn)動，以帶動輸送帶運行。

即便如此，輸送帶仍是帶式輸送機中耐久性較差的部件，其成本約占帶式輸送機總成本的30%~40%。據(jù)現(xiàn)場調(diào)查統(tǒng)計，例如對于實行運煤輸送帶化的礦井，購買輸送帶的費用約為每噸煤0.8元，即一個年生產(chǎn)能力300萬噸的礦井，平均每年耗資240多萬元，成為企業(yè)的一大經(jīng)濟負擔。因此，如何在確保輸送帶正常工作的前提下提高輸送帶的使用壽命，是本領域長期以來一直渴望解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的一個目的在于提供一種帶式輸送機的運行制方法，以解決或至少是緩解上述現(xiàn)有技術中的一個或多個問題。本發(fā)明的另一個目的在于提供一種帶式輸送機，以解決或至少是緩解上述現(xiàn)有技術中的一個或多個問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出了一種帶式輸送機的運行方法。所述帶式輸送機包括：輸送帶、用于驅(qū)動所述輸送帶運動的至少一個驅(qū)動輥、用于支撐所述輸送帶的多個托輥、以及用于調(diào)節(jié)所述輸送帶的張力的張緊裝置。所述方法包括：建立所述驅(qū)動輥的轉(zhuǎn)矩與所述輸送帶的預定張力之間的對應關系，其中所述預定張力大于或等于當所述驅(qū)動輥在與該預定張力對應的轉(zhuǎn)矩下運行時不發(fā)生打滑的最小張力值；在所述帶式輸送機的運行過程中，實時檢測所述驅(qū)動輥的轉(zhuǎn)矩和所述輸送帶的張力；利用所述對應關系，通過測得的轉(zhuǎn)矩來確定所述輸送帶的當前預定張力；以及通過所述張緊裝置將所述輸送帶的張力調(diào)整并維持到所述當前預定張力。

可選地，轉(zhuǎn)矩與預定張力的所述對應關系為函數(shù)，所述方法包括利用所述函數(shù)由所述測得的轉(zhuǎn)矩計算得出所述當前預定張力。

可選地，轉(zhuǎn)矩與預定張力的所述對應關系為對應表，所述方法包括在所述對應表中查找出所述測得的轉(zhuǎn)矩所對應的當前預定張力。

可選地，在轉(zhuǎn)矩與預定張力的所述對應關系中，所述驅(qū)動輥的轉(zhuǎn)矩包括單個轉(zhuǎn)矩值的情形以及轉(zhuǎn)矩范圍的情形；和/或所述輸送帶的預定張力包括單個張力值的情形以及張力范圍的情形。

可選地，在轉(zhuǎn)矩與預定張力的所述對應關系中，每個預定張力值分別對應一個轉(zhuǎn)矩值范圍。

可選地，所述方法進一步包括：在所述帶式輸送機的運行過程中檢測所述輸送帶上的負載波動；在測得的負載波動大于一閾值時，提高所述當前預定張力；以及在測得的負載波動小于所述閾值時，降低被提高的當前預定張力。

可選地，所述方法進一步包括：對于所述負載波動設置多個閾值。

可選地，所述方法進一步包括：通過檢測所述輸送帶的張力波動和/或垂度波動來檢測所述負載波動。

可選地，所述方法進一步包括：在所述帶式輸送機的啟動過程中，使所述驅(qū)動輥和所述張緊裝置同時運行，并將所述驅(qū)動輥的轉(zhuǎn)矩從零開始逐漸調(diào)節(jié)到期望轉(zhuǎn)矩。

可選地，所述方法進一步包括：在所述帶式輸送機的運行過程中，將驅(qū)動輥的轉(zhuǎn)矩逐漸調(diào)節(jié)到期望轉(zhuǎn)矩。

可選地，將所述驅(qū)動輥的轉(zhuǎn)矩逐漸調(diào)節(jié)到所述期望轉(zhuǎn)矩的步驟包括：將所述驅(qū)動輥的轉(zhuǎn)矩朝著所述期望轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)一個步長；由調(diào)節(jié)后的轉(zhuǎn)矩重新確定所述輸送帶的當前預定張力；將所述輸送帶的張力調(diào)整到重新確定的當前預定張力；以及重復上述步驟，直到所述轉(zhuǎn)矩到達所述期望轉(zhuǎn)矩。

可選地，根據(jù)本發(fā)明的方法可進一步包括調(diào)整所述驅(qū)動輥的轉(zhuǎn)矩與所述輸送帶的預定張力之間的所述對應關系的步驟，所述步驟包括：在所述驅(qū)動輥的當前轉(zhuǎn)矩下，測量所述輸送帶在打滑狀態(tài)和不打滑狀態(tài)之間的過渡狀態(tài)下的過渡張力；以及將所述當前轉(zhuǎn)矩所對應的預定張力設定為不小于所述過渡張力。

