一种移动式破碎机工作产能计量方法及系统与流程

1.本发明涉及工程机械设备控制领域，尤其公开了一种移动式破碎机工作产能计量方法及系统。


背景技术：

2.由于当前环保政策限制河沙挖取，所以用石头破碎成砂的方式越来越被广泛地采用，移动式破碎机的市场发展也因此越来越快。但是目前破碎机本身的工作产量计算(砂石吨位)技术还处于空白状态。
3.移动式破碎的大概工作流程是：石块通过挖机送到给料皮带
→
输送到破碎主机破碎成半成品
→
除铁器除铁、鼓风机除杂质
→
过滤筛过滤
→
成品砂通过成品带出料、不合格砂通过返料带返回主机再次破碎。
4.由于产品是移动式，所以需要考虑通过性和平衡性的问题，破碎机部分输送皮带的机构都是可折叠式或易拆卸式。从而传统的重量计量方式(如称重传感器/皮带秤)，因为安装问题而无法使用在产品上。而新型技术(例如雷达、图像识别等辅助计量)，受制于破碎机灰尘严重的工作环境也无法正常使用。所以，目前破碎机工作产量计算无法通过本身解决，只能由下游卡车运输成品之后计量反馈。这样既缺乏主动性也缺乏实时性，设备所有者无法主动掌握产品产量和产能。
5.因此，现有移动式破碎机自身称重时存在的上述缺陷，是一件亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

6.本发明提供了一种移动式破碎机工作产能计量方法及系统，旨在解决现有移动式破碎机自身称重时存在的上述缺陷的技术问题。
7.本发明的一方面涉及一种移动式破碎机工作产能计量方法，包括以下步骤：
8.获取皮带输送机的功率，皮带输送机的功率包括皮带空转时所需功率p1、皮带水平输送负荷所需功率p2和皮带提升负荷高度所需功率p3；
9.测量出破碎机成品电机的电机空转电流i1、皮带倾斜角度θ、成品皮带空转状态电机电流i2和成品皮带电机工作电流i3；
10.根据获取的皮带输送机的功率，以及测量出的破碎机成品电机的电机空转电流i1、皮带倾斜角度θ、成品皮带空转状态电机电流i2和成品皮带电机工作电流i3，计算出皮带空转时所需功率p1、皮带带载时消耗的功率p2 p3、皮带输送垂直高度h、皮带输送水平距离l和电机阻力系数k；
11.根据计算得出的皮带空转时所需功率p1、皮带带载时消耗的功率p2 p3、皮带输送垂直高度h、皮带输送水平距离l和电机阻力系数k，计算出皮带输送量qt1、破碎机实时产能qt2和破碎机在固定时间内的总产量m。
12.进一步地，皮带空转时所需功率p1为：
13.p1＝(c
×
f
×
l
×
3.6gm
×
v)/367
14.其中，p1为皮带空转时所需功率，c为输送带、轴承的阻尼系数，f为托辊的阻尼系数，l为皮带机输送有效水平距离，gm为输送带、托辊、转向滚筒质量，v为带速；
15.皮带水平输送负荷所需功率p2为：
16.p2＝(c
×
f
×
l
×
qt1)/367
17.其中，p2为皮带水平输送负荷所需功率，c为输送带、轴承的阻尼系数，f为托辊的阻尼系数，l为皮带机输送有效水平距离，qt1为皮带输送量；
18.皮带提升负荷高度所需功率p3为：
19.p3＝qt1×
h/367
20.其中，p3为皮带提升负荷高度所需功率，qt1为皮带输送量，h为皮带输送垂直高度。
21.进一步地，皮带空转时所需功率p1通过以下公式计算出：
[0022][0023]
其中，p1为皮带空转时所需功率，u为电源电压，cosφ为电机功率因数，i1为破碎机成品电机的电机空转电流，i2为成品皮带空转状态电机电流；
[0024]
皮带带载时消耗的功率p2 p3通过以下公式计算出：
