皮帶機(jī)優(yōu)化液壓張緊裝置設(shè)計探討

寧炳澍

摘 要：張緊裝置是皮帶機(jī)的重要組成部分，保證張緊力的穩(wěn)定是皮帶機(jī)運(yùn)行的基礎(chǔ)，對張緊裝置進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計有利于輸送機(jī)的正常工作。對重錘張緊裝置和液壓張緊裝置這兩類張緊裝置進(jìn)行了分類介紹，找出了液壓張緊裝置的缺陷，并提出了優(yōu)化液壓張緊裝置的措施，以期為相關(guān)單位提供參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：皮帶機(jī)；液壓張緊裝置；優(yōu)化設(shè)計；重錘張緊裝置

中圖分類號：TH222 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.13.075

皮帶機(jī)是懸臂式堆取料機(jī)輸送過程實現(xiàn)的關(guān)鍵，具有輸送材料種類多樣、適應(yīng)性強(qiáng)和運(yùn)行成本低等優(yōu)點(diǎn)，獲得了廣泛應(yīng)用。張緊裝置是輸送機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的重要組成部分，但在張緊裝置中存在運(yùn)行不穩(wěn)定的缺陷，對輸送機(jī)的運(yùn)行造成了影響。因此，如何對其進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計成為了人們關(guān)心的問題。下面就此進(jìn)行討論分析。

1 分類介紹

1.1 重錘張緊裝置

重錘張緊裝置的工作原理為：靠重錘的質(zhì)量實現(xiàn)輸送帶的自動張緊，能保證張緊力在各種工況下不變。其作用是使輸送帶具有足夠的張力，使?jié)L筒與輸送帶間產(chǎn)生必要的摩擦力；能自動補(bǔ)償輸送帶的伸長；限制皮帶在各支承托輥間的垂度，使輸送機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。重錘張緊裝置適用于固定式長距離運(yùn)輸機(jī)，適合上運(yùn)、平運(yùn)和下運(yùn)，對使用環(huán)境沒有特殊的要求。

它也具有相應(yīng)的缺點(diǎn)：張緊力恒定，不能根據(jù)實際工況需要合理、自動地選擇張緊力；裝置體積大、笨重，特別是在張緊力較大時，需考慮空間的問題；維修帶式輸送機(jī)需要放松輸送帶，比較費(fèi)工、費(fèi)時；啟動時，機(jī)尾張緊滾筒瞬間啟動，重錘會上下劇烈波動，對輸送帶的沖擊非常大，進(jìn)而縮短輸送帶的使用壽命；張緊滾筒時，將產(chǎn)生一定范圍的跳動，進(jìn)而造成傳送帶跑偏，尤其是在輸送帶上運(yùn)送濕料時，輸送帶跑偏現(xiàn)象更加嚴(yán)重；對于輸送帶不同的張力要求，需要相應(yīng)的皮帶并調(diào)配適當(dāng)?shù)馁|(zhì)量，因此，需要不同的配重箱。

1.2 液壓張緊裝置

帶式輸送機(jī)液壓自動張緊裝置主要由液壓缸、電液換向閥、蓄能器、手動換向閥、PLC、單向閥和拉力傳感器電流傳感器等組成。張緊油缸通過油缸支座固定，再通過張緊油缸的活塞桿推動張緊滾筒。自動液壓張緊裝置根據(jù)帶式輸送機(jī)在起動階段和正常運(yùn)行階段對輸送帶張力的不同要求確定合理的輸送帶張力，并采用機(jī)、液、電一體化技術(shù)實現(xiàn)控制。其工作原理為：在正常運(yùn)行階段，由電流傳感器測得電機(jī)（驅(qū)動滾筒）的驅(qū)動電流I送入PLC，經(jīng)過一系列轉(zhuǎn)換后，計算得出理論張緊力F.同時，由拉力傳感器測得的張緊力F作為反饋信號，比較兩值的大小，并采用PLC控制，輸出模擬信號控制電磁閥的動作，從而控制液壓系統(tǒng)動作，達(dá)到張緊的目的。PLC輸出模擬信號控制電磁閥的動作時，經(jīng)主閥將較小的壓力放大后，壓力油進(jìn)入油缸，控制油缸動作。這樣逐步比較、動作后，最終可達(dá)到張力系統(tǒng)的力動態(tài)平衡。

