文呂杰

【摘? 要】帶式輸送機(jī)具有性能穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)簡單、輸送能力強(qiáng)、運(yùn)行費(fèi)用低、可在輸送機(jī)任意位置進(jìn)行裝卸工作、生產(chǎn)效率高等優(yōu)點(diǎn)，是礦井的主要運(yùn)輸設(shè)備。帶式輸送機(jī)的主要運(yùn)輸部件是由橡膠結(jié)合有機(jī)織物等制作而成的膠帶構(gòu)成。帶式輸送機(jī)在運(yùn)行過程中會(huì)給膠帶施加作用力，經(jīng)過一段時(shí)間的工作，膠帶會(huì)變形、伸長，因此，需要采用張緊裝置來克服上述問題。張緊裝置作為帶式輸送機(jī)的重要組成部件，對(duì)確保帶式輸送機(jī)整體性能的發(fā)揮及運(yùn)輸安全都有重要影響。

【關(guān)鍵詞】帶式輸送機(jī);張緊裝置;有限元分析;張力

1、引言

20世紀(jì)80年代，帶式輸送機(jī)液壓張緊裝置從歐洲國家引進(jìn)到我國，經(jīng)過長期的引進(jìn)、消化、吸收，在輸送機(jī)張緊方面取得較好應(yīng)用?，F(xiàn)階段，帶式輸送機(jī)張緊裝置常用的類型有垂直張緊式、螺旋張緊式、液壓張緊式、絞車張緊式等。根據(jù)絞車張緊裝置應(yīng)用場(chǎng)合，可以分為地面張緊裝置以及井下隔爆張緊裝置。隨著張緊裝置研究的不斷深入，液壓張緊裝置已經(jīng)由以往的手工自動(dòng)控制向自動(dòng)化、智能化控制方向發(fā)展。本文就以山西某礦采用的自動(dòng)化張緊裝置為例，對(duì)裝進(jìn)裝置的結(jié)構(gòu)組成、工作原理以及應(yīng)用特征等進(jìn)行詳細(xì)闡述，以期更好地促進(jìn)張緊裝置在礦井中的發(fā)展應(yīng)用。

2、研究背景及意義

不只是在煤礦產(chǎn)業(yè)、一些需要進(jìn)行大質(zhì)量物料傳輸?shù)男袠I(yè)中都能找到帶式輸送機(jī)的工作身影，在早期由于沒有合適的機(jī)器作用于運(yùn)輸行業(yè)，所有的物料運(yùn)輸只能通過人力，這樣不止速度慢而且效率低，為了能提高其工作效率，帶式輸送機(jī)就問世了，經(jīng)過不斷的改良升級(jí)，其既可以進(jìn)行大質(zhì)量的物料運(yùn)輸，且其不需要人工控制可自行運(yùn)輸，滿足了運(yùn)輸過程中的種種要求，因此在各個(gè)行業(yè)都受到青睞。不斷增加帶式輸送機(jī)的長度，加強(qiáng)其運(yùn)輸?shù)姆€(wěn)定性，提高傳輸帶的傳輸效率成為當(dāng)前帶式輸送機(jī)進(jìn)行改良升級(jí)的主要目的，國外一些大型的產(chǎn)業(yè)中由于需要距離更大的傳送帶，已經(jīng)開始在增強(qiáng)傳送機(jī)傳送帶的研究中大展手腳，并取得了較好的研究成果。

輸送機(jī)在正常的工作和停止的過程中輸送帶都會(huì)有一個(gè)緩沖作用，其作用主要是由于其自身的粘彈性導(dǎo)致，因此輸送帶在剛開始啟動(dòng)和停止的過程中其張力都會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化，就會(huì)對(duì)輸送帶的運(yùn)動(dòng)造成極大的影響，如輸送帶工作壽命減短和造成其它安全事故。張緊裝置的安全性和穩(wěn)定性沒有保障，那對(duì)于整個(gè)輸送帶而言其安全性和穩(wěn)定性也會(huì)直接受到影響，因此為了保證輸送帶傳送物料的穩(wěn)定和安全，必須要針對(duì)整個(gè)張緊裝置進(jìn)行反復(fù)的檢測(cè)確定其時(shí)刻處于正常的工作狀態(tài)。

3、張緊裝置結(jié)構(gòu)組成及工作原理

3.2結(jié)構(gòu)組成

該礦采用的自動(dòng)控制液壓張緊裝置由電控箱、泵站、張緊油缸、蓄能器、行程開關(guān)及相關(guān)附件等組成。蓄能器可以實(shí)現(xiàn)對(duì)液壓控制系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)，當(dāng)過載時(shí)發(fā)出適當(dāng)部分載荷，當(dāng)處于空載時(shí)能夠?yàn)橐簤合到y(tǒng)提供一定壓力。張緊油缸實(shí)現(xiàn)對(duì)皮帶輸送機(jī)張緊調(diào)節(jié)作用，是張緊裝置對(duì)皮帶進(jìn)行張緊的執(zhí)行部件。當(dāng)帶式輸送機(jī)的膠帶出現(xiàn)斷裂時(shí)，需要對(duì)膠帶接頭位置進(jìn)行重新連接，并通過調(diào)速絞車對(duì)輸送機(jī)膠帶進(jìn)行牽制牽引。泵站主要是給張緊裝置提供液壓，防爆電控箱主要是實(shí)現(xiàn)液壓張緊裝置的自動(dòng)控制。具體采用的自動(dòng)控制張緊裝置結(jié)構(gòu)組成