[0025][0026]
其中，p2为皮带水平输送负荷所需功率，p3为皮带提升负荷高度所需功率，u为电源电压，cosφ为电机功率因数，i2为成品皮带空转状态电机电流，i3为成品皮带电机工作电流；
[0027]
皮带输送垂直高度h通过以下公式计算出：
[0028]
h＝l0×
sinθ
[0029]
其中，h为皮带输送垂直高度，l0为皮带长度，θ为皮带倾斜角度；
[0030]
皮带输送水平距离l通过以下公式计算出：
[0031]
l＝l0×
cosθ
[0032]
其中，l为皮带输送水平距离，l0为皮带长度，θ为皮带倾斜角度。
[0033]
电机阻力系数k通过以下公式计算出：
[0034]
k＝c
×
f＝p1×
367/l
×
3.6gm
×
v
[0035]
其中，k为电机阻力系数，c为输送带、轴承的阻尼系数，f为托辊的阻尼系数，p1为皮带空转时所需功率，l为皮带输送水平距离，gm为输送带、托辊、转向滚筒质量，v为带速。
[0036]
进一步地，皮带输送量qt1通过以下公式计算出：
[0037]
qt1＝(p2 p3)
×
367/(k
×
l h)
[0038]
其中，qt1为皮带输送量，p2为皮带水平输送负荷所需功率，p3为皮带提升负荷高度所需功率，k为电机阻力系数，l为皮带输送水平距离，h为皮带输送垂直高度。
[0039]
进一步地，破碎机实时产能qt2通过以下公式计算出：
[0040]
qt2＝635
×
u
×
cosφ
×
(i3‑
i2)/[635
×
u
×
cosφ
×
(i2‑
i1)/3.6gm
×
v l0×
sinθ]
[0041]
其中，qt2为破碎机实时产能，cosφ为电机功率因数，i1为破碎机成品电机的电机空转电流，i2为成品皮带空转状态电机电流，i3为成品皮带电机工作电流，gm为输送带、托辊、转向滚筒质量，v为带速，l0为皮带长度，θ为皮带倾斜角度；
[0042]
破碎机在固定时间内的总产量m通过以下公式计算出：
[0043][0044]
其中，m为破碎机在固定时间内的总产量，qt2为破碎机实时产能。
[0045]
本发明的另一方面涉及一种移动式破碎机工作产能计量系统，包括：
[0046]
获取模块，用于获取皮带输送机的功率，皮带输送机的功率包括皮带空转时所需功率p1、皮带水平输送负荷所需功率p2和皮带提升负荷高度所需功率p3；
[0047]
测量模块，用于测量出破碎机成品电机的电机空转电流i1、皮带倾斜角度θ、成品皮带空转状态电机电流i2和成品皮带电机工作电流i3；
[0048]
第一计算模块，用于根据获取的皮带输送机的功率，以及测量出的破碎机成品电机的电机空转电流i1、皮带倾斜角度θ、成品皮带空转状态电机电流i2和成品皮带电机工作电流i3，计算出皮带空转时所需功率p1、皮带带载时消耗的功率p2 p3、皮带输送垂直高度h、皮带输送水平距离l和电机阻力系数k；
[0049]
第二计算模块，用于根据计算得出的皮带空转时所需功率p1、皮带带载时消耗的功率p2 p3、皮带输送垂直高度h、皮带输送水平距离l和电机阻力系数k，计算出皮带输送量qt1、破碎机实时产能qt2和破碎机在固定时间内的总产量m。
[0050]
进一步地，皮带空转时所需功率p1为：
[0051]
p1＝(c
×
f
×
l
×
3.6gm
×
v)/367
[0052]
其中，p1为皮带空转时所需功率，c为输送带、轴承的阻尼系数，f为托辊的阻尼系数，l为皮带机输送有效水平距离，gm为输送带、托辊、转向滚筒质量，v为带速；
[0053]
