專利名稱：一種全自動球團(tuán)礦抗壓強(qiáng)度測試儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于選礦領(lǐng)域的專用測試設(shè)備，具體涉及一種全自動球團(tuán)礦抗壓強(qiáng)度 測試儀。
背景技術(shù)：
抗壓強(qiáng)度是鐵礦石球團(tuán)品質(zhì)的重要指標(biāo)，由于受歷史和技術(shù)環(huán)境的影響，我國大 多數(shù)球團(tuán)礦廠和鋼鐵公司一直在使用老式指針型非專用測試裝置測取球團(tuán)礦抗壓強(qiáng)度，甚 至用水泥、金屬材料等抗壓強(qiáng)度測試裝置替代，缺乏測取球團(tuán)礦抗壓強(qiáng)度的專用設(shè)備。落后 的抗壓強(qiáng)度測量設(shè)備，需要測試員工一邊用手向下壓與球接觸的機(jī)械部分，一邊觀察壓力 表上的壓力變化，記錄實驗數(shù)據(jù)，這種裝置具有人為因素大、測試數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確、可靠性差、測 試效率低等諸多弊病，影響了球團(tuán)礦和鋼鐵企業(yè)的發(fā)展。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種測試精度高、可靠性好、工作穩(wěn)定、自動化程度高、 使用方便的全自動球團(tuán)礦抗壓強(qiáng)度測試儀。實現(xiàn)本實用新型目的的技術(shù)方案如下全自動球團(tuán)礦抗壓強(qiáng)度測試儀，包括機(jī)架、 設(shè)置在機(jī)架上的擠壓裝置和震動進(jìn)料裝置；所述擠壓裝置包括由電機(jī)驅(qū)動的沿水平方向運 動的活動部件和與活動部件相對設(shè)置的固定部件，壓力傳感器設(shè)在固定部件上，在活動部 件和固定部件之間設(shè)有由電磁鐵控制開合的托料部件；所述震動進(jìn)料裝置包括料斗及與料 斗連接的震動機(jī)構(gòu)；料斗設(shè)有料槽至托料部件的上方，料槽上前后設(shè)有進(jìn)料電磁間閥和出 料電磁閘閥；在托料部件的下方設(shè)有廢料缸；在進(jìn)料電磁閘閥和出料電磁閘閥之間的料槽 兩側(cè)及托料部件處均安裝有光電開關(guān)，在擠壓裝置的活動部件上設(shè)有與機(jī)架上的行程限位 部件配合的接近開關(guān)；所述進(jìn)料電磁間閥、出料電磁間閥、振動電磁鐵、壓力傳感器、光電開 關(guān)、接近開關(guān)及電機(jī)與控制系統(tǒng)的PLC控制器連接。所述托料部件和廢料缸之間設(shè)有排料斗。所述擠壓裝置的活動部件為擠壓螺桿。所述托料部件為兩塊對合后成V形的斜塊。所述震動進(jìn)料裝置的震動機(jī)構(gòu)為通過彈簧與料斗連接的振動電磁鐵。所述控制系統(tǒng)還包括數(shù)據(jù)輸出打印系統(tǒng)、遠(yuǎn)程通訊系統(tǒng)。采用上述結(jié)構(gòu)的全自動球團(tuán)礦抗壓強(qiáng)度測試儀，采用PLC可編程控制器與機(jī)械傳 動和傳感器相結(jié)合，以PLC為核心電路，控制機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)，用PLC的模擬量輸入通道采集 壓力信號，實現(xiàn)對球團(tuán)從進(jìn)球、振動，到出球，再到擠壓、壓力值的采集和數(shù)據(jù)處理，最后到 球渣的清除、數(shù)據(jù)打印整個過程的完全自動化。其優(yōu)點體現(xiàn)在1、實驗數(shù)據(jù)精確，操作簡便，完全可以不需要人工值守。操作人員只須篩選出球 團(tuán)，放入足夠數(shù)量的球團(tuán)于料缸中即可，實驗數(shù)據(jù)的采集和處理、電機(jī)的動作等均由測試機(jī) 自動完成，完全可以脫離人工的監(jiān)控。因此大大減輕了操作人員的勞動強(qiáng)度；而且實驗數(shù)據(jù)
