自控液压张紧装置在选煤厂带式输送机上的应用

[摘 要]本文简要介绍了带式输送机的张紧方式，并以自控液压张紧装置在王家岭选煤厂原煤转载带式输送机上的应用为例，对其工作特点进行研究，并对其系统组成、工作原理做进一步的阐述。

[关键词]带式输送机；自控液压张紧装置；结构组成；工作原理

中图分类号：TD528.1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）06-0375-01

1 前言

带式输送机作为目前最有效的散料运输设备，广泛的运用于各行业，尤其是在煤矿生产过程中，带式输送机起到了关键的作用；带式输送机在启车、制动，以及正常运行的状况下，输送胶带的粘弹性和输送量的变化都会引起胶带张力和挠度的变化；当挠度增大到一定值时，输送机胶带与传动轮间会出现打滑现象，导致输送机不能正常运行；自控液压张紧装置可以使带式输送机适应各种工况，使输送机胶带的张力被实时、自动地调节，保障其安全、可靠地运行[1]。

2 带式输送机的张紧方式及特点

带式输送机张紧装置的结构形式很多，按其工作原理的不同，主要可以分为：重锤式张紧、固定式张紧和自控式张紧3种[2]。

2.1 重锤式张紧

重锤式张紧装置是利用重锤的重力来产生张紧力，其结构简单、工作可靠、维护量小，应用非常广泛；这种张紧方式的特点是在各种工况下均有恒定的张紧力，可以自动补偿由于温度变化、机械磨损等因素引起的输送胶带长度变化；其缺点是占用空间较大，工作中张紧力波动较大，不能即时自动调节。

2.2 固定式张紧

固定式张紧装置的张紧滚筒在输送机运转过程中位置是固定，其张紧行程的调整有手动和电动2种方式。此张紧装置的优点是结构简单紧凑、工作可靠；其缺点是对输送机在运转过程中胶带所产生的弹性变形和塑性伸长无法适时补偿，从而导致张紧力下降，可能引起输送胶带打滑。

2.3 自控式张紧

自控式张紧装置是根据带式输送机不同布置方式的需要，自动适度调整输送带张力，使输送机更可靠、安全地运行。对大运量、长距离带式输送机，自动张紧装置能保证其有效、可靠地工作，避免输送胶带出现松弛、飘带、跑偏、喘振等现象。

自控液压张紧装置是自控式张紧装置的一种，这种张紧装置已在王家岭选煤厂大运量、长距离、高带速的带式输送机上得到了充分的应用[3]。由于带式输送机启停及正常运行状况下对拉力的需求不同，选用自控液压张紧装置，可以对输送胶带的张紧力按照合理的设定范围自动进行调节，符合现代先进选煤工艺的要求。

3 自控液压张紧装置的系统组成及其工作原理

3.1 自控液压张紧装置的系统组成

装置由液压泵站、张紧液压缸、压力继电器及其他控制系统组成，液压缸通过销轴与张紧小车相连；其中液压泵站由液压泵、滤油器、单向阀、溢流阀、换向阀、蓄能器、油箱等组成。

王家岭选煤厂原煤仓下至准备车间的带式输送机所配用的张紧装置，是一种典型的自控式液压张紧装置，其在设计上采用双作用单伸缩液压油缸为张紧小车提供拉力来实现张紧；2个二位三通电磁换向阀进行油路的切换，来满足不同工况对张力的不同要求；采用气囊式蓄能器维持张力的恒定；采用溢流阀对工作压力进行设定和调节，以及对系统进行限压保护；采用卸荷阀实现液压泵卸荷；利用压力继电器在设定压力下发出电信号，实现油路的控制和切换。

3.2 自控液压张紧装置的工作原理

带式输送机在启、制动时对胶带的张力要求和稳定运行时对胶带的张力要求是不同的，起、制动时所需张力大约是稳定运行时所需张力的1.4～1.8倍，这就要求液压系统能够在两极工作压力下运行。

现以王家岭选煤厂所使用的自控液压张紧装置为例对其工作原理进行说明，如图1所示：

3.2.1 带式输送机启动

张紧装置液压泵电机在输送机启动前启动，并向张紧液压油缸前腔充液；图1中2个溢流阀的调定压力分别为额定工作压力的1.5倍（溢流阀8）和1.1倍（溢流阀7）。起动时换向阀5、11电磁铁带动阀芯动作，使压力油液充入张紧液压缸前腔，并推动活塞带动连杆收缩，连杆牵引着固定有滚筒的张紧小车对输送胶带进行张紧；当油缸前腔压力超过溢流阀8所设定的压力值时，溢流阀开始泄压，使油缸压力维持在1.5倍额定工作压力；同时压力继电器将信号传递给集控系统，与其他保护装置共同对输送带进行联控，启动输送机，同时换向阀5和11延时动作，切换油路，张紧装置进入正常运行状态。

3.2.2 带式输送机正常运行

当换向阀5和11切换油路，张紧装置进入正常运行状态时，溢流阀7开始泄油，使油缸压力不大于1.1倍额定工作压力；输送机正常运行时，蓄能器使液压系统油路压力维持在0.9～1.1倍的额定工作压力，当外界扰动或胶带动张力产生波动致使胶带突然伸长时，蓄能器能够及时吸收胶带松边的伸长，减少胶带动张力的波动，使系统维持恒压状态。若正常运行状态下张力低于0.9倍额定工作压力，液压泵将再次向液压缸输送压力油液。

3.2.3 带式输送机制动

带式输送机制动时，换向阀5、11动作，液压泵向液压油缸供液，使油路压力增加到1.5倍的工作压力，以顺利完成制动过程。

自动液压张紧装置可根据输送机张力的变化自动地实现即时控制，能够在输送机启、制动及正常运行时迅速产生足够的拉力，以保障输送机平稳、安全、可靠的运行。

4 自控液压张紧装置的特点

自控液压张紧装置在现代长距离、大流量、高带速带式输送机中广泛的被使用，其主要优点如下：

⑴自动调节张紧力。自控液压张紧装置可以根据带式输送机的工况，及时满足输送带对张力的不同要求，自动调节启动、制动和正常运行状态时的张紧力。

⑵响应时间短。输送机起动时输送胶带的松边会突然松弛伸长，此时张紧液压缸在蓄能器的作用下立即收缩活塞杆，以补偿输送胶带的伸长量，减少胶带松边对紧边的冲击。

⑶减少张力波动。输送机正常运行时，受到外部因素干扰或动张力产生波动使胶带突然伸长，为了减弱这种冲击，及时吸收输送带松边的伸长，使系统处于平稳状态，防止打滑，在液压系统回路中设置了蓄能器。

⑷控制简单。张紧装置的控制系统可以与输送机的各类保护装置实现联控，实现自动远程控制。

5 结束语

自控液压张紧装置不仅响应速度快，能够避免启停时输送带的断带、漂带、打滑等现象，减少紧边冲击，还具有较高张紧力精度，完全满足带式输送机平稳启停时对张力限度及变化的要求；同时，自控液压张紧装置可实现远程控制，符合现代化生产的要求[4-5]。

参考文献

[1] 新型圆管带式输送机设计手册[Z].北京：化学工业出版社，2007.

[2] 隋秀华，肖林京等.具有自适应性能能的矿用带式输送机张紧机构研究分析[M].煤矿机械，2008，29（12）：52-53.

[3] 侯波.带式输送机液压张继装置设计探讨[M]. 煤炭工程，2008，01：23-25.

[4] 许福玲，陈尧明.液压与气压传动[M].北京：机械工业出版社，2007.