可選地，調(diào)整所述驅(qū)動輥的轉(zhuǎn)矩與所述輸送帶的預定張力之間的所述對應關系的步驟可進一步包括：根據(jù)所述當前轉(zhuǎn)矩以及該當前轉(zhuǎn)矩所對應的預定張力的數(shù)值計算得出在所述驅(qū)動輥的整個轉(zhuǎn)矩工作范圍內(nèi)的轉(zhuǎn)矩所對應的預定張力，其中所述轉(zhuǎn)矩工作范圍由額定轉(zhuǎn)矩確定。

可選地，測量所述過渡張力的步驟可包括：在給定轉(zhuǎn)矩的情況下，從大到小改變所述輸送帶上的張力并檢測所述驅(qū)動輥的轉(zhuǎn)速；當所述驅(qū)動輥的轉(zhuǎn)速變化超過預定百分比時，認為所述輸送帶從所述不打滑狀態(tài)進入到所述打滑狀態(tài)，并將此時所述輸送帶上的張力作為過渡張力；和/或在給定轉(zhuǎn)矩的情況下，從小到大改變所述輸送帶上的張力并檢測所述驅(qū)動輥的轉(zhuǎn)速；當所述驅(qū)動輥的轉(zhuǎn)速變化小于預定百分比時，認為所述輸送帶從所述打滑狀態(tài)進入到所述不打滑狀態(tài)，并將此時所述輸送帶上的張力作為過渡張力。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提出了一種帶式輸送機，包括：輸送帶、用于驅(qū)動所述輸送帶運動的至少一個驅(qū)動輥、用于支撐所述輸送帶的多個托輥、用于調(diào)節(jié)和/或保持所述輸送帶的張力的張緊裝置、以及用于實現(xiàn)本發(fā)明上述方法任一方面的控制單元。

可選地，所述控制單元包括：張力檢測元件，用于檢測所述輸送帶的張力；轉(zhuǎn)矩檢測元件，用于檢測所述驅(qū)動輥的轉(zhuǎn)矩；處理器，用于記錄所述驅(qū)動輥的轉(zhuǎn)矩與所述輸送帶的預定張力的對應關系，并利用所述對應關系由測得的轉(zhuǎn)矩確定所述輸送帶的當前預定張力；張力控制器，用于控制所述張緊裝置的運行，以將所述輸送帶的張力調(diào)節(jié)和/或保持到所述當前預定張力；以及轉(zhuǎn)矩控制器，用于控制所述驅(qū)動輥的驅(qū)動部的運行，以將所述驅(qū)動輥的轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)和/或保持為期望的轉(zhuǎn)矩。

與現(xiàn)有技術的帶式輸送機在運行過程中將輸送帶的張力始終保持在恒定數(shù)值或數(shù)值范圍的情況不同，根據(jù)本發(fā)明的方法能夠在驅(qū)動輥以較小轉(zhuǎn)矩運行時降低輸送帶的張力，而且能夠在驅(qū)動輥以較高轉(zhuǎn)矩運行時提高輸送帶的張力以避免打滑，從而能夠降低輸送帶在整個運行過程中的（時間）平均張力，繼而能夠提高輸送帶的壽命。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和詳細實施方式對本發(fā)明進行詳細說明，其中：

圖1為根據(jù)本發(fā)明一實施例的帶式輸送機的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為根據(jù)本發(fā)明一實施例的帶式輸送機運行方法的流程圖；

圖3示出了根據(jù)本發(fā)明一實施例的驅(qū)動輥轉(zhuǎn)矩與輸送帶張力的函數(shù)關系；

圖4為根據(jù)本發(fā)明一實施例的張緊裝置的剖視示意圖；

圖5為圖4中的永磁電機的剖視示意圖；

圖6為圖4中的減速機的局部剖視示意圖；

圖7為根據(jù)本發(fā)明另一實施例的張緊裝置的剖視示意圖；

圖8為圖7中的制動器與永磁電機的剖視示意圖；以及

圖9為根據(jù)本發(fā)明一實施例的布置在張緊裝置與游動小車之間的滑輪組的示意圖。

具體實施方式

下面，通過示例性的實施方式對本發(fā)明進行具體描述。然而應當理解，在沒有進一步敘述的情況下，一個實施方式中的元件、結(jié)構(gòu)和特征也可以有益地結(jié)合到其它實施方式中。

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明一實施例的帶式輸送機，其整體上標示為100。帶式輸送機100包括輸送帶11、用于驅(qū)動輸送帶11運動的至少一個驅(qū)動輥12、以及用于支撐輸送帶11的多個托輥13。帶式輸送機100還包括用于調(diào)節(jié)輸送帶11的張力的張緊裝置30。應當理解，根據(jù)本發(fā)明，可以使用任何適合形式的張緊裝置，只要其能夠?qū)⒊州斔蛶?1上的張力調(diào)節(jié)和/或保到預定值或預定范圍即可。

