帶式輸送機(jī)張緊裝置的比較和選擇

摘要：根據(jù)帶式輸送機(jī)啟動和運(yùn)行中輸送帶張力的變化特點(diǎn)，對帶式輸送機(jī)的張緊裝置提出了要求。就幾種常見的張緊裝置的特點(diǎn)和適用范圍進(jìn)行了分析比較，便于根據(jù)不同的場合和條件選擇不同的張緊裝置。

關(guān)鍵詞：帶式輸送機(jī) 張緊裝置 比較 選擇

隨著煤礦機(jī)械化程度的不斷提高，帶式輸送機(jī)作為煤礦重要的運(yùn)輸機(jī)械，也向高速、長距離、大運(yùn)量和大功率的方向發(fā)展。為了保證帶式輸送機(jī)安全啟動并穩(wěn)定運(yùn)行，輸送帶在啟（制）動和運(yùn)行中應(yīng)保持一定的拉緊力，由拉緊裝置提供拉緊力。因此，研究帶式輸送機(jī)拉緊裝置的特性，開發(fā)新型的帶式輸送機(jī)拉緊裝置也是非常必要的。根據(jù)運(yùn)行條件合理選擇張緊裝置，對帶式輸送機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要。

1 輸送帶張力的變化特點(diǎn)

在帶式輸送機(jī)正常啟（制）動和穩(wěn)定運(yùn)行過程中，輸送帶張力會發(fā)生明顯變化，它有以下幾個特點(diǎn)：①為滿足帶式輸送機(jī)的傳動條件和最大下垂度，啟動帶式輸送機(jī)時，輸送帶張力很大，通常是穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)下的1.3～1.5倍；②輸送機(jī)進(jìn)入穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)后，輸送帶的張緊力會逐漸減小并維持一個穩(wěn)定狀態(tài)；③輸送帶的張力會隨著輸送量的變化而變化。機(jī)械從空載運(yùn)行到重載運(yùn)行狀態(tài)的轉(zhuǎn)變，其輸送帶張力也由小變大發(fā)生變化；④帶式輸送機(jī)工作時，隨著時間的推移，輸送帶張力逐漸變小，下垂度逐漸增大，致使輸送帶發(fā)生塑性變形。

2 張緊裝置的要求和作用

基于輸送帶張力變化情況分析，筆者對帶式輸送機(jī)張緊裝置提出兩點(diǎn)要求：①張緊裝置可以根據(jù)輸送帶張力的變化自動調(diào)整張緊力；②要不斷提高張緊力對輸送帶張力變化反應(yīng)的速度，以促進(jìn)帶式輸送機(jī)的安全平穩(wěn)啟（制）動和運(yùn)行。所以拉緊裝置要具備滿足三點(diǎn)要求才可確保機(jī)械正常運(yùn)行，即：第一，輸送帶的初張力符合設(shè)計要求，保證驅(qū)動滾筒與輸送帶之間有足夠的摩擦力，同時為達(dá)到傳動滾筒的摩擦傳動要求，必須儲備一定的摩擦力。第二，為滿足相鄰?fù)休侀g輸送帶的垂度限制條件，確保整個機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行，應(yīng)保證輸送帶最小張力點(diǎn)有一定張力。第三，滿足輸送機(jī)啟、制動及正常運(yùn)行過程中張力引起的塑性和彈性伸長要求的拉緊行程。

3 張緊裝置的幾種常見形式

根據(jù)張緊裝置的功用，可將其歸總為三大類：自動張緊裝置、重錘式張緊裝置和固定式張緊裝置。

3.1 固定式張緊方式。絞車張緊裝置與螺旋張緊裝置是常見的固定式張緊方式。

3.1.1 絞車張緊裝置。絞車包括手動、電動兩類。在傾角小且距離長的輸送機(jī)張緊作業(yè)中通常都用到絞車張緊裝置。隨著張緊裝置張力的變化和膠帶使用時間的延長，膠帶會伸長，致使拉緊力縮小、帶式輸送機(jī)打滑。出現(xiàn)此種情況后就參照拉緊力的要求，通過人力對拉緊力進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整即可。固定絞車?yán)o裝置不支持恒張力拉緊，但設(shè)有儲帶功能。絞車能夠消化輸送帶永久變形的問題。因此，絞車可以作為輸送帶的儲帶工作機(jī)構(gòu)用以輔助可伸縮帶式輸送機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行。

3.1.2 螺旋張緊裝置。在帶有螺母的滑架上裝設(shè)拉緊滾筒兩側(cè)的軸承座，安裝在尾架上的滑架能夠自由移動。轉(zhuǎn)動尾架上的螺桿，使滑架及其配套安裝的螺母同進(jìn)同退，起到松緊的效果，以此對輸送帶張力進(jìn)行調(diào)節(jié)。為防止螺桿松動，其上面的螺紋必須有自鎖功能。