3由高精度的壓力傳感器和模擬量輸入口獲得，取代了操作人員的肉眼讀取，其精確度大大提尚。2、結(jié)構(gòu)簡單緊湊，體積小巧，外觀精美。傳統(tǒng)的壓力測試儀器純機(jī)械結(jié)構(gòu)體積龐 大，而本實用新型用先進(jìn)的控制電路取代了大部分機(jī)械部件的功能，大大減小了體積，其結(jié) 構(gòu)簡單緊湊。3、具有遠(yuǎn)程通訊功能，真正實現(xiàn)球團(tuán)礦的在線全自動監(jiān)控，提高鐵礦石球團(tuán)礦抗 壓強(qiáng)度合格率，這是傳統(tǒng)儀器無法實現(xiàn)的。

圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是圖1的左視圖。圖3是本實用新型的控制系統(tǒng)方框圖。圖4是本實用新型的控制系統(tǒng)硬件連接圖。
具體實施方式
見圖1和圖2，本實用新型包括機(jī)架1、設(shè)置在機(jī)架1上的擠壓裝置和震動進(jìn)料裝 置；所述擠壓裝置包括由減速電機(jī)3驅(qū)動的沿水平方向運動的活動部件和與活動部件相對 設(shè)置的固定部件，活動部件為擠壓螺桿13，壓力傳感器11設(shè)在固定部件上，在活動部件和 固定部件之間設(shè)有由電磁鐵18控制開合的托料部件，托料部件為兩塊對合后成V形的斜塊 19 ；所述震動進(jìn)料裝置包括料斗6及與料斗6連接的震動機(jī)構(gòu)，震動機(jī)構(gòu)為通過彈簧5與料 斗6連接的振動電磁鐵4 ；料斗6設(shè)有料槽7至托料部件斜塊19的上方，料槽6上前后設(shè) 有進(jìn)料電磁閘閥8和出料電磁閘閥10 ；在托料部件斜塊19的下方設(shè)有廢料缸16，在托料部 件和廢料缸之間設(shè)有排料斗12 ；在進(jìn)料電磁閘閥8和出料電磁閘閥10之間的料槽6兩側(cè) 安裝有光電開關(guān)9，在托料部件兩斜塊19處安裝有光電開關(guān)20，在擠壓裝置的活動部件上 設(shè)有與機(jī)架1上的行程限位部件2、14配合的接近開關(guān)15，所述進(jìn)料電磁閘閥8、出料電磁 閘閥10、振動電磁鐵4、壓力傳感器11、光電開關(guān)9、20、接近開關(guān)15及減速電機(jī)3與控制系 統(tǒng)的PLC控制器連接，機(jī)架上還設(shè)有與PLC控制器連接的觸摸屏21、打印機(jī)22。所述控制系統(tǒng)見圖3，包括PLC控制器，與PLC控制器連接的開關(guān)量輸入、開關(guān)量輸 出、觸摸屏、打印機(jī)、遠(yuǎn)程通訊系統(tǒng)PC機(jī)，通過前置放大器與PLC控制器連接的的壓力傳感 器，通過變頻器控制的減速電機(jī)及傳動裝置和擠壓裝置。開關(guān)量包括各光電開關(guān)9、20、進(jìn)料 電磁閘閥8、出料電磁閘閥10、振動電磁鐵4。本裝置的控制電路的具體連接如圖4所示控制按鈕、光電開關(guān)和接近開關(guān)通過 數(shù)字量輸入口 10. 0 II. 3輸入到PLC控制器。壓力傳感器的信號經(jīng)過前置放大器放大后， 與PLC的模擬量輸入通道1相連接，前置放大器的DUT和外接電源負(fù)端分別與PLC的A+與 M連接。