圖2示出了根據(jù)本發(fā)明一實施例的帶式輸送機運行方法M的流程圖。如圖2所示，在步驟S10，建立驅(qū)動輥12的轉(zhuǎn)矩與輸送帶12的預定張力之間的對應關系。該對應關系通?？梢愿鶕?jù)帶式輸送機100的自身參數(shù)來確定，使得所述預定張力大于或等于當驅(qū)動輥12在與該預定張力對應的轉(zhuǎn)矩下運行時不發(fā)生打滑的最小張力值。換句話說，如果將輸送帶11上的張力設置為該預定張力，并且將驅(qū)動輥12設置為具有在與該預定張力對應的轉(zhuǎn)矩，那么輸送帶11和驅(qū)動輥12之間不會發(fā)生打滑現(xiàn)象。然后，在步驟S20，在帶式輸送機100的運行過程中，實時檢測驅(qū)動輥12的轉(zhuǎn)矩和輸送帶11的張力。然后，在步驟S30，利用所述對應關系，通過測得的驅(qū)動輥12的轉(zhuǎn)矩來確定輸送帶11的當前預定張力。該當前預定張力被作為輸送帶上的張力的期望值或期望范圍。最后，在步驟S40，通過張緊裝置30將輸送帶11的張力調(diào)整并維持到在步驟S30中得到的當前預定張力。

如前面所述，輸送帶11和驅(qū)動輥12之間的傳動摩擦力與輸送帶11的張力正相關。因此，通過調(diào)節(jié)輸送帶11的張力，可以確保輸送帶11和驅(qū)動輥12之間具有足夠大的傳動摩擦力，從而避免打滑發(fā)生。另外，當驅(qū)動輥12的轉(zhuǎn)矩越大時，需要的傳動摩擦力也越大，因此需要輸送帶11具有更大的張力。而當驅(qū)動輥12的轉(zhuǎn)矩較小時，需要的傳動摩擦力也較小。此時，輸送帶11可以具有較小的張力也不會發(fā)生打滑。

本發(fā)明通過上述方法M對驅(qū)動輥12的轉(zhuǎn)矩和輸送帶11的張力這兩者進行實時監(jiān)測，并且根據(jù)驅(qū)動輥12的當前轉(zhuǎn)矩來實時調(diào)整輸送帶11的當前張力。由此，無論驅(qū)動輥12以什么轉(zhuǎn)矩工作，都可以將輸送帶11的張力僅保持為略大于會發(fā)生打滑的臨界張力即可。與現(xiàn)有技術的帶式輸送機在運行過程中將輸送帶的張力始終保持在恒定數(shù)值或數(shù)值范圍的情況不同，本發(fā)明的方法能夠在驅(qū)動輥12以較小的轉(zhuǎn)矩運行時降低輸送帶11的張力，而且能夠在驅(qū)動輥12以較高的轉(zhuǎn)矩運行時提高輸送帶11的張力以避免打滑，從而能夠降低輸送帶11在整個運行過程中的（時間）平均張力，繼而能夠提高輸送帶11的壽命。特別是當帶式輸送機的工況復雜，驅(qū)動輥的轉(zhuǎn)矩的額定范圍較寬時，利用本發(fā)明的方法能夠顯著降低輸送帶的平均張力，提高其壽命。

在一個例子中，轉(zhuǎn)矩與預定張力之間的對應關系可以設置為函數(shù)。由此，可以利用該函數(shù)通過測得的轉(zhuǎn)矩計算得出輸送帶所需的當前預定張力。對應關系的函數(shù)可以為線性函數(shù)，或者也可以為非線性函數(shù)，取決于輸送機100的實際工作需要。圖3示出了根據(jù)本發(fā)明一實施例的驅(qū)動輥轉(zhuǎn)矩與輸送帶張力的函數(shù)關系，其中驅(qū)動輥12的轉(zhuǎn)矩與驅(qū)動力的形式表示。

附加地或替代地，轉(zhuǎn)矩與預定張力之間的對應關系可以體現(xiàn)為對應表的形式。此時，可以在該對應表中查找出測得的轉(zhuǎn)矩所對應的當前預定張力。表1示出了對應表的一個例子。對于已經(jīng)完成設計的帶式輸送機，可以確定驅(qū)動輥12的額定驅(qū)動轉(zhuǎn)矩T和輸送帶11的額定張力F。在對應表中可以根據(jù)額定張力F將輸送帶11的與預定張力劃分為若干個等級，不同的等級對應不同的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩。例如，將所述輸送帶11的預定張力平均分成10個等級，并對應地將驅(qū)動輥12的轉(zhuǎn)矩劃分成10個等級。當驅(qū)動轉(zhuǎn)矩小于（T/10）時，可以通過張緊裝置30將輸送帶11的張力維持在（F/10），依次類推，當驅(qū)動轉(zhuǎn)矩大于等于（9*T/10）且小于等于T時，可以通過張緊裝置30將輸送帶11的張力維持在F。

