羅顯芝（江西銅業(yè)集團公司 德興銅礦，江西 德興 334224）

帶式輸送機自動拉緊裝置的國產(chǎn)化改造

羅顯芝
（江西銅業(yè)集團公司 德興銅礦，江西 德興 334224）

主要闡述了帶式輸送機自動拉緊裝置中渦流絞車在控制系統(tǒng)上存在的缺陷和不足，根據(jù)現(xiàn)場工況條件選擇功能完善、可靠成熟的國產(chǎn)化液壓自動拉緊裝置進行技術改造，保證了設備控制系統(tǒng)的平衡運行，滿足了德興銅礦富家塢鋼芯膠帶輸送機的正常生產(chǎn)需要。

帶式輸送機；液壓；拉緊裝置；技術改造；自動控制

1 引言

德興銅礦富家塢鋼絲繩芯膠帶輸送機擔負著4.5萬t/d的處理量，是大山選礦廠日總處理量的43%,其重要性可想而知。在這條系統(tǒng)未達產(chǎn)達標前的瓶頸原因分析中，有一條出現(xiàn)頻率之高是出乎我們預料的，那就是尾部的拉緊裝置故障［1］。自2007年投產(chǎn)以來，該拉緊裝置故障頻頻出現(xiàn)，嚴重制約了生產(chǎn)。要達到4.5萬t/d的處理量，對拉緊裝置進行升級改造是必須要走的第一步。帶式輸送機拉緊裝置的種類分為重力拉緊、固定拉緊和自動拉緊三種［2-4］。目前，長距離大載荷輸送機大多采用自動拉緊的方式［5］。其優(yōu)點是既可以按要求調(diào)節(jié)張緊力的大小，又可以自動保持拉力恒定［6-7］。自動拉緊裝置有渦流絞車形式，有卷揚拉緊形式，也有液壓加卷揚結(jié)合的形式［8］。三種方式各有優(yōu)缺點，根據(jù)現(xiàn)場實際情況選用合理可靠的拉緊方式顯得尤為重要。

2 渦流絞車工作原理與MC6介紹

大山廠富家塢輸送機拉緊裝置最初使用的是澳大利亞MIP動力控制有限公司［尼平（Nepean）集團成員］設計的55kW防爆渦流絞車,如圖1所示，其運行由MC6型渦流控制器完成。

圖1 55kW防爆渦流絞車

2.1 工作原理

渦流絞車為提供恒定的張力，就需要渦流耦合器傳遞恒定的輸出扭矩。當給渦流耦合器線圈提供恒定的電流時，會在耦合器內(nèi)產(chǎn)生一個磁場。當主電機運行時，磁場產(chǎn)生一與線圈電流成比例的輸出扭矩以驅(qū)動輸出軸。無論速度如何變化，輸出軸上產(chǎn)生的扭矩始終保持恒定，并完全決定于線圈電流的大小，因而，皮帶輸送機拉緊張力的恒定得以實現(xiàn)。渦流耦合器的這種特性很適合于保持皮帶機恒定張力的拉緊裝置。

2.2 MC6控制器

MC6控制器如圖2所示，接收PLC系統(tǒng)輸出的4～20mA電流控制信號，輸出0～5A（脈寬調(diào)制）可控電流控制渦流耦合器線圈，實現(xiàn)絞車控制。MC6 控制器是專門為渦流絞車設計的控制器，可以提供可控的輸出電流至渦流耦合器，實現(xiàn)精確控制，并能夠監(jiān)測故障狀態(tài)發(fā)出報警信號。