皮带水平输送负荷所需功率p2为：
[0054]
p2＝(c
×
f
×
l
×
qt1)/367
[0055]
其中，p2为皮带水平输送负荷所需功率，c为输送带、轴承的阻尼系数，f为托辊的阻尼系数，l为皮带机输送有效水平距离，qt1为皮带输送量；
[0056]
皮带提升负荷高度所需功率p3为：
[0057]
p3＝qt1×
h/367
[0058]
其中，p3为皮带提升负荷高度所需功率，qt1为皮带输送量，h为皮带输送垂直高度。
[0059]
进一步地，皮带空转时所需功率p1通过以下公式计算出：
[0060][0061]
其中，p1为皮带空转时所需功率，u为电源电压，cosφ为电机功率因数，i1为破碎机成品电机的电机空转电流，i2为成品皮带空转状态电机电流；
[0062]
皮带带载时消耗的功率p2 p3通过以下公式计算出：
[0063][0064]
其中，p2为皮带水平输送负荷所需功率，p3为皮带提升负荷高度所需功率，u为电源电压，cosφ为电机功率因数，i2为成品皮带空转状态电机电流，i3为成品皮带电机工作电流；
[0065]
皮带输送垂直高度h通过以下公式计算出：
[0066]
h＝l0×
sinθ
[0067]
其中，h为皮带输送垂直高度，l0为皮带长度，θ为皮带倾斜角度；
[0068]
皮带输送水平距离l通过以下公式计算出：
[0069]
l＝l0×
cosθ
[0070]
其中，l为皮带输送水平距离，l0为皮带长度，θ为皮带倾斜角度。
[0071]
电机阻力系数k通过以下公式计算出：
[0072]
k＝c
×
f＝p1×
367/l
×
3.6gm
×
v
[0073]
其中，k为电机阻力系数，c为输送带、轴承的阻尼系数，f为托辊的阻尼系数，p1为皮带空转时所需功率，l为皮带输送水平距离，gm为输送带、托辊、转向滚筒质量，v为带速。
[0074]
进一步地，皮带输送量qt1通过以下公式计算出：
[0075]
qt1＝(p2 p3)
×
367/(k
×
l h)
[0076]
其中，qt1为皮带输送量，p2为皮带水平输送负荷所需功率，p3为皮带提升负荷高度所需功率，k为电机阻力系数，l为皮带输送水平距离，h为皮带输送垂直高度。
[0077]
进一步地，破碎机实时产能qt2通过以下公式计算出：
[0078]
qt2＝635
×
u
×
cosφ
×
(i3‑
i2)/[635
×
u
×
cosφ
×
(i2‑
i1)/3.6gm
×
v l0×
sinθ]
[0079]
其中，qt2为破碎机实时产能，cosφ为电机功率因数，i1为破碎机成品电机的电机空转电流，i2为成品皮带空转状态电机电流，i3为成品皮带电机工作电流，gm为输送带、托辊、转向滚筒质量，v为带速，l0为皮带长度，θ为皮带倾斜角度；
[0080]
破碎机在固定时间内的总产量m通过以下公式计算出：
[0081][0082]
其中，m为破碎机在固定时间内的总产量，qt2为破碎机实时产能。
[0083]
本发明所取得的有益效果为：
[0084]
本发明提供一种移动式破碎机工作产能计量方法及系统，通过获取皮带输送机的功率，皮带输送机的功率包括皮带空转时所需功率p1、皮带水平输送负荷所需功率p2和皮带提升负荷高度所需功率p3；测量出破碎机成品电机的电机空转电流i1、皮带倾斜角度θ、成品皮带空转状态电机电流i2和成品皮带电机工作电流i3；根据获取的皮带输送机的功率，以及测量出的破碎机成品电机的电机空转电流i1、皮带倾斜角度θ、成品皮带空转状态电机电流i2和成品皮带电机工作电流i3，计算出皮带空转时所需功率p1、皮带带载时消耗的功率p2 p3、皮带输送垂直高度h、皮带输送水平距离l、电机阻力系数k、皮带输送量qt1、破碎机实时产能qt2和破碎机在固定时间内的总产量m。