表1

驅(qū)動輥的轉(zhuǎn)矩輸送帶的預定張力<T/10F/10T/10～2*T/102*F/102*T/10～3*T/103*F/103*T/10～4*T/104*F/104*T/10～5*T/105*F/105*T/10～6*T/106*F/106*T/10～7*T/107*F/107*T/10～8*T/108*F/108*T/10～9*T/109*F/109*T/10～T或TF

應當理解，在轉(zhuǎn)矩與預定張力的對應關系中，無論是函數(shù)形式還是對應表形式的關系，驅(qū)動輥的轉(zhuǎn)矩可以是單個轉(zhuǎn)矩值也可以是轉(zhuǎn)矩范圍，或者兩者皆有；同樣地，輸送帶的預定張力可以是單個張力值也可以是張力范圍，或者兩者皆有。在表1的例子中，一個轉(zhuǎn)矩范圍對應一個預定張力值。然而，在其他例子中，也可以是一個轉(zhuǎn)矩范圍對應一個預定張力范圍，或者一個轉(zhuǎn)矩值對應一個預定張力值，或者一個轉(zhuǎn)矩值對應一個預定張力范圍?；蛘咭部梢允巧鲜銮樾蔚慕M合。

在本發(fā)明的一個實施例中，可以在帶式輸送機100的運行過程中檢測輸送帶11上的負載波動。在測得的負載波動大于一閾值時，可以適當提高當前預定張力。在測得的負載波動小于該閾值時，可以降低被提高的當前預定張力。其中，負載波動可以通過檢測輸送帶11的張力波動和/或垂度波動來確定，或者可以根據(jù)實際工況通過其他適合的方式來確定。優(yōu)選地，可以對于負載波動設置多個閾值，以更加柔性地調(diào)節(jié)輸送帶11的張力。

表2示出了在表1的基礎上當負載波動較大時，為了防止驅(qū)動輥12發(fā)生打滑，可以將各個轉(zhuǎn)矩范圍下的輸送帶張力分別增加一檔。

表2

驅(qū)動轉(zhuǎn)矩范圍輸送帶張力<T/102*F/10T/10～2*T/103*F/102*T/10～3*T/104*F/103*T/10～4*T/105*F/104*T/10～5*T/106*F/105*T/10～6*T/107*F/106*T/10～7*T/108*F/107*T/10～8*T/109*F/108*T/10～9*T/10F9*T/10～T或T1.1F

在帶式輸送機的啟動過程中，現(xiàn)有的方法是在驅(qū)動輥不轉(zhuǎn)動的情況下，先利用張緊裝置將輸送帶上的張力增加到預定值；然后再使驅(qū)動輥轉(zhuǎn)動，以帶動輸送帶運行。與之不同的，根據(jù)本發(fā)明，可以在帶式輸送機100的啟動過程中使驅(qū)動輥12和張緊裝置30同時運行，并將驅(qū)動輥12的轉(zhuǎn)矩從零開始逐漸增加到期望的轉(zhuǎn)矩。此外，根據(jù)本發(fā)明，在帶式輸送機100的運行過程中，當根據(jù)工況需要調(diào)節(jié)驅(qū)動輥12的轉(zhuǎn)矩時，也可以將轉(zhuǎn)矩逐漸調(diào)節(jié)到期望的轉(zhuǎn)矩。在此過程中，輸送帶11的張力也隨轉(zhuǎn)矩逐漸進行調(diào)節(jié)。

具體來說，在一個例子中，可以先將驅(qū)動輥12的轉(zhuǎn)矩朝著期望轉(zhuǎn)矩的大小調(diào)節(jié)一個步長（未調(diào)節(jié)到期望轉(zhuǎn)矩）。然后，利用前面提到的對應關系，由調(diào)節(jié)后的轉(zhuǎn)矩重新確定輸送帶11的當前預定張力。然后，利用張緊裝置30將輸送帶11的張力調(diào)整到該重新確定的當前預定張力。重復上述步驟，直到轉(zhuǎn)矩最終到達期望轉(zhuǎn)矩。

可以看出，本發(fā)明的方法可以針對帶式輸送機運行的不同工況，設定不同的輸送帶調(diào)節(jié)值，自動調(diào)整輸送帶的張力，柔性地增加或減少輸送帶的張力，減小對輸送帶的應力沖擊。由此可以降低輸送帶11壽命周期內(nèi)的平均張力，延長輸送帶的壽命。

隨著帶式輸送機運行，傳動滾筒及輸送帶的摩擦系數(shù)減小，無論是表面特性影響的減小，還是環(huán)境溫濕度的影響減小，原驅(qū)動滾筒的轉(zhuǎn)矩與輸送帶的張力之間的對應關系可能會被打破。