圖2 MC6控制器

3 出現(xiàn)的問題

由于德興銅礦地處南方，現(xiàn)場濕度高，冬夏季節(jié)溫差較大。該條帶式輸送機總長達2010m，運行速度達4.5m/s，輸送量達3600t/h，屬長距離、高速度、大運量、重載荷輸送機。受這些因素影響，在使用過程中發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)問題不斷，經(jīng)常出現(xiàn)系統(tǒng)急停故障、張力跳動頻繁、驅(qū)動電機頻繁啟動、PID調(diào)節(jié)受環(huán)境溫度影響較大、MC6控制器工作不穩(wěn)定等情況。由于軟故障較多，且處理好之后仍會繼續(xù)出現(xiàn)，該渦流絞車式自動拉緊裝置控制系統(tǒng)不能滿足使用要求，對生產(chǎn)造成了嚴重的影響。經(jīng)與外商聯(lián)系，如果改型升級，企業(yè)又要再次投入的成本高，且備件都是進口，購買周期長，也不便于今后的維護。

4 換型改造

4.1 選型及理由

針對這種狀況，改造升級是必由之路，考慮到企業(yè)的工況，面對進口拉緊系統(tǒng)在國內(nèi)工作環(huán)境的不適應狀況，在選型的過程中，我們將目光轉(zhuǎn)向了國內(nèi)的產(chǎn)品市場，初選了國內(nèi)某公司液壓自動拉緊裝置，該裝置屬于液壓加卷揚相結(jié)合的方式。該公司的產(chǎn)品在國內(nèi)的電力、礦山、煤礦等300多家企業(yè)應用，經(jīng)考察，該公司的液壓拉緊裝置是針對國內(nèi)工況來設計的，在國內(nèi)大型礦山應用很成功，自動拉緊張力穩(wěn)定，效果反映都較好，屬成熟產(chǎn)品。結(jié)合德興銅礦工況條件，我們認為，該液壓自動拉緊裝置具有以下功能和特點：

（1）該液壓自動拉緊裝置采用液壓缸伸縮和卷揚收放相結(jié)合的方式，大行程通過卷揚控制，小行程通過液壓缸控制，這適用于我們現(xiàn)場的空間位置布局。

（2）起動拉力和正常運行拉力可根據(jù)帶式輸送機張力的需要任意調(diào)節(jié)，自動實現(xiàn)起動拉力為正常運行時1.1～1.5倍的要求。電液系統(tǒng)現(xiàn)場調(diào)定后，即按預定程序自動工作，保證輸送帶始終在理想狀態(tài)下運行。

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（3）帶式輸送機起動時，處于非穩(wěn)定狀態(tài)，該液壓拉緊裝置可通過大容量蓄能站使得油缸活塞桿能夠根據(jù)膠帶張力的變化快速伸縮，及時補償輸送帶的彈性振蕩，能有效實現(xiàn)對帶式輸送機的動態(tài)張緊，從而減小帶式輸送機起動時的沖擊動載荷，保證起動的平穩(wěn)可靠。

（4）采用PLC控制技術，通過壓力變送器將油壓信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，可對張緊力進行有效地控制，控制精度高。

（5）電控箱上配有中文人機界面，在人機界面上可進行啟動、運行和停機時各張緊力的設定，設置精度高，張力調(diào)整方便，操作簡單、直觀，人性化程度高，適合文化層次不同的操作人員進行調(diào)整。

（6）具有完備的設備運行狀態(tài)檢測及顯示，能夠在中文人機界面上實時、動態(tài)顯示液壓系統(tǒng)的油壓、膠帶張緊力、油液污染報警、故障報警等，以保證設備的運行可靠性及方便設備檢修、維護。

（7）液壓系統(tǒng)可設置手動、自動兩種控制方式。手動控制方式用于設備安裝、調(diào)試及檢修，自動控制方式用于正常生產(chǎn)運行。其液壓系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖3 液壓系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)圖

（8）可設置手動泵備用系統(tǒng)，在主液壓系統(tǒng)出現(xiàn)故障及維修時，由備用液壓系統(tǒng)對輸送帶進行張緊，可保證不停機檢修、維護。