本发明提供的移动式破碎机工作产能计量方法及系统，通过测量电机空载、负载电流计算破碎机皮带电机有效输出功率，辅以皮带倾斜角度、皮带长度、皮带自重等参数从而倒推算出皮带运输的砂石重量，可以不通过直接称重等较难实现的方案，而间接测量出破碎机成品皮带运输砂石的质量；测量手段简单可靠，不受破碎机姿态及皮带倾斜角度等限制，适用于各种工况场地；集成度高，只需要定好与控制系统的通讯协议，即可做为通用性元件使用。
附图说明
[0085]
图1为本发明提供的移动式破碎机工作产能计量方法一实施例的流程示意图；
[0086]
图2为本发明提供的移动式破碎机工作产能计量系统一实施例的功能框图。
[0087]
附图标号说明：
[0088]
10、获取模块；20、测量模块；30、第一计算模块；40、第二计算模块。
具体实施方式
[0089]
为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案做详细的说明。
[0090]
如图1和图2所示，本发明第一实施例提出一种移动式破碎机工作产能计量方法，包括以下步骤：
[0091]
步骤s100、获取皮带输送机的功率，皮带输送机的功率包括皮带空转时所需功率p1、皮带水平输送负荷所需功率p2和皮带提升负荷高度所需功率p3。
[0092]
皮带输送机的功率由三部分组成，即皮带空转时所需功率p1，皮带水平输送负荷所需功率p2和皮带提升负荷高度所需功率p3。
[0093]
皮带机总功率的计算公式如下：
[0094]
p0＝[c
×
f
×
l
×
(3.6gm
×
v qt) qt
×
h]/367
ꢀꢀꢀ
(1)
[0095]
公式(1)中，p0为皮带机总功率，c为输送带、轴承的阻尼系数(为皮带固有常量)，f为托辊的阻尼系数(为皮带固有常量)，l为皮带机输送有效水平距离(为皮带固有常量)，gm为输送带、托辊、转向滚筒质量(为皮带固有常量)，v为带速(因为电机定频，在不严重过载的情况下，也可粗略认为是常量)，qt为皮带输送量(单位吨/时)，h为皮带输送垂直高度。
[0096]
功率拆分为上述三部分，即：
[0097]
一、皮带空转时所需功率p1为：
[0098]
p1＝(c
×
f
×
l
×
3.6gm
×
v)/367
ꢀꢀꢀ
(2)
[0099]
公式(2)中，p1为皮带空转时所需功率，c为输送带、轴承的阻尼系数，f为托辊的阻尼系数，l为皮带机输送有效水平距离，gm为输送带、托辊、转向滚筒质量，v为带速。
[0100]
二、皮带水平输送负荷所需功率p2为：
[0101]
p2＝(c
×
f
×
l
×
qt1)/367
ꢀꢀꢀ
(3)
[0102]
公式(3)中，p2为皮带水平输送负荷所需功率，c为输送带、轴承的阻尼系数，f为托辊的阻尼系数，l为皮带机输送有效水平距离，qt1为皮带输送量。
[0103]
三、皮带提升负荷高度所需功率p3为：
[0104]
p3＝qt1×
h/367
ꢀꢀꢀ
(4)
[0105]
公式(4)中，p3为皮带提升负荷高度所需功率，qt1为皮带输送量，h为皮带输送垂直高度。
[0106]
步骤s200、测量出破碎机成品电机的电机空转电流i1、皮带倾斜角度θ、成品皮带空转状态电机电流i2和成品皮带电机工作电流i3。
[0107]
