带式输送机技改中的问题及解决方法

摘要 带式输送机是很多铝业公司日常生产的必要设备，带式输送机的工作情况直接关系到铝业的工作效率和安全。传统的带式输送机存在一些问题。本文着重分析了带式输送机的智能控制器、液力耦合器和制动方面的问题，并且针对这些问题提出了技改的方案。

关键词 输送机；制动；智能控制；耦合器

中图分类号TH222 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2014）120-0198-02

为了高效完成运输工作，很多铝业公司使用带式输送机。带式输送机的特点是运输能力强、输送距离长、能够连续输送等优点，而且带式输送机可以全线智能和集中控制，尤其对铝业公司的高产高效要求，带式输送机是完全可以满足的。但是铝工业的技术发展也非常快，同样我国的铝业公司的生产能力也出现逐年提高的趋势，所以早期的带式输送机的设计已经不能满足现在铝业公司的生产力需求。传统的带式输送机在现代铝业生产的工作过程中会出现停车、制动故障、动力不足、费用提高等现象，所有这些问题对铝业公司的日常生产造成了很多的不良影响。为彻底解决输送机本身存在的这些问题，本文针对带式输送机存在的一些主要问题提出了相应的解决对策和方案。

1带式输送机的问题

1.1控制器的问题

除了传统的控制器，带式输送机也开始将智能控制方式用在控制器上，利用智能控制方式对带式输送机进行控制，这样的带式输送机就具备了人工智能的作用，能对周围的环境进行智能分析，通过分析的结果进行动作的执行。带式输送机控制器的智能控制一般使用的是模糊神经网络的人工智能方式来完成的，可以讲带式输送机的参数作为数据训练神经网络。通过训练神经网络能够实现带式输送机的智能控制。但是，模糊神经网络本身有其局限性，就是容易陷入局部最优解，这个最优解实际上并不是全局的最优解，而仅仅是一个局部的。而且模糊神经网络的收敛性在很大程度上依赖于其初始状态，如果模糊神经网络的初始值不合适，会导致计算出的结果和实际值差别很大。

1.2液力耦合器的问题

液力耦合器是用在带式输送机中用来速度调节的部件。液力耦合器具有无极变速、低负荷运行、空载启动、方便离合、隔离振动、过载起保护等优点。虽然液力耦合器的优点很多，但是它同时也有很明显的缺陷，主要有如下四点：

首先，液力耦合器的初始电流是很大的，这个电流值会超过电机的额定电流。所以液力耦合器的初始电流产生的瞬间冲击力也很大，这个冲击力会使得电机内部产生瞬间的热量变化，对电机会造成很大的伤害。

其次，如果液力耦合器长时间工作，在耦合器内的液体就会产生很大的温度变化，这个高温度就肯定会融化耦合器的合金塞，最终导致耦合器漏液。

第三，液力耦合器会产生一个很大的的张力，这个张力要求输送机的皮带有一个较高的带强，增加了生产成本。

第四，铝业公司需要带式输送机完成产品的长距离的运输，这就要求带式输送机的电机能够达到一个较高的动力，因此需要在带式输送机中按照动力平衡的原则设置多个电机，这是很难实现的。

1.3制动方面的问题

铝业生产的运输路面是非常复杂的，有的路面起伏变化非常大，为了适应复杂的环境，现在的带式输送机大多运输能力强、输送距离长、能够连续输送。因为铝业公司的道路大多都是不平的，会存在一定的倾斜度数，如果道路的倾斜度数大于8°，小于16°时，这个倾斜角度就会较大，带式输送机的制动问题就会比较明显。如果带式输送机向下运输，较大的倾斜角度就可能使输送机出现飞车事故。这些都是传统的输送机制动器方面存在的问题，这些问题可能会使得带式输送机的制动器发生损坏，甚至会导致带式输送机整个系统的损坏。