（9）具有斷帶時及時提供斷帶檢測信號，以控制帶式輸送機自動停機的功能；輸送帶打滑時，在接收到打滑信號后能夠自動增加拉緊力的功能。

（11）電控箱配有備用控制系統(tǒng)，在主電控系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，可由備用電控系統(tǒng)應急工作，確保整套電控系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠運行；電控箱配有與中央控制接口，具備遠程控制功能，適合進行集中調(diào)度與控制。

基于此產(chǎn)品的諸多特點功能，在考察中聽取相關用戶的反饋后，我們認為該企業(yè)的產(chǎn)品功能完善、可靠性高、應用成熟，完全能滿足我們的現(xiàn)場使用要求，因而確定采用這種國產(chǎn)的液壓自動拉緊裝置來進行改造升級。

4.2 實施

由于是技術改造項目，為保證正常生產(chǎn)，在不能長時間停機的要求下。我們與供應商一道制定改造方案，最終采用了以下方案實施改造：

（1）為了盡可能不因改造而造成系統(tǒng)長時間停機，我們保留了原有拉緊裝置，如圖4所示，并在不停機的情況下安裝布局，利用該公司產(chǎn)品布局方便的優(yōu)點，巧妙避開了原有裝置，最終使得兩套系統(tǒng)相互獨立，且可以相互作為備用系統(tǒng)，為今后輸送機的正常運行提供了雙重保障，如圖5可見前后對比圖。

（2）按圖4中所示的位置制作拉緊油缸及固定繩輪的混凝土支墩，并預埋地腳螺栓，滿足對應的荷載要求。

（3）鋪設至液壓拉緊裝置電控箱所在位置的動力電纜和控制電纜。

圖4 原拉緊裝置示意圖

（4）將原有絞車鋼絲繩拆除，將液壓拉緊裝置的各部件按圖5中所示的新絞車基礎平臺安裝；液壓泵站（含電控箱）、蓄能站因無需地基，直接擺放在合理位置；液壓泵站、蓄能站、拉緊油缸之間的油路通過高壓軟管進行連接。

圖5 改造后拉緊裝置示意圖

5 結(jié)論

該項目改造之后運行至今已有一年半，系統(tǒng)運行穩(wěn)定可靠。因控制方式的不同，前者是由電氣控制，后者由液壓控制，因此類似改造前的問題也再未出現(xiàn)，保證了輸送帶系統(tǒng)穩(wěn)定運行，避免了原來頻繁停機對膠帶、滾筒等部件的損傷，延長了輸送機的使用壽命。該類液壓自動拉緊裝置相對原渦流絞車成本大幅降低，且結(jié)構(gòu)簡單，運行可靠，方便維護和保養(yǎng)，適用于大型長距離鋼絲繩芯輸送機，也對各種工礦條件有良好的適應性，對進口設備實現(xiàn)了有效的國產(chǎn)化改造，降低了設備成本和運行費用，值得向同行推廣使用。

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［2］王永智, 廉自生, 吳波. 可伸縮帶式輸送機自動張緊絞車的研究[J].科學之友, 2006(4):10 -11.

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Localization Improvement of Automatic Tensioning Device of Belt Conveyor

LUO Xian-zhi
（Dexing Copper Mine, Jiangxi Copper Corporation, Dexing 334224, Jiangxi, China）

The defects and insufficiency in the control system of automatic tensioning device for belt conveyor in eddy current winch are mainly expounded. According to the site conditions to select the perfect function and reliable localization hydraulic automatic tensioning device to make a technical transformation, to ensure the balanced operation of equipment control system and meet the normal production of Dexing Copper Mine Fujiawu steel core belt conveyor.

belt conveyor；hydraulic tensioning device；technological transformation；automatic control

TD528+.1

B

1009-3842（2015）03-0071-04

2015-04-04

羅顯芝（1984-），男，江西永新人，主要從事選礦設備技術管理。E-mail: luoxianzhiyx@163.com