在本發(fā)明的另一實施例中，根據(jù)本發(fā)明的方法M可包括根據(jù)實際工作情況調(diào)整驅(qū)動輥12的轉(zhuǎn)矩與輸送帶11的預定張力之間的對應關系的步驟。所述步驟包括：在驅(qū)動輥12的當前轉(zhuǎn)矩下，測量輸送帶11在打滑狀態(tài)和不打滑狀態(tài)之間的過渡狀態(tài)下的過渡張力；以及將驅(qū)動輥12的當前轉(zhuǎn)矩所對應的預定張力設定為不小于過渡張力，例如將其設定為過渡張力的1.05倍、1.1倍、1.2倍、1.3倍等。這樣，通過改變驅(qū)動輥12的當前轉(zhuǎn)矩并重復上述測量，可以測量得到驅(qū)動輥12的轉(zhuǎn)矩與輸送帶11的預定張力之間的新的對應關系。

可選地，可以根據(jù)當前轉(zhuǎn)矩以及測量得到的該當前轉(zhuǎn)矩所對應的預定張力的數(shù)值計算得出在驅(qū)動輥12的整個轉(zhuǎn)矩工作范圍內(nèi)的轉(zhuǎn)矩所對應的預定張力，其中所述轉(zhuǎn)矩工作范圍由驅(qū)動輥12的額定驅(qū)動轉(zhuǎn)矩T來確定。例如所述轉(zhuǎn)矩工作范圍為不超過額定驅(qū)動轉(zhuǎn)矩T。舉例來說，通過前面的步驟方法測量得到了當驅(qū)動輥12的轉(zhuǎn)矩為T1（T1≤T）時輸送帶上的預定張力為F1。然后，基于例如線性關系或者上述表1或表2中所列出的轉(zhuǎn)矩與預定張力之間的關系或者其他適合的關系，根據(jù)轉(zhuǎn)矩T1與預定張力F1之間的比例關系，可以計算得到更新后的額定張力F\'以及整個0-T范圍內(nèi)的轉(zhuǎn)矩所對應的預定張力。

接下來說明測量輸送帶11的過渡張力的步驟。從帶式輸送機的傳動原理上來看，驅(qū)動輥通過摩擦力驅(qū)動輸送帶運動。根據(jù)摩擦學原理，摩擦力的大小取決于正壓力和摩擦系數(shù)，其中正壓力直接來源于輸送帶上所輸送物料的重力及主動施加在輸送帶上的拉力的綜合作用力，而摩擦系數(shù)與驅(qū)動輥表面及輸送帶的材料的物理特性相關。當驅(qū)動輥輸出的轉(zhuǎn)矩大于輥與輸送帶間的最大靜摩擦力所能產(chǎn)生的阻轉(zhuǎn)矩時，會造成輸送帶與驅(qū)動輥之間產(chǎn)生相對滑動，也就是產(chǎn)生所謂的打滑。通過監(jiān)測系統(tǒng)的參數(shù)變化可以感知到打滑的開始/發(fā)生。

舉例來說，可以通過控制系統(tǒng)來設定驅(qū)動輥12的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，并實時檢測驅(qū)動輥12的當前轉(zhuǎn)矩和當前轉(zhuǎn)速。當發(fā)生打滑時，控制系統(tǒng)會檢測到當前轉(zhuǎn)速與系統(tǒng)設定的轉(zhuǎn)速之間出現(xiàn)偏差。通過此種方式，對于給定的驅(qū)動輥12的轉(zhuǎn)矩，可以從大到小給輸送帶11施加變化的張力。在張力變化過程中，實時檢測驅(qū)動輥12的轉(zhuǎn)速。當驅(qū)動輥12的轉(zhuǎn)速的改變超過預定百分比（例如2%、3%或5%等）時，認為輸送帶11從不打滑狀態(tài)進入到打滑狀態(tài)，并將此時輸送帶11上的張力作為過渡張力。替代地或附加地，對于給定的驅(qū)動輥12的轉(zhuǎn)矩，可以從小到大給輸送帶11施加變化的張力。在張力變化過程中，實時檢測驅(qū)動輥12的轉(zhuǎn)速。當驅(qū)動輥12的轉(zhuǎn)速的改變小于預定百分比（例如2%、3%或5%等）時，認為輸送帶11從打滑狀態(tài)進入不打滑狀態(tài)，并將此時輸送帶11上的張力作為過渡張力。

這樣，當系統(tǒng)再次將要出現(xiàn)打滑工況時，可重新修正驅(qū)動輥的轉(zhuǎn)矩及輸送帶的張力值之間的對應關系。依托驅(qū)動系統(tǒng)的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速控制來重新建立驅(qū)動輥的轉(zhuǎn)矩與輸送帶的張力值之間的對應關系?；蛘?，可以在帶式輸送機經(jīng)過長時間運行后，自動修正驅(qū)動輥的轉(zhuǎn)矩及輸送帶的張力值之間的對應關系，以確保輸送帶的張力始終處于合理范圍內(nèi)，從而延長輸送帶壽命。