該裝置雖然構(gòu)造簡單，但拉緊行程小，所允許的最大拉力小，因此宜在功率小、工作長度短的帶式輸送機(jī)上安裝此裝置。

3.2 重錘式張緊裝置

3.2.1 重錘懸掛式拉緊裝置。重錘懸掛式拉緊裝置是一種具有恒張力的拉緊裝置。它裝設(shè)在帶式輸送機(jī)走廊空間位置中，通過增減重錘塊來調(diào)節(jié)張緊力。該裝置的設(shè)計原理參見圖1。先框架2上安裝滾筒1，再吊掛上重錘3，框架沿導(dǎo)軌方向上下移動，輸送帶在重錘的重力作用下被拉緊。當(dāng)輸送機(jī)末端位置受限或使用較長的輸送機(jī)時可采用重錘懸掛式拉緊裝置作業(yè)。通常將其安裝在輸送機(jī)走廊下面的空間或距離驅(qū)動滾筒較近的位置上。該張緊裝置的不足之處在于其改向滾筒較多，張緊滾筒和輸送帶的間隙經(jīng)常有物料掉落，影響輸送帶的正常運(yùn)行。

3.2.2 重錘小車式拉緊裝置。重錘小車式拉緊裝置是一種具有恒張力的拉緊裝置。該裝置的工作原理基本等同于重錘懸掛式拉緊裝置的工作原理，而且它也通過增減重錘塊來調(diào)節(jié)張緊力。在尾架導(dǎo)軌可移動的小車上裝設(shè)機(jī)尾張緊滾筒，鋼絲繩連接重錘和小車（參見圖2）。當(dāng)因作業(yè)場地受限而不能使用重錘懸掛裝置，一般都用到該裝置，而且通常都裝配張緊絞車，以滿足張緊行程的要求。

3.2.3 重載小車張緊裝置。安裝重載小車張緊裝置的帶式輸送機(jī)通常為傾角和下端坡度大的上下運(yùn)行式輸送機(jī)。該裝置借助下端載重小車的重力下滑分力來張緊輸送帶，通過增減配重塊來調(diào)節(jié)張力大小。

該裝置的優(yōu)勢在于能使張緊力恒定不變，防止輸送帶運(yùn)行時發(fā)生塑性變形而縮小張力；不足之處是輸送帶在穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)下張緊力較大，會大大縮短輸送帶的服務(wù)年限。

3.3 自動張緊裝置 液壓自動張緊裝置屬于一種可變張力的張緊裝置。它的工作原理大致等同于自動絞車?yán)o裝置，但自動絞車?yán)o裝置的拉緊動力來自絞車，而它的拉緊動力是液壓缸。自控液壓張緊裝置的工作原理是控制油缸前腔的工作油壓及活塞桿伸出量。當(dāng)輸送帶張力增大甚至大于限定值時，油缸前腔壓力會超出限定范圍，傳感機(jī)構(gòu)向液壓系統(tǒng)發(fā)送信號，液壓系統(tǒng)活塞桿伸出，降低輸送帶張力；當(dāng)輸送帶張力過小甚至達(dá)不到設(shè)計要求，液壓系統(tǒng)同樣會接收到傳感機(jī)構(gòu)發(fā)送的調(diào)節(jié)信號，蓄能器或泵站自動向油缸前腔補(bǔ)液，縮回活塞桿，進(jìn)而將輸送帶張緊。

自控液壓張緊裝置響應(yīng)速度快，輸送帶的張力波動小，啟動平穩(wěn)可靠，避免了張緊裝置對輸送帶的過張緊現(xiàn)象，保證了輸送機(jī)的安全平穩(wěn)運(yùn)行。

4 幾種張緊裝置的比較

固定式張緊方式由于張緊位置恒定不變，沒有移動，張緊力開始時偏大，但當(dāng)輸送機(jī)正常運(yùn)行一段時間后，輸送帶會逐漸發(fā)生塑性變形，出現(xiàn)張力變小的現(xiàn)象。

重錘式張緊裝置能夠保證輸送帶的張緊力始終保持恒定不變，無需維修人員經(jīng)常調(diào)整張緊力的大小，但重錘式張緊裝置對輸送帶也有過張緊現(xiàn)象。

這兩類張緊裝置的輸送帶都存在張緊現(xiàn)象，輸送帶張力峰值過大，輸送帶帶強(qiáng)增大，這對優(yōu)化整機(jī)動態(tài)十分不利。自控液壓張緊裝置就不存在這些問題，它能夠快速反映，實(shí)現(xiàn)輸送機(jī)的動態(tài)張緊，因此它適用于距離長、運(yùn)量大的大功率輸送機(jī)的張緊作業(yè)。

5 結(jié)束語

帶式輸送機(jī)是一種摩擦驅(qū)動以連續(xù)方式運(yùn)輸物料的機(jī)械，在輸送機(jī)的啟動、制動時為保證啟動、制動力的傳遞所需要的拉緊力不同，輸送帶的張力分布也不相同，需要考慮在這兩種工況下滿足輸送帶的垂度條件所需要的拉緊力也相應(yīng)增大。這就要求拉緊裝置在不同的工況下能夠提供相應(yīng)的拉緊力以滿足驅(qū)動滾筒與輸送帶之間不打滑，從而保證輸送機(jī)的正常穩(wěn)定的運(yùn)行。

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作者簡介：楊國平（1973-），工程師，畢業(yè)于寧夏煤校機(jī)電專業(yè)，現(xiàn)任神華寧夏煤業(yè)集團(tuán)石溝驛煤業(yè)分公司機(jī)電副總工程師兼機(jī)電動力科科長。