时间：2022-07-03 10:13:58
摘要：斗轮机是我国工业建设和发展过程中的重要机械设备，尤其在煤矿、码头等方面应用极为广泛。由于斗轮机均为悬臂式，它在运行的过程中，角度时时发生变化，为了更好的确保斗轮机的工作精度，就要对其进行角度的补偿。本文通过对于斗轮机的相关阐述，并详细论述了斗轮机的角度补偿原理以及方法，以更好地的保障斗轮机的工作运行正常。
关键词：斗轮机角度补偿
中图分类号：TB922文献标识码： A
前言：伴随我国经济建设的不断发展与进步，我国在进行工业生产过程中所使用的机械设备也在不断的发生着变化，并越来越科学，越来越先进，这在一定程度上是经济发展的必然结构，同时更是工业现代化发展的必然趋势，对于我国经济建设面向全新时期，走向国际化具有重要的保障作用。斗轮机是我国目前广泛应用于工业企业的堆料、取料设备，尤其在矿山、码头等方面，应用即为广泛，并随着我国工业化程度的不断提高，其用途将越来越广泛，越来越科学。
一、斗轮机概述及工作原理
斗轮机是电厂、矿山、码头等常用的堆料、取料设备，具有角度多变、时上时下的特征，利用斗轮连续取料，用机上的带式输送机连续堆料的有轨式装卸机械。
它是散状物料（散料）储料场内的专用机械，是在斗轮挖掘机的基础上演变而来的，可与卸车（船）机、带式输送机、装船（车）机组成储料场运输机械化系统,生产能力每小时可达1万多吨。
斗轮堆取料机的作业有很强的规律性，易实现自动化。控制方式有手动、半自动和自动等。斗轮堆取料机按结构分臂架型和桥架型两类。有的设备只具有取料一种功能，称斗轮取料机。
二、斗轮机的分类
1、门式斗轮堆取料机
它有一个门形的金属构架和一个可升降的桥架。门架横梁上有一条固定的和一条可移动且可双向运行的堆料带式输送机，在门架一侧的料场带式输送机在线设有随门架运行的尾车。无格式斗轮通过圆形滚道、支承轮、挡轮套装在可沿升降桥架运行的小车上，桥架内装有带式输送机。堆料时，物料经料场带式输送机、尾车转至堆料带式输送机上，最后抛卸至料场。通过门架的移动及其上堆料带式输送机的运行，使物料形成一定形状的料堆。取料时，由横向运行的小车及其上旋转的斗轮连续取料，物料在卸料区卸到桥架带式输送机上，最后转卸到料场带式输送机运走。通过桥架的升降和门架的运行，可将料堆取尽。
2、桥式斗轮取料机
与门式斗轮堆取料机在结构上的主要区别是:它没有高大的门架,桥架是固定不升降的，而且处于较低位置；没有堆料带式输送机和尾车；在斗轮的前方有固定在小车上的料耙.小车运行时带动料耙沿料堆端面运动，使上面的散料下滑，以便斗轮取料。料耙还能使由堆料机按不同物料分层堆放的物料在下滑时混匀，因此往往又称为桥式斗轮混匀取料机。
三、斗轮机在我国的应用现状
国内斗轮堆取料机的发展基本经历了三个阶段。20世纪60年代、70年代，国内开始设计小型斗轮堆取料机，典型机型有3025、8030等，取料出力分别为300t/h、800t/h，回转半径分别为25m和30m。
20世纪80年代、90年代，是斗轮堆取料机发展的第二阶段。钢厂、电厂等新建设的散料堆场逐步采用了大型斗轮堆取料机，用于散料的堆取和转运，例如上海宝钢、秦皇岛码头料场，斗轮堆取料机取料出力达到2000t/h，回转半径达到40m。受当时国内条件的限制，这些料场输送设备的建设多是合作制造或者整机进口的，甚至整套散料输送系统都是引进国外的。
2000年后，国内斗轮堆取料机发展到了一个新阶段。迄今为止，国内厂家具备了300～6000t/h生产能力、25～60m回转半径斗轮堆取料机系列产品的设计和制造能力。这一阶段中，国外厂商仍占据一定份额，但国内厂家掌握了相当的技术、生产能力，并凭借服务、价格优势占据了国内市场的主流地位，并逐渐走向国际市场。