下面描述能夠?qū)崿F(xiàn)根據(jù)本發(fā)明上述方法M的帶式輸送機100的一個例子。

在圖1示出的例子中，帶式輸送機100包括兩個驅(qū)動輥12。每個驅(qū)動輥12可以分別機械連接到例如電機的驅(qū)動部14，從而由該驅(qū)動部14驅(qū)動其轉(zhuǎn)動。驅(qū)動部14可電氣連接到的轉(zhuǎn)矩控制器15，從而可通過該轉(zhuǎn)矩控制器15來控制驅(qū)動部14的運轉(zhuǎn)，以便將驅(qū)動輥12的轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)和/或保持到期望轉(zhuǎn)矩。在一個例子中，可以例如在驅(qū)動輥12或其驅(qū)動部14或其他適合的位置上設置例如轉(zhuǎn)矩傳感器的轉(zhuǎn)矩檢測元件121，以便檢測驅(qū)動輥12的轉(zhuǎn)矩。

根據(jù)本發(fā)明的帶式輸送機100還包括一組游動輥16和與該組游動輥16相匹配的一組匹配輥17。該組游動輥16布置在相對于地基可活動的游動小車18上，而該組匹配輥17布置在地基上。輸送帶11分別繞過該組游動輥16和該組匹配輥17中的每個輥。這樣，通過移動游動小車18可以調(diào)節(jié)該組游動輥16和該組匹配輥17的間隔距離，從而調(diào)節(jié)從游動輥16和匹配輥17繞過的輸送帶11上的張力。在輸送帶11的循環(huán)運轉(zhuǎn)中，該張力會傳遞到整個輸送帶11。在一個例子中，可以設置例如張力傳感器的張力檢測元件615來檢測輸送帶11上的張力。下面具體說明。

在圖1示出的例子中，帶式輸送機100包括有三個游動輥16和三個匹配輥17。圖1示出了輸送輥16和匹配輥17的一種具體布置以及輸送帶11繞過它們的一個具體路徑。然而應當理解，這些不作為對本發(fā)明的限定。根據(jù)本發(fā)明，該組輸送輥16可包括一個、兩個或多于三個的輥，該組匹配輥17也可包括一個、兩個或多于三個的輥。輸送輥16和匹配輥17的數(shù)量可以相同或者不同。輸送帶11可以以任意適合的路徑繞過以任意適合的方式布置的輸送輥16和匹配輥17。

根據(jù)本發(fā)明的帶式輸送機100還包括用于牽引游動小車18運動的張緊裝置，以便調(diào)節(jié)和/或保持輸送帶11上的張力。圖4示出了根據(jù)本發(fā)明一實施例的張緊裝置30。參見圖4-6并參考圖1，張緊裝置30包括可轉(zhuǎn)動的卷筒31、永磁電機41、減速機51和線纜61。線纜61例如可以是鋼絲繩，其一端（第一端）611固定到卷筒31，并可卷繞在卷筒31的外部，如圖4所示。線纜61的另一端（第二端）612（參見圖1）用于連接游動小車18。在一個例子中，線纜61的第一端611可穿過卷筒31的側(cè)壁312，并通過壓塊313壓緊在卷筒側(cè)壁312的外側(cè)，從而固定到卷筒31上。壓塊313可例如通過螺栓等緊固件固定到卷筒31的側(cè)壁312上。

如圖5所示，永磁電機41包括殼體42以及安裝在殼體42內(nèi)的定子43和轉(zhuǎn)子44。定子43固定到殼體41的內(nèi)壁上，并具有環(huán)形構(gòu)造。轉(zhuǎn)子44被定子43環(huán)繞。在一個例子中，定子43上纏繞有線圈，轉(zhuǎn)子44的外周表面安裝有永磁體。當永磁電機41工作時，定子43上的線圈通電產(chǎn)生磁場，從而驅(qū)動轉(zhuǎn)子44轉(zhuǎn)動。永磁電機41還包括固定到轉(zhuǎn)子44的電機軸45。電機軸45具有彼此相對的第一端451和第二端452，其中所述第一端451延伸到永磁電機的殼體42之外。

卷筒31具有中空的內(nèi)部空間311。減速機51布置在卷筒31的內(nèi)部空間311中。減速機51的基座52固定到永磁電機41的殼體42。減速機51的輸入部53（參見圖6）與電機軸45的第一端451相連。減速機51的輸出部54連接到卷筒31的內(nèi)壁。這樣，可以當永磁電機51運行時，其電機軸45的轉(zhuǎn)動經(jīng)由減速機51減速后輸出給卷筒31，從而驅(qū)動卷筒31轉(zhuǎn)動。

根據(jù)本發(fā)明的一個例子，如圖6所示，減速機51的輸入部53可以包括設置在減速機的基座52處的開口55以及位于開口55內(nèi)的內(nèi)花鍵56。電機軸45的第一端451被構(gòu)造為適于伸入開口55內(nèi)，并且具有適于與內(nèi)花鍵56接合的外花鍵46。在一個例子中，減速機51可以是輪邊減速機，其具有相對于其基座52可轉(zhuǎn)動的外殼57，并以該可轉(zhuǎn)動的外殼57作為減速機的輸出部54。減速機的外殼57可具有徑向向外延伸的外凸緣571，該凸緣571可通過例如螺栓的緊固件與從卷筒31的內(nèi)壁徑向向內(nèi)延伸的內(nèi)凸緣32固定連接。然而應當理解，根據(jù)本發(fā)明的減速機的輸入部和輸出部可以具有其他的形式，例如軸形式的輸入部和/或軸形式的輸出部。減速機的輸入部和輸出部可通過任意適合的方式分別連接到永磁電機和卷筒。