当破碎机的皮带电机未连接皮带时，通过电流变送器测量其电机空转电流为i1(固定值，每台设备只需测量一次)。当破碎机成品皮带展开之后空载运行时，通过倾角传感器测量皮带倾斜角度为θ，并通过电流变送器测量成品皮带展开到位但尚未传输负载砂石时的电流，即成品皮带空转状态电机电流为i2。当破碎机开始工作时，通过电流变送器实时测量已经带载的成品皮带电机工作电流为i3。
[0108]
步骤s300、根据获取的皮带输送机的功率，以及测量出的破碎机成品电机的电机空转电流i1、皮带倾斜角度θ、成品皮带空转状态电机电流i2和成品皮带电机工作电流i3，计
算出皮带空转时所需功率p1、皮带带载时消耗的功率p2 p3、皮带输送垂直高度h、皮带输送水平距离l和电机阻力系数k。
[0109]
根据电机功率计算公式，可以求出电机自身空载消耗功率：
[0110][0111]
公式(5)中，u为电源电压，cosφ为电机功率因数，皆为已知项；i1为破碎机成品电机的电机空转电流。
[0112]
皮带空转时所需功率p1通过以下公式计算出：
[0113][0114]
公式(6)中，p1为皮带空转时所需功率，u为电源电压，cosφ为电机功率因数，i1为破碎机成品电机的电机空转电流，i2为成品皮带空转状态电机电流。
[0115]
皮带带载时消耗的功率p2 p3通过以下公式计算出：
[0116][0117]
公式(7)中，p2为皮带水平输送负荷所需功率，p3为皮带提升负荷高度所需功率，u为电源电压，cosφ为电机功率因数，i2为成品皮带空转状态电机电流，i3为成品皮带电机工作电流。
[0118]
皮带输送垂直高度h通过以下公式计算出：
[0119]
h＝l0×
sinθ
ꢀꢀꢀ
(8)
[0120]
公式(8)中，h为皮带输送垂直高度，l0为皮带长度，θ为皮带倾斜角度。
[0121]
皮带输送水平距离l通过以下公式计算出：
[0122]
l＝l0×
cosθ
ꢀꢀꢀ
(9)
[0123]
公式(9)中，l为皮带输送水平距离，l0为皮带长度，θ为皮带倾斜角度。
[0124]
皮带空转时所需功率p1通过以下公式计算出：
[0125][0126]
公式(10)，p1为皮带空转时所需功率，u为电源电压，cosφ为电机功率因数，i1为破碎机成品电机的电机空转电流，i2为成品皮带空转状态电机电流。
[0127]
皮带带载时消耗的功率p2 p3通过以下公式计算出：
[0128][0129]
公式(11)中，p2为皮带水平输送负荷所需功率，p3为皮带提升负荷高度所需功率，u为电源电压，cosφ为电机功率因数，i2为成品皮带空转状态电机电流，i3为成品皮带电机工作电流。
[0130]
皮带输送垂直高度h通过以下公式计算出：
[0131]
h＝l0×
sinθ
ꢀꢀꢀ
(12)
[0132]
公式(12)中，h为皮带输送垂直高度，l0为皮带长度，θ为皮带倾斜角度。
[0133]
皮带输送水平距离l通过以下公式计算出：
[0134]
l＝l0×
cosθ
ꢀꢀꢀꢀ
(13)
[0135]
公式(13)中，l为皮带输送水平距离，l0为皮带长度，θ为皮带倾斜角度。
[0136]
步骤s400、根据计算得出的皮带空转时所需功率p1、皮带带载时消耗的功率p2 p3、皮带输送垂直高度h、皮带输送水平距离l和电机阻力系数k，计算出皮带输送量qt1、破碎机
实时产能qt2和破碎机在固定时间内的总产量m。
[0137]
皮带输送量qt1通过以下公式计算出：
[0138]
qt1＝(p2 p3)
×
367/(k
×
l h)
ꢀꢀꢀ
(14)
[0139]