EM222數(shù)字量輸出擴(kuò)展模塊通過擴(kuò)展I/O接口與PLC連接。EM222的Q0. 0、Q0. 1、 Q0. 2分別連接到變頻器的3 (FWD) ,4(REV) ,5 (COM)端子，變頻器的L1、L2、L3分別連接到三 相電源上。變頻器的T1(U)、T2(V)、T3(W)分別連接到熱繼電器上，通過熱繼電器再分別連 接到電動機(jī)的輸入端子。電動機(jī)通過螺桿帶動傳動裝置及擠壓裝置。其他開關(guān)量輸出通過 PLC的開關(guān)量輸出口 Q0. 0 Ql. 1輸出。打印機(jī)通過DB9連接到PLC的Portl串行接口上，
4觸摸屏通過DB9連接到PLC的PortO上。另外，PLC通過通訊接口與PC機(jī)相連，實現(xiàn)了上 位機(jī)對球團(tuán)礦的在線全自動監(jiān)控，提高鐵礦石球團(tuán)礦抗壓強(qiáng)度合格率。工作原理1)將測試儀電源插頭插入電源插座，啟動按鈕，接通電源。2)通過觸摸屏21設(shè)置每組實驗次數(shù)等參數(shù)，如果沒有進(jìn)行上述設(shè)置，系統(tǒng)會默認(rèn) 每次試驗次數(shù)為5次。3)將用兩個孔徑不相同的篩子篩過的球團(tuán)17放入料斗6中，按自動啟動按鈕開始 測試。4)測試開始后，進(jìn)料電磁閘閥8和出料電磁閘閥10中間沒有球時振動電磁鐵4就 會得電工作，帶動料斗6振動，同時進(jìn)料電磁閘閥8打開，球團(tuán)17就會自動地從料斗6中通 過料槽7進(jìn)入進(jìn)料電磁閘閥8。光電開關(guān)8檢測到進(jìn)料電磁閘閥8和出料電磁閘閥10間有 球團(tuán)17時，振動電磁鐵4就馬上停止振動并關(guān)閉進(jìn)料電磁閘閥8。5)光電開關(guān)20自動檢測兩斜塊19是否合攏，擠壓螺桿13是否后退到后限位內(nèi)， 以及進(jìn)料電磁閘閥8和出料電磁閘閥10間是否有球團(tuán)17，如果上述三個條件均滿足，PLC 控制器則會自動起動減速電動機(jī)3帶動擠壓螺桿13前進(jìn)。球團(tuán)17最終與壓力傳感器11 接觸并產(chǎn)生擠壓；在擠壓過程中，壓力傳感器11將壓力信號轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)的電信號，通過前 置放大器放大后，送到PLC的模擬量輸入通道，數(shù)據(jù)由CPU處理后，送存儲單元存儲。6) CPU實時處理采樣數(shù)據(jù)，并根據(jù)處理結(jié)果判斷球團(tuán)17是否已經(jīng)壓破；在壓破的 瞬間CPU保存壓破前的最大壓力值，作為球團(tuán)17的抗壓強(qiáng)度，并發(fā)出信號，控制減速電機(jī)3 自動停車；并且打開兩斜塊19清除廢料，一定時間之后再關(guān)閉兩斜塊19。然后CPU再次發(fā) 出信號，控制減速電機(jī)3起動，自動反轉(zhuǎn)，將擠壓螺桿13后退至后限位處。7)光電開關(guān)9再次檢測進(jìn)料電磁閘閥8和出料電磁閘閥10中間有球團(tuán)17否，兩 斜塊19閉合否以及擠壓螺桿13后退到后限位否，符合要求則再次發(fā)出信號，控制減速電機(jī) 3正轉(zhuǎn)，進(jìn)行下一次實驗。8)多次連續(xù)后，如果實驗次數(shù)達(dá)到了所設(shè)置的每組實驗次數(shù)N，CPU將對N次實驗 結(jié)果求平均值和均方根，計算本組球團(tuán)17的合格率，并打印出相關(guān)實驗數(shù)據(jù)，等待下一組 實驗。