本發(fā)明的張緊裝置優(yōu)化了電機與減速機之間、以及減速器與卷筒之間的連接結(jié)構(gòu)，從而使得本發(fā)明的張緊裝置具有體積小、結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高的特點。在需要時，可以方便地將永磁電機和/或減速機拆卸下來以進行保養(yǎng)或更換，從而降低了張緊裝置的安裝及維護成本。

回到圖4，根據(jù)本發(fā)明的一個例子，可以分別通過第一支撐件71和第二支撐件72對張緊裝置30進行支撐，例如固定支撐到地基上。第一支撐件71例如通過一轉(zhuǎn)動軸承可轉(zhuǎn)動地連接到卷筒31的遠離永磁電機41的端部33。在一個具體的例子中，卷筒31的端部33安裝有轉(zhuǎn)接盤34。轉(zhuǎn)接盤34封閉卷筒31的內(nèi)部空間311，并具有軸向向外延伸的突部341。突部341優(yōu)選地與永磁電機41的電機軸45同軸。突部341例如通過一轉(zhuǎn)動軸承被可轉(zhuǎn)動支撐于第一支撐件71。第二支撐件72固定連接到永磁電機41的殼體42。在一個具體的例子中，永磁電機41的殼體42具有徑向向外延伸的外凸緣，第二支撐件72固定連接到該外凸緣。

根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施例，永磁電機41的殼體42包括柱形的主體部分421、以及分別固定于主體部分421的兩端的第一端蓋422和第二端蓋423。電機軸45的第一端451和第二端452例如通過轉(zhuǎn)動軸承分別可轉(zhuǎn)動地支撐于第一端蓋422和第二端蓋423。其中，電機軸的第一端451延伸到第一端蓋422之外，以與減速機51相連。卷筒31的靠近永磁電機41的端部36開放。永磁電機41可以部分地容納在卷筒31的內(nèi)部空間311中，從而使得張緊裝置30的結(jié)構(gòu)緊湊。有利的是，在永磁電機的殼體42的位于卷筒31之外的區(qū)段上布置有散熱結(jié)構(gòu)，例如從主體部分421的外壁徑向向外延伸的散熱片425，從而有利于對永磁電機41進行散熱。

圖7示出了根據(jù)本發(fā)明另一實施例的張緊裝置30’。張緊裝置30’與前面描述過的張緊裝置30的區(qū)別僅在于，張緊裝置30’還包括用于對永磁電機41的轉(zhuǎn)子44進行制動的制動器81。張緊裝置30’的其余構(gòu)造與張緊裝置30相同。因此，這里重點描述制動器81。

參見圖8，根據(jù)本發(fā)明一實施例的制動器81包括：定子82、制動盤83、銜鐵84、偏置元件85、以及電磁元件86。定子82相對于永磁電機41的殼體42固定設置，例如固定連接到殼體42的第二端蓋423上。制動盤83例如通過鍵固定連接到永磁電機41的電機軸45上，從而可隨電機軸45一起轉(zhuǎn)動。銜鐵84可移動地設置在制動器定子82與制動盤83之間。偏置元件85例如是壓力彈簧，其被構(gòu)造成將銜鐵84朝向制動盤83偏置，以限制制動盤83的轉(zhuǎn)動。電磁元件86例如是電磁線圈，其被構(gòu)造成在通電時產(chǎn)生電磁力以使銜鐵84抵抗偏置元件85的偏置力而遠離制動盤83，以允許制動盤83自由轉(zhuǎn)動。偏置元件85和電磁元件86優(yōu)選地分別設置在制動器定子82與銜鐵84之間。

在一個例子中，如圖8所示，電機軸45的第二端453延伸到電機殼體42，具體來說是殼體42的第二端蓋423之外。制動器81布置在永磁電機41的外側(cè)，并且制動盤83固定連接到電機軸45的第二端453。當進行制動時，銜鐵84在偏置元件85的偏置力的單獨作用下可以進一步將制動盤83壓緊到電機的殼體42上，例如壓緊到第二端蓋423。

當永磁電機41運行時，對制動器81的電磁元件86通電，使其產(chǎn)生電磁力。銜鐵23受電磁力作用抵抗偏置元件85的偏置力并遠離制動盤83，從而允許制動盤83以及與制動盤83聯(lián)接成一體的電機軸45自由轉(zhuǎn)動。當對電磁元件86斷電時，電磁力消失。銜鐵84在偏置元件85的偏置力的單獨作用下壓緊到制動盤83上，從而對制動盤83以及與制動盤83聯(lián)接成一體的電機軸45進行制動。