3.2工作原理

自動(dòng)控制液壓張緊裝置液壓系統(tǒng)如圖1所示。帶式輸送機(jī)在初期啟動(dòng)階段，在主電動(dòng)機(jī)接收到啟動(dòng)信號(hào)，開始通過主電動(dòng)機(jī)泵組為液壓電控系統(tǒng)通過動(dòng)力，電磁溢流閥（2DT）導(dǎo)電后從常開狀態(tài)轉(zhuǎn)換成常閉狀態(tài)，電液換向閥（4DT）導(dǎo)電之后液壓油通過左側(cè)通路流入到液壓馬達(dá)內(nèi)，液壓馬達(dá)提供動(dòng)力使得液壓絞車呈現(xiàn)正向旋轉(zhuǎn)，對(duì)帶式輸送機(jī)皮帶進(jìn)行張緊。當(dāng)皮帶輸送機(jī)膠帶張緊到設(shè)定之后，電磁溢流閥（2DT）斷電，供液系統(tǒng)溢流，斷電之后的電液換向閥（

4DT）在彈簧作用下回到中位位置。采用的電液換向閥（4DT）是中位機(jī)（Y型），跟液壓鎖聯(lián)合作用可以實(shí)現(xiàn)對(duì)液壓馬達(dá)的鎖緊，保證絞車停止正轉(zhuǎn)之后，不會(huì)回轉(zhuǎn)，給帶式輸送機(jī)膠帶提供可靠的張力。自動(dòng)控制液壓張緊裝置液壓系統(tǒng)完成上述信號(hào)之后，向帶式輸送機(jī)發(fā)出允許啟動(dòng)信號(hào)，輸送機(jī)進(jìn)入到正常階段。

4、張緊裝置的發(fā)展方向

隨著現(xiàn)代化信息科技的高速發(fā)展，未來張緊裝置的發(fā)展方向是智能化。在信息革命時(shí)代，我國煤礦設(shè)備相對(duì)其他行業(yè)在現(xiàn)代化以及自動(dòng)化上相對(duì)落后，發(fā)展和改進(jìn)空間很大。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)的普及應(yīng)用，張緊裝置在電控系統(tǒng)、遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)、智能診斷以及故障預(yù)判等方面有很大的發(fā)展空間。

未來的發(fā)展方向?yàn)椋?/p>

1）高效智能供電系統(tǒng)，減少能耗;

2）更加高效和緊湊的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，減少設(shè)備零部件的數(shù)量和體積。

3）搭建無線網(wǎng)平臺(tái)，遠(yuǎn)程控制與監(jiān)測(cè)。

4）開發(fā)手持終端設(shè)備，方便遠(yuǎn)程管理。

結(jié)語

張緊裝置是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，主要由張緊絞車系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)等部分組成。重點(diǎn)和難點(diǎn)在于如何調(diào)節(jié)張緊力的大小，因此提出了電流與力雙反饋動(dòng)態(tài)張緊系統(tǒng)方案。通過電流識(shí)別輸送帶上荷載量，因此，在對(duì)電流和負(fù)載信息方面進(jìn)行分析后，可以發(fā)現(xiàn)二者明顯存在關(guān)系。電流能夠?qū)﹂]環(huán)回路進(jìn)行反饋，秘訣在于帶式輸送機(jī)電機(jī)接收電流消息，及時(shí)接收檢測(cè)電流量變化狀況，能夠?qū)碚搹埦o力的數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)分析。經(jīng)過大量力傳感器所測(cè)的張緊力現(xiàn)實(shí)數(shù)據(jù)整理，張緊張力平衡得到很好的調(diào)控。設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的全過程貫穿了負(fù)載隨時(shí)的變化的應(yīng)對(duì)智慧，順利前進(jìn)的終極奧義是輸送機(jī)從始至終都具備著合適的張力。綜上所述的電流反饋?zhàn)詣?dòng)控制系統(tǒng)完美實(shí)現(xiàn)了常規(guī)設(shè)計(jì)中張緊力分布均衡，機(jī)智應(yīng)對(duì)整套張緊系統(tǒng)的瞬息萬變，具有高度的智能化。同時(shí)對(duì)于正在發(fā)展中的輸送機(jī)動(dòng)力學(xué)研發(fā)有著指導(dǎo)性作用，更符合當(dāng)下輸送機(jī)的現(xiàn)實(shí)要求。

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（作者單位：中煤華晉集團(tuán)有限公司王家?guī)X礦）