皮帶機液壓自動張緊系統(tǒng)的設(shè)計

仇衛(wèi)建

(中國煤炭科工集團太原研究院有限公司，山西太原030006)

在煤炭的生產(chǎn)過程中，皮帶機擔負著煤炭運輸?shù)墓δ?，是煤礦井下輸送煤炭的最重要的運輸工具，具有能實現(xiàn)煤炭的連續(xù)運輸而且運輸距離長、輸送能力大、投資費用相對較低以及維護方便等特點。皮帶機的發(fā)展趨勢主要集中在長距離、高速度、大運量、大功率等方向。所運送煤炭負載的動態(tài)變化，造成了皮帶長度伸縮量的巨大變化，皮帶的張力也隨之成倍地上下波動，皮帶壽命大為縮短，直接影響了皮帶運輸機的正常運行。

1 常用張緊方式及其特點

以往煤礦井下用皮帶機一般均采用固定絞車拉緊或重錘拉緊，很少見到別的類型。由于固定紋車拉緊裝置只能定期張緊皮帶，而皮帶的張緊程度往往與操作者的經(jīng)驗有關(guān)，經(jīng)常出現(xiàn)張緊力過大或者過小，直接影響到帶式輸送機的沖擊動負荷，所以固定絞車拉緊裝置對于輸送機的安全及平穩(wěn)運行極為不利。重錘式拉緊由于受滑輪摩擦阻力和重錘慣性力的限制，對長距離、高速度皮帶機響應(yīng)跟不上，皮帶張力明顯不恒定。而且為了保證重錘拉緊裝置的正常工作，煤礦井下要打一個大的硐室，局限性較大。

2 皮帶液壓自動張緊系統(tǒng)的工作原理及特點

皮帶機的皮帶張緊力調(diào)整過程分兩部分完成:一個是在皮帶機的啟動階段，要為皮帶機提供比較大的張力，皮帶機運行平穩(wěn)后，皮帶張緊力調(diào)整到正常大小;另一個是在皮帶機的正常運行過程中，當皮帶張力隨負載變化超出額定范圍時，自動調(diào)整皮帶的松緊，維持皮帶張力在額定值。隨著皮帶機的運行及物料負載的變化，皮帶伸縮長度也隨之變化，其張力或大或小，造成皮帶與驅(qū)動滾筒之間摩擦力的變化，影響了皮帶運輸機的運輸能力，甚至產(chǎn)生皮帶打滑或斷帶現(xiàn)象，損壞皮帶。因此，應(yīng)隨時檢測皮帶張力大小的變化，及時調(diào)整皮帶張力大小。

圖1 所示為皮帶液壓自動張緊系統(tǒng)的液壓原理圖。其工作過程為:滾筒啟動前二位四通電磁閥2 電磁鐵2D 得電，經(jīng)過高壓減壓閥1 的壓力油通過梭閥5、雙向平衡閥9 進入張緊油缸10 下腔，下腔壓力升高使二位二通液控換向閥6 換向，蓄能器充液、皮帶開始張緊。皮帶張緊到設(shè)定的啟動壓力pmax(高壓減壓閥設(shè)定值)后，壓力傳感器a 發(fā)出訊號，電磁鐵1D 得電，二位二通電磁閥7 換向切斷蓄能器8 與張緊油缸10 間油路，以保證滾筒啟動時張緊力的剛性。滾筒平穩(wěn)運行后，三位四通電磁閥4 的電磁鐵4D 得電，釋放張緊壓力至運行壓力p (低壓減壓閥設(shè)定值)時，壓力傳感器b 發(fā)出訊號，電磁鐵4D 失電，閥回中位，張緊油缸壓力保持在運行壓力。在皮帶運行中，當張緊壓力低于最小張緊壓力pmin時，壓力傳感器a 發(fā)出訊號，三位四通電磁閥4 的電磁鐵3D 得電，電磁閥換向?qū)埦o蓄能器8 充液至低壓減壓閥設(shè)定壓力后失電復中位。

圖1 自動張緊系統(tǒng)液壓原理圖

3 保護

皮帶液壓自動張緊系統(tǒng)在軌道兩端裝有限位開關(guān)，當觸發(fā)限位開關(guān)后皮帶將自動停止運行。

張緊壓力若在20 s 之內(nèi)無法達到啟動壓力pmax(高壓減壓閥設(shè)定值)，或者張緊壓力持續(xù)3 s 低于最小張緊力pmin，皮帶將自動停止運行以提示工作人員進行檢修。

當發(fā)生緊急狀況，張緊壓力瞬間升高超過啟動壓力pmax雙向平衡閥泄壓，以防止皮帶被拉斷。

4 皮帶液壓自動張緊系統(tǒng)的優(yōu)缺點

較傳統(tǒng)的固定絞車拉緊或重錘拉緊式張緊系統(tǒng)具有以下優(yōu)點:體積小，安裝方便靈活;操作簡單，自動控制;系統(tǒng)設(shè)置了蓄能器，能可靠地使張緊力保持在工作范圍內(nèi)并適時補壓;多重保護以防止皮帶機發(fā)生故障。

皮帶液壓自動張緊系統(tǒng)采用電液自動控制，系統(tǒng)復雜，故障排查比較困難，對檢修人員有較高的要求。

5 結(jié)束語

皮帶液壓自動張緊系統(tǒng)經(jīng)過現(xiàn)場使用，性能可靠，效果良好，具有一定的推廣價值。

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［2］王晶．帶式輸送機液壓拉緊裝置控制系統(tǒng)的理論研究［D］．阜新:遼寧工程技術(shù)大學，2006．

［3］李修良，陸永耕．煤礦井下皮帶運輸機自動張緊裝置的設(shè)計與應(yīng)用［J］．機械制造與自動化，2001(6):39－40．

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