該裝置的優(yōu)點(diǎn)為：液壓系統(tǒng)與力PLC組成的自動控制系統(tǒng)可克服常規(guī)設(shè)計中存在的問題，實現(xiàn)張緊裝置的動態(tài)張緊，并達(dá)到最佳的張緊效果；系統(tǒng)響應(yīng)速度快、穩(wěn)定性高，在正常運(yùn)行階段，通過電液伺服系統(tǒng)的在線監(jiān)控、實時調(diào)控，可使張緊力始終維持在電流傳感器所檢測的理論值附近，減少輸送帶張緊力的波動，大大提高了整機(jī)的動態(tài)穩(wěn)定性；可根據(jù)輸送機(jī)工況和對輸送帶張力的不同需求，任意調(diào)節(jié)張緊力的范圍，待系統(tǒng)平穩(wěn)后，還可根據(jù)預(yù)定程序自動工作，保證輸送帶在理想狀態(tài)下運(yùn)行；在輸送帶基本參數(shù)不變的情況下與其他張緊方式相比，可降低輸送機(jī)的功率、輸送帶的等級，進(jìn)而減少輸送帶、液壓系統(tǒng)的投資和維修費(fèi)；適合條件復(fù)雜、運(yùn)輸距離遠(yuǎn)的礦山作業(yè)。因此，該裝置得到了足夠的重視和發(fā)展，其控制系統(tǒng)可與輸送機(jī)的集控裝置連接，實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。

2 液壓張緊裝置的優(yōu)化

2.1 液壓張緊裝置的缺陷

隨著工況的變化或突發(fā)情況引起的張緊力變化會導(dǎo)致液壓系統(tǒng)頻繁啟動，進(jìn)而導(dǎo)致液壓系統(tǒng)中的蓄能器頻繁輸出，以至于無法正常蓄能，同時，會引起設(shè)備過熱甚至燒毀；隨著懸臂張緊力的變化，皮帶機(jī)啟動時會產(chǎn)生沖擊，這對液壓系統(tǒng)有一定的損害；由于皮帶自身具有的延展性，當(dāng)皮帶延伸長度超出液壓張緊范圍時，液壓系統(tǒng)的張緊力無法起作用，長此以往需要二次張緊。

2.2 優(yōu)化液壓張緊裝置的方法

優(yōu)化液壓張緊裝置的方法有2種：①取消液壓系統(tǒng)中的蓄能器，在張緊導(dǎo)軌架上開多個定位銷孔，增加2個張緊架，張緊架通過導(dǎo)輪裝置導(dǎo)向，上部張緊架通過銷軸固定在張緊導(dǎo)軌架上，下部張緊座固定在液壓推桿和滾筒支座上，跟隨推桿和滾筒支座在張緊導(dǎo)軌架上做相對運(yùn)動。初始狀態(tài)下，在張緊架之間用螺桿、螺母將復(fù)合緩沖器加緊至最小壓縮狀態(tài)。隨著使用時間的延長，皮帶被逐漸拉長。此時，通過復(fù)合緩沖器的張力推動與液壓推桿相連接的張緊架，從而張緊皮帶，使張緊力不損失，以此替代蓄能器的作用，同時，可起到對皮帶張緊力和液壓系統(tǒng)突發(fā)變化的緩沖。當(dāng)復(fù)合緩沖器恢復(fù)為正常狀態(tài)時，可通過人工調(diào)整固定上部張緊架的位置，并加緊復(fù)合緩沖器。②增加連桿，以固定張緊導(dǎo)軌架使其不隨懸臂變幅而擺動。在啟動和遇到突發(fā)情況時，減少張緊力的變化可減少對皮帶和液壓系統(tǒng)的損害。通過對液壓張緊裝置的優(yōu)化，彌補(bǔ)了以上液壓系統(tǒng)中的不足，也充分發(fā)揮了液壓張緊裝置的優(yōu)勢，使斗輪機(jī)的臂架不需要像重錘張緊裝置那樣承受較大的質(zhì)量而加強(qiáng)。同時，保護(hù)了張緊裝置的液壓系統(tǒng)，使機(jī)器能更好地服務(wù)于客戶。

3 結(jié)束語

綜上所述，張緊裝置是保證輸送帶具有足夠張力，以使輸送帶與驅(qū)動滾筒間產(chǎn)生必需的摩擦力，并限制輸送帶在各支承間的垂度的裝置。針對其存在的缺陷進(jìn)行優(yōu)化，能大大提高輸送機(jī)的性能，促進(jìn)輸送機(jī)和張緊裝置的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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〔編輯：張思楠〕

（英文摘要、關(guān)鍵詞下轉(zhuǎn)第79頁）