四、斗轮机倾角传感器
斗轮机角度的变化范围一般在-200到 +200之间倾角传感器倾角传感器又名倾斜仪，经常用于系统的水平测量，从工作原理上可分为固体摆式、液体摆式和气体摆式三种，从输出信号模式上可分为电压型、电流型和数字型三种。
倾角传感器可以用来测量相对于水平面的倾角变化量，提供仪器级性能水平的应用，低温度依赖性倾角传感器的理论基础就是牛顿第二定律，即物体的加速度跟物体所受的合外力 F合成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟合外力方向相同。
根据基本的物理原理，在一个系统内部，速度是无法测量的，但却可以测量其加速度，如果初速度已知，就可以通过积分计算出线速度，进而可以计算出直线位移，所以它其实是运用惯性原理的一种加速度传感器。
当倾角传感器静止时也就是侧面和垂直方向没有加速度作用，那么作用在它上面的只有重力加速度。重力垂直轴与加速度传感器灵敏轴之间的夹角就是倾斜角了。本文采用的倾角传感器为电压型，即输出的电压随角度成线性变化。
主要参数：
基于斗轮机角度变化范围及测量精度的考虑，选用测量范围为-300到 +300的倾角传感器即可满足要求。
五、斗轮机角度补偿原理
如图 1所示，重力为G的物体在倾斜角度为α 的斜面 （斗轮机） 上产生两个分力f1、f2 ，分别垂直和平行于斜面 （斗轮机），则有
对于斗轮机实际使用情况来说，当斗轮机倾斜角度为α时，称重传感器的受力为垂直于斗轮机的分力，即f1。仪表通过传感器测量到的 mV,值也对应这一分力。
六、原理框图 （如图2所示）
对于斗轮机的角度补偿原理而言，其重要的结构即为传感器，通过传感器，进行信息的科学有效传播，以更好的保障其数据的精准与有效。
斗轮机上分别安装速度传感器、称重传感器和倾角传感器，分别对斗轮机的运行速度、承载重力、倾斜角度进行测量。其中，速度传感器输出的为频率信号，可以直接进CPU计数器，通过计算单位时间内获取的脉冲数计算出皮带运行速度；称重感应器、倾角传感器输出的均为电压信号，需先进行AD转换，转化成数字信号，然后传入CPU进行运算。
在CPU的运算过程中，首先要将转化角度传感器电压得到的数值换算成倾斜角度，计算出余弦值，然后使用此余弦值对称重传感器信号转化得到的数值进行补偿，计算出单位长度载荷，此时，即可以将单位长度载荷与皮带运行速度进行计算，得到流量和累积量，并和前面得到的角度值一起显示出来。
七、倾角传感器对角度的测量
由手册中倾角传感器的灵敏度70mV/o这一参数，那么测得斗轮机倾斜为α时的电压V1和水平状态的电压V2,即可计算出α角，公式
倾角传感器与AD转换集成电路及CPU的连接（如图4所示）
八、误差分析
由于倾角传感器在测量角度时存在误差，下面分析这一误差反映到测量物体重力时的情况，倾角传感器根据其手册上参数可以测量其误差为-0.110到 +0.110之间。由式3可得：
在斗轮机变化-200到 +200范围内，当α 角为200 时，ΔG’、ΔG’’有最大值0.07%。
结语：综上所述，斗轮机作为当前我国工业发展过程中的重要机械设备，其作用不可小视，伴随我国经济建设的不断发展，科学技术水平的不断进步，相信斗轮机的应用在未来将更加广泛，更加科学，并逐步发挥其越来越重要的优势作用，为我国的工业发展与壮大提供更加重要的保障作用，并进一步推进我国的经济建设发展，为实现我国的工业现代化发展提供重要的支撑作用。
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