2带式输送机问题的解决方法

2.1控制器的技改方法

如果使用模糊神经网络进行带式输送机的控制器设计，容易陷入局部最小解。为了克服这个问题，可以使用具有全局搜索能力的遗传算法来优化带式输送机的控制器。遗传算法可以进行的操作有交叉、变异等。通过多次迭代地进行这两种操作就可以使得遗传算法能够协助模糊神经网络获取到全局最优解。所以利用遗传算法进行带式输送机的控制机的设计大大提高控制器的智能控制水平。

遗传算法优化模糊神经网络来协同完成控制器优化的步骤如下：

1）通过随机的方式产生n个二进制字符串；

2）将（1）中的n个二进制字符串作为神经网络的输入。然后计算每一组输入的适应度值，计算公式如下所示：

3）所有的二进制字符串组成遗传算法的群体。以概率从群体中任选两个串；以交叉率对进行交换，得到新串；以变异率将中的各位进行变异；不断重复上述步骤，直到产生（n-1）个新生个体；所产生的（n-1）个新生个体连同上一代中性能最好的那个个体，共同组成新的n个群体；

4）重复步骤（2）的计算过程，直到群体中的个体的性能够满足事先设定的阈值为止。

5）经过交换和变异，群体中最终会有n个新的字符串，这n个新的字符串就是最终的网络参数。

相对于传统的利用模糊神经网络的控制器，经过遗传算法优化后的控制器的控制能力和能耗都得到了较大改善，大约能耗降低15%左右，而控制能力提升10%左右。

2.2液力耦合器的技改方法

为了克服液力耦合器存在的以上四个方面的问题，使用变频技术可让这些问题得以克服。变频技术的使用可以使得带式输送机的驱动装置得到优化。变频器的变频能力使带式输送机在启动和停止时不会因为速度的突然变化而产生大的冲击力。这样耦合器的调速范围就会扩大，使用寿命也可以延长。

首先，使用变频器可以使得带式输送器在启动时的电流平缓，不会产生冲击，电流会在变频器的控制器缓慢地从零达到工作电流。同时，就算带式输送机需要传送较大重量的物品，因为变频器的启动转矩是较大的，在这种情况下也可以顺利起动。

其次，变频器的调速范围宽。可以在任意的范围内调整带式输送机的速度，保证了生产的需要。

第三，在安装方面，安装变频器是极为容易的，而且在使用过程中对于维护的需求很低。另外，由于变频器本身所具有的特点，这种器件的寿命是相当长的，不会因为需要经常更换而产生额外的费用。

2.3制动问题的技改方法

为了进一步改进带式输送机的制动问题，需要改进输送机的制动装置。改进后的制动装置其工作力矩可靠，制动器稳固，操作简单，而且安装非常方便。

在安装制动轮方面，不是安装在传统的高速轴上，而是安装在低速轴上。然后制动支点一定要固定住，一般可以在基座上固定，在固定时可以将支点通过轴销和其他的装置连接，制动器不需要完全固定住，允许倾斜，也允许转动。制动装置需要液压制动杆，通过水的作用来推动液压制动杆，水的压力要达到4MPa时才能制动液压制动杆。制动的原理是：水压达到一定压力，就会使得制动杆的活塞伸长，然后就可以带动调整杆用闸瓦将制动轮制动，就能使得制动轮停止运行。如果要使得带式输送机继续开始运行，就要将水泄掉，这时活塞没有了水压的作用就能缩回，闸瓦就能在制动轮的滚动上松开，制动轮就能继续开始运转。本文改进的制动装置是通过摩擦作用来完成制动的，这种方式的制动力矩可以进行灵活地调整，通过水压的调节就能实现。

3结论

带式输送机普遍存在的三个主要的问题：控制器问题、液力耦合器和制动方面的问题。这些问题使得带式输送机在工作时不能很好的满足铝业生产的需要。所以，本文针对这些问题，提出了带式输送机的技改方案：使用遗传算法优化带式输送机的控制器，使用变频器改进液力耦合器，使用合理的设计改进带式输送机的制动装置。通过这三个方面的技改后带式输送机在性能上得到了大幅度的提升，可以很好的满足铝业公司日常生产的需要。

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