權(quán)利要求一種全自動球團(tuán)礦抗壓強(qiáng)度測試儀，其特征是包括機(jī)架、設(shè)置在機(jī)架上的擠壓裝置和震動進(jìn)料裝置；所述擠壓裝置包括由電機(jī)驅(qū)動的沿水平方向運動的活動部件和與活動部件相對設(shè)置的固定部件，壓力傳感器設(shè)在固定部件上，在活動部件和固定部件之間設(shè)有由電磁鐵控制開合的托料部件；所述震動進(jìn)料裝置包括料斗及與料斗連接的震動機(jī)構(gòu)；料斗設(shè)有料槽至托料部件的上方，料槽上前后設(shè)有進(jìn)料電磁閘閥和出料電磁閘閥；在托料部件的下方設(shè)有廢料缸；在進(jìn)料電磁閘閥和出料電磁閘閥之間的料槽兩側(cè)及托料部件處均安裝有光電開關(guān)，在擠壓裝置的活動部件上設(shè)有與機(jī)架上的行程限位部件配合的接近開關(guān)；所述進(jìn)料電磁閘閥、出料電磁閘閥、振動電磁鐵、壓力傳感器、光電開關(guān)、接近開關(guān)及電機(jī)與控制系統(tǒng)的PLC控制器連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全自動球團(tuán)礦抗壓強(qiáng)度測試儀，其特征是所述托料部件和廢 料缸之間設(shè)有排料斗。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的全自動球團(tuán)礦抗壓強(qiáng)度測試儀，其特征是所述托料部件 為兩塊對合后成V形的斜塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全自動球團(tuán)礦抗壓強(qiáng)度測試儀，其特征是所述擠壓裝置的活 動部件為擠壓螺桿。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全自動球團(tuán)礦抗壓強(qiáng)度測試儀，其特征是所述震動進(jìn)料裝置 的震動機(jī)構(gòu)為通過彈簧與料斗連接的振動電磁鐵。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全自動球團(tuán)礦抗壓強(qiáng)度測試儀，其特征是所述控制系統(tǒng)還包 括數(shù)據(jù)輸出打印系統(tǒng)、遠(yuǎn)程通訊系統(tǒng)。
專利摘要本實用新型公開了一種全自動球團(tuán)礦抗壓強(qiáng)度測試儀，包括機(jī)架、設(shè)置在機(jī)架上的擠壓裝置和震動進(jìn)料裝置；所述擠壓裝置包括由電機(jī)驅(qū)動的沿水平方向運動的活動部件和與活動部件相對設(shè)置的固定部件，壓力傳感器設(shè)在固定部件上；料斗設(shè)有料槽至托料部件的上方，料槽上前后設(shè)有進(jìn)料電磁閘閥和出料電磁閘閥；在托料部件的下方設(shè)有廢料缸；在進(jìn)料電磁閘閥和出料電磁閘閥之間的料槽兩側(cè)及托料部件處均安裝有光電開關(guān)；所述進(jìn)料電磁閘閥、出料電磁閘閥、振動電磁鐵、壓力傳感器、光電開關(guān)、接近開關(guān)及電機(jī)與控制系統(tǒng)的PLC控制器連接。本實用新型具有測試精度高、可靠性好、工作穩(wěn)定、自動化程度高、使用方便等優(yōu)點。
文檔編號G01N3/08GK201673090SQ20102020230
公開日2010年12月15日 申請日期2010年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月25日
發(fā)明者彭儉夫, 曾瑜, 李敏, 郭彥蕊, 陳學(xué), 黃運生 申請人:長沙高新開發(fā)區(qū)碩博電子科技有限公司