公式(14)中，qt1为皮带输送量，p2为皮带水平输送负荷所需功率，p3为皮带提升负荷高度所需功率，k为电机阻力系数，l为皮带输送水平距离，h为皮带输送垂直高度。
[0140]
进一步地，破碎机实时产能qt2通过以下公式计算出：
[0141]
qt2＝635
×
u
×
cosφ
×
(i3‑
i2)/[635
×
u
×
cosφ
×
(i2‑
i1)/3.6gm
×
v l0×
sinθ] (15)
[0142][0143]
公式(15)中，qt2为破碎机实时产能，单位为吨/时；cosφ为电机功率因数，i1为破碎机成品电机的电机空转电流，i2为成品皮带空转状态电机电流，i3为成品皮带电机工作电流，gm为输送带、托辊、转向滚筒质量，v为带速，l0为皮带长度，θ为皮带倾斜角度。
[0144]
破碎机在固定时间内(t1到t2)的总产量m通过以下公式计算出：
[0145][0146]
公式(16)中，m为破碎机在固定时间内的总产量，单位为吨；qt2为破碎机实时产能。
[0147]
本实施例提供一种移动式破碎机工作产能计量方法，相比于现有有技术，通过获取皮带输送机的功率，皮带输送机的功率包括皮带空转时所需功率p1、皮带水平输送负荷所需功率p2和皮带提升负荷高度所需功率p3；测量出破碎机成品电机的电机空转电流i1、皮带倾斜角度θ、成品皮带空转状态电机电流i2和成品皮带电机工作电流i3；根据获取的皮带输送机的功率，以及测量出的破碎机成品电机的电机空转电流i1、皮带倾斜角度θ、成品皮带空转状态电机电流i2和成品皮带电机工作电流i3，计算出皮带空转时所需功率p1、皮带带载时消耗的功率p2 p3、皮带输送垂直高度h、皮带输送水平距离l、电机阻力系数k、皮带输送量qt1、破碎机实时产能qt2和破碎机在固定时间内的总产量m。本实施例提供的移动式破碎机工作产能计量方法，通过测量电机空载、负载电流计算破碎机皮带电机有效输出功率，辅以皮带倾斜角度、皮带长度、皮带自重等参数从而倒推算出皮带运输的砂石重量，可以不通过直接称重等较难实现的方案，而间接测量出破碎机成品皮带运输砂石的质量；测量手段简单可靠，不受破碎机姿态及皮带倾斜角度等限制，适用于各种工况场地；集成度高，只需要定好与控制系统的通讯协议，即可做为通用性元件使用。
[0148]
优选地，请见图2，图2为本发明提供的移动式破碎机工作产能计量系统一实施例的功能框图，在本实施例中，该移动式破碎机工作产能计量系统包括获取模块10、测量模块20、第一计算模块30和第二计算模块40，其中，获取模块10，用于获取皮带输送机的功率，皮带输送机的功率包括皮带空转时所需功率p1、皮带水平输送负荷所需功率p2和皮带提升负荷高度所需功率p3；测量模块20，用于测量出破碎机成品电机的电机空转电流i1、皮带倾斜角度θ、成品皮带空转状态电机电流i2和成品皮带电机工作电流i3。第一计算模块30，用于根据获取的皮带输送机的功率，以及测量出的破碎机成品电机的电机空转电流i1、皮带倾斜角度θ、成品皮带空转状态电机电流i2和成品皮带电机工作电流i3，计算出皮带空转时所需功率p1、皮带带载时消耗的功率p2 p3、皮带输送垂直高度h、皮带输送水平距离l和电机阻力系数k。第二计算模块40，用于根据计算得出的皮带空转时所需功率p1、皮带带载时消耗的
功率p2 p3、皮带输送垂直高度h、皮带输送水平距离l和电机阻力系数k，计算出皮带输送量qt1、破碎机实时产能qt2和破碎机在固定时间内的总产量m。
[0149]
皮带输送机的功率由三部分组成，即皮带空转时所需功率p1，皮带水平输送负荷所需功率p2和皮带提升负荷高度所需功率p3。