應當理解，根據(jù)本發(fā)明的張緊裝置也可以采用其他類型的制動器，例如已知的液壓制動器等。然而張緊裝置不包括液壓機構(gòu)是有利的，因此其動態(tài)響應速度快，能夠快速實現(xiàn)輸送帶上的張力平衡，從而能夠有效防止輸送帶打滑、斷裂。

有利的是，根據(jù)本發(fā)明的帶式輸送機100中設置有用于控制張緊裝置運行的張力控制器35（參見圖1），永磁電機41和/或制動器81可分別與控制器35電氣連接，從而可利用控制器35分別對張緊裝置中的永磁電機41和/或制動器81的運行進行控制。這樣，可以方便地控制張緊裝置的卷筒31的轉(zhuǎn)動速度和轉(zhuǎn)動方向，使得能夠?qū)斔蛶?1上的張力進行實時調(diào)節(jié)。

如圖9所示，根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，張緊裝置30的線纜61可經(jīng)由一滑輪組20與游動小車18相連。線纜61可繞過滑輪組中的每個滑輪?；喗M20可包括布置在游動小車18上的一組動滑輪21和/或布置在地基G上的一組定滑輪22。在圖9所示的例子中，滑輪組20可包括三個動滑輪21和兩個定滑輪22。線纜61的第二端612從動滑輪21開始，依次繞過這三個動滑輪21和兩個定滑輪22的每個，然后固定到地基G。以這種方式，游動小車上所受到的線纜61的拉力是線纜61自身拉力的6倍。根據(jù)實際需要，可以設置任意適合數(shù)量的動滑輪21和/或定滑輪22。甚至，可以僅設置動滑輪21或者僅設置定滑輪22。線纜61可以以任意適合的方式繞過滑輪組中的各個滑輪，例如使得線纜61的第二端612固定到游動小車18上。

可以在線纜61上布置例如張力傳感器的張力檢測元件615，以檢測線纜61上的張力的大小。對于滑輪組20的確定的布置，可以容易地通過線纜61上的張力大小計算得出游動小車18所受到的力。類似地，對于游動輥16和匹配輥17的確定的布置，可以容易地通過游動小車18所受的力計算得出輸送帶11上的張力大小。通過這種方式，可以方便地得到輸送帶11上的實時張力值。應當理解，也可以在其他適合的位置布置張力檢測元件來直接或間接得到輸送帶11上的實時張力值。由此，在帶式輸送機100的工作過程中，可以隨時監(jiān)控輸送帶11的張力，并利用張緊裝置30調(diào)節(jié)游動小車18的位置，從而將輸送帶11上的張力保持在期望值或期望范圍。

應當理解，根據(jù)本發(fā)明的其他例子，可以使用任何適合形式的張緊裝置，只要其能夠調(diào)節(jié)、保持輸送帶11上的張力即可。例如，可以使用其他類型的同步電機作為張緊裝置的驅(qū)動電機，或者可以使用異步電機取代永磁同步電機作為張緊裝置的驅(qū)動電機?；蛘?，可以使用液壓驅(qū)動的張緊裝置來調(diào)節(jié)游動小車18的位置，從而調(diào)節(jié)和/或保持輸送帶11上的張力。這些不作為對本發(fā)明的限制。

根據(jù)本發(fā)明的帶式輸送機100還設置有控制單元200，用于控制帶式輸送機100的運行，以便在確保輸送帶11正常工作的前提下降低提高輸送帶11的（時間）平均張力，從而提高輸送帶11的使用壽命。根據(jù)一個實施例，控制單元200可包括前面提到的張力檢測元件615、轉(zhuǎn)矩檢測元件121、張力控制器35和轉(zhuǎn)矩控制器15。其中張力檢測元件615用于檢測輸送帶11的張力。轉(zhuǎn)矩檢測元件121用于檢測驅(qū)動輥12的轉(zhuǎn)矩。張力控制器35用于控制張緊裝置的運行，以將輸送帶11的張力調(diào)節(jié)和/或保持到期望值或期望范圍（即，當前預定張力）。轉(zhuǎn)矩控制器15用于控制驅(qū)動輥12的驅(qū)動部14的運行，以將驅(qū)動輥12的轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)和/或保持到期望值或期望范圍?？刂茊卧?00還包括處理器210（圖1）。處理器210能夠存儲或記錄驅(qū)動輥12的轉(zhuǎn)矩與輸送帶11的預定張力之間的對應關系。處理器210還能夠利用該對應關系通過測得的轉(zhuǎn)矩來確定出輸送帶的當前預定張力。

應當指出，雖然通過上述實施方式對本發(fā)明進行了描述，然而本發(fā)明還可有其它多種實施方式。在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，熟悉本領域的技術人員顯然可以對本發(fā)明做出各種相應的改變和變形，但這些改變和變形都應當屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求及其等效物所保護的范圍內(nèi)。