变频技术在带式输送机自动张紧装置中的应用

摘 要：张紧装置是保证带式输送机正常启动、运行、制动和停车不可或缺的重要部件，在煤矿机械化生产中占有重要地位。本文从变频自动张紧装置的运行原理谈起，重点论述变频自动张紧装置和变频自动张紧装置的优点，变频技术在带式输送机自动张紧装置中的应用有效地保证带式输送机正常工作，促进了煤矿的安全生产。

关键词：变频技术；带式输送机；自动张紧装置

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.06.223

0 引言

带式输送机主要有钢带、输送带、塑料带等类型，是一种牵引工件和传送物料的输送机械，具有运输阻力小、能耗小、运输能力大、对运料损伤小等优点，被广泛应用于国民经济各部门，特别在矿山生产运输中起着重要的作用。变频张紧装置可自动地对输送机张力实时控制，能有效保证带式输送机正常工作。

1 变频自动张紧装置的运行原理

处于自动化状况之下的变频自动张紧装置受到输送机集控的控制。接收集控启动车的信号之后，首先是自检：检测变频器、压力、水温、张力、油温等是不是正常。倘若是正常，将张紧备妥信号发送给集中控制，倘若不正常，将故障信号发出，禁止输送机启动车。

倘若设备正常，首先将制动器泵站与冷却系统启动，再对启动张力值和张力值进行检测。倘若差值超出了设计值，那么将制动器打开，对张紧绞车紧带或者是松带进行控制，确保相同的设计值和张力值。结合张力设计值和检测值大差值多少调节绞车电机的转速。在结束启动阶段之后，变频自动张紧装置调节至工作中的张力。输送机匀速工作的时候，倘若被检张力在设置的范围之内，那么确保张紧绞车的待机；在被检测张力超出设计的范围之内且确保相应的时间，激活绞车，将张力迅速地调节到设计工作的值，再确保待机的状况。收到集控停车信号之后的自动张紧装置，绞车电机被控制箱PLC迅速地激活。在停机阶段，变频绞车控制器是打开的，进而对变频器进行迅速地反应。在结束停机阶段之后，变频绞车确保停机张力，电磁阀受到控制箱PLC的控制。输送机由启动至停机的整个过程，变频自动张紧装置自动地调节张力，处在手动状况之下的变频自动张紧装置能够借助手动按钮对张力进行调节。

2 变频自动张紧装置

去除液压油缸是变频自动张紧的根本所在，而张紧绞车电动机受到变频器的控制，然后变频器受到PLC控制器的控制。这样就能够使带式输送机的自动张紧实现。能够划分变频自动张紧系统为下面几个部分：（1）监测部分。将液压传感器安装在张紧绞车钢丝绳末尾，通过压力变送器，换算钢丝绳的拉力为4mA―20 mA的电流信号向控制箱返回，并且还对带式输送机的停止信号与启动信号读取，在控制箱返回信号；（2）控制部分。这部分的关键是1套PLC控制器。控制器涵盖下面几部分：①CPU模块，主要是判断程序及其工作；②开关量输出模块，对变频器的正反转及其工作进行控制，以及对制动器的制动进行控制，确保变频器在异样的档位下运行，且向带式输送机返回信号；③开关量输入模块，主要是对带式输送机的故障信号、变频器的启停信号、输送机的启停信号进行控制；④模拟量输入模块，对张紧压力变送器返回的模拟量信号进行接收。程序设计是该系统的重要组成部分，兼顾到输送带在正常工作与启动阶段的张紧工作的不同情况，需要分开设计；（3）张紧部分。张紧部分涵盖电气装置与机械装置。机械装置涵盖制动器、张紧滚筒、张紧绞车、张紧小车。在张紧小车上固定张紧滚筒，在张紧滑到安装张紧小车，借助钢丝绳牵引的张紧绞车在滑到上牵引张紧小车移动，实现输送调节张紧力的功能。输送带张紧的控制借助张紧绞车，应当兼顾一个关键性的要素，也就是蜗轮蜗杆减速器。尽管大部分的蜗轮蜗杆减速器都具备反向自锁定的作用，在绞车电动机转动的过程中，绞车才转动，而输送物料中的涡轮蜗杆减速器，就算电动机停电，因为电动机的惯性作用还会不间断地运行，绞车也会工作相应的距离，倘若在张紧绞车上出现这样的现象，就容易出现故障。在松输送带的情况下，尽管变频器断电，张紧绞车电动机也难以迅速地停止，依旧具备相应的惯性，这造成张紧绞车的不断松动，为此，需要对制动器进行安装，不然，驱动滚筒打滑的情况会出现。电气装置涵盖张紧电动机与变频器。而往往张紧电动机是低频工作的，为此，最好应用专门的变频电动机。变频器结合张紧电动机选型，因为要求正反转，需要应用四象限变频器，对输出到张紧电动机的电压频率进行控制，实现对电动机正反转与转速的控制，从而对张紧绞车的松紧进行控制。

3 变频自动张紧装置的优点

（1）实现变频调速。借助当今比较发达的变频调速技术，能够在制动、张紧装置的时候降低对皮带的冲击，进而使装置的应用年限延长；（2）自动调节张紧力有着非常强的适应性。能够在输送机工作的时候，结合工作条件对张紧力进行自动化地调节，确保输送带存在较大张力起、制动的过程中输送带的波涌情况。针对规模较大的输送机而言，输送机系统的安全性与稳定性大大地增强，且使输送带的应用年限延长；（3）能够迅速地响应。对自动张紧装置进行设计的时候，务必确保张紧装置的反应速度快于输送带当中张力波的传播速度；（4）便于维护装置。自动张紧装置的部分仅仅是机械与电器，相比较于当今带式输送机上不少张紧装置，一部分的液压部件与机械部件减少，在实现应用条件的情况之下，系统的零部件愈少，愈不会发生故障，因此可以实现工作的稳定性与安全性。

4 结论

综上所述，变频调速张紧装置在输送机工作过程中能按一定的要求自动调节张紧力，同时自动补偿输送带的弹性变形和塑性变形。所以说变频技术在带式输送机自动张紧装置中的应用提高了机械效率，降低使用成本，在实际应用和作用中起到事半功倍的效果，提高每一份资源的利用，降低人力成本，降低器械功耗。

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作者简介：惠凯卫（1987-），男，陕西富平人，本科，助理工程师，主要从事煤矿机电技术管理工作。