[0150]
皮带机总功率的计算公式如下：
[0151]
p0＝[c
×
f
×
l
×
(3.6gm
×
v qt) qt
×
h]/367
ꢀꢀꢀ
(17)
[0152]
公式(17)中，p0为皮带机总功率，c为输送带、轴承的阻尼系数(为皮带固有常量)，f为托辊的阻尼系数(为皮带固有常量)，l为皮带机输送有效水平距离(为皮带固有常量)，gm为输送带、托辊、转向滚筒质量(为皮带固有常量)，v为带速(因为电机定频，在不严重过载的情况下，也可粗略认为是常量)，qt为皮带输送量(单位吨/时)，h为皮带输送垂直高度。
[0153]
功率拆分为上述三部分，即：
[0154]
一、皮带空转时所需功率p1为：
[0155]
p1＝(c
×
f
×
l
×
3.6gm
×
v)/367
ꢀꢀꢀ
(18)
[0156]
公式(18)中，p1为皮带空转时所需功率，c为输送带、轴承的阻尼系数，f为托辊的阻尼系数，l为皮带机输送有效水平距离，gm为输送带、托辊、转向滚筒质量，v为带速。
[0157]
二、皮带水平输送负荷所需功率p2为：
[0158]
p2＝(c
×
f
×
l
×
qt1)/367
ꢀꢀꢀ
(19)
[0159]
公式(19)中，p2为皮带水平输送负荷所需功率，c为输送带、轴承的阻尼系数，f为托辊的阻尼系数，l为皮带机输送有效水平距离，qt1为皮带输送量。
[0160]
三、皮带提升负荷高度所需功率p3为：
[0161]
p3＝qt1×
h/367
ꢀꢀꢀ
(20)
[0162]
公式(20)中，p3为皮带提升负荷高度所需功率，qt1为皮带输送量，h为皮带输送垂直高度。
[0163]
当破碎机的皮带电机未连接皮带时，通过电流变送器测量其电机空转电流为i1(固定值，每台设备只需测量一次)。当破碎机成品皮带展开之后空载运行时，通过倾角传感器测量皮带倾斜角度为θ，并通过电流变送器测量成品皮带展开到位但尚未传输负载砂石时的电流，即成品皮带空转状态电机电流为i2。当破碎机开始工作时，通过电流变送器实时测量已经带载的成品皮带电机工作电流为i3。
[0164]
根据电机功率计算公式，可以求出电机自身空载消耗功率：
[0165][0166]
公式(21)中，u为电源电压，cosφ为电机功率因数，皆为已知项；i1为破碎机成品电机的电机空转电流。
[0167]
皮带空转时所需功率p1通过以下公式计算出：
[0168][0169]
公式(22)中，p1为皮带空转时所需功率，u为电源电压，cosφ为电机功率因数，i1为破碎机成品电机的电机空转电流，i2为成品皮带空转状态电机电流。
[0170]
皮带带载时消耗的功率p2 p3通过以下公式计算出：
[0171]
[0172]
公式(23)中，p2为皮带水平输送负荷所需功率，p3为皮带提升负荷高度所需功率，u为电源电压，cosφ为电机功率因数，i2为成品皮带空转状态电机电流，i3为成品皮带电机工作电流。
[0173]
皮带输送垂直高度h通过以下公式计算出：
[0174]
h＝l0×
sinθ
ꢀꢀ
(24)
[0175]
公式(24)中，h为皮带输送垂直高度，l0为皮带长度，θ为皮带倾斜角度。
[0176]
皮带输送水平距离l通过以下公式计算出：
[0177]
l＝l0×
cosθ
ꢀꢀꢀ
(25)
[0178]
公式(25)中，l为皮带输送水平距离，l0为皮带长度，θ为皮带倾斜角度。
[0179]
皮带空转时所需功率p1通过以下公式计算出：
[0180][0181]
公式(26)，p1为皮带空转时所需功率，u为电源电压，cosφ为电机功率因数，i1为破碎机成品电机的电机空转电流，i2为成品皮带空转状态电机电流。
[0182]
皮带带载时消耗的功率p2 p3通过以下公式计算出：
[0183][0184]
公式(27)中，p2为皮带水平输送负荷所需功率，p3为皮带提升负荷高度所需功率，u为电源电压，cosφ为电机功率因数，i2为成品皮带空转状态电机电流，i3为成品皮带电机工作电流。
[0185]
皮带输送垂直高度h通过以下公式计算出：
[0186]
h＝l0×
sinθ
ꢀꢀꢀ
(28)
[0187]
公式(28)中，h为皮带输送垂直高度，l0为皮带长度，θ为皮带倾斜角度。
[0188]
皮带输送水平距离l通过以下公式计算出：
[0189]
l＝l0×
cosθ
ꢀꢀꢀ
(29)
[0190]
公式(29)中，l为皮带输送水平距离，l0为皮带长度，θ为皮带倾斜角度。
[0191]
皮带输送量qt1通过以下公式计算出：
[0192]
qt1＝(p2 p3)
×
367/(k
×
l h)
ꢀꢀꢀ
(30)
[0193]
公式(30)中，qt1为皮带输送量，p2为皮带水平输送负荷所需功率，p3为皮带提升负荷高度所需功率，k为电机阻力系数，l为皮带输送水平距离，h为皮带输送垂直高度。
[0194]
进一步地，破碎机实时产能qt2通过以下公式计算出：
[0195]
gt2＝635
×
u
×
cosφ
×
(i3‑
i2)/[635
×
u
×
cosφ
×
(i2‑
i1)/3.6gm
×
v l0×
sinθ]
ꢀꢀ
(31)
[0196][0197]
公式(31)中，qt2为破碎机实时产能，单位为吨/时；cosφ为电机功率因数，i1为破碎机成品电机的电机空转电流，i2为成品皮带空转状态电机电流，i3为成品皮带电机工作电流，gm为输送带、托辊、转向滚筒质量，v为带速，l0为皮带长度，θ为皮带倾斜角度。
[0198]
破碎机在固定时间内(t1到t2)的总产量m通过以下公式计算出：
[0199][0200]
公式(32)中，m为破碎机在固定时间内的总产量，单位为吨；qt2为破碎机实时产
能。
[0201]
本实施例提供一种移动式破碎机工作产能计量系统，相比于现有有技术，采用获取模块、测量模块、第一计算模块和第二计算模块，通过获取皮带输送机的功率，皮带输送机的功率包括皮带空转时所需功率p1、皮带水平输送负荷所需功率p2和皮带提升负荷高度所需功率p3；测量出破碎机成品电机的电机空转电流i1、皮带倾斜角度θ、成品皮带空转状态电机电流i2和成品皮带电机工作电流i3；根据获取的皮带输送机的功率，以及测量出的破碎机成品电机的电机空转电流i1、皮带倾斜角度θ、成品皮带空转状态电机电流i2和成品皮带电机工作电流i3，计算出皮带空转时所需功率p1、皮带带载时消耗的功率p2 p3、皮带输送垂直高度h、皮带输送水平距离l、电机阻力系数k、皮带输送量qt1、破碎机实时产能qt2和破碎机在固定时间内的总产量m。本实施例提供的移动式破碎机工作产能计量系统，通过测量电机空载、负载电流计算破碎机皮带电机有效输出功率，辅以皮带倾斜角度、皮带长度、皮带自重等参数从而倒推算出皮带运输的砂石重量，可以不通过直接称重等较难实现的方案，而间接测量出破碎机成品皮带运输砂石的质量；测量手段简单可靠，不受破碎机姿态及皮带倾斜角度等限制，适用于各种工况场地；集成度高，只需要定好与控制系统的通讯协议，即可做为通用性元件使用。
[0202]
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。