輸送機(jī)自控液壓拉緊裝置的研究與應(yīng)用

【摘 要】本文介紹了ZYL型自控液壓拉緊裝置在帶式輸送機(jī)中的應(yīng)用，闡述了該裝置應(yīng)用特性，介紹了其構(gòu)成及工作原理。

【關(guān)鍵詞】帶式輸送機(jī)；自控液壓拉緊裝置；結(jié)構(gòu)和原理

帶式輸送機(jī)是以膠帶兼作牽引機(jī)構(gòu)和承載機(jī)構(gòu)的一種運(yùn)輸設(shè)備，它在礦井地面和井下運(yùn)輸中得到極其廣泛的應(yīng)用。拉緊裝置是帶式輸送機(jī)必不可少的部件，在帶式輸送機(jī)的總體布置時(shí)，選擇合適的拉緊裝置，確定合理的安裝位置，是保證輸送機(jī)起動(dòng)和正常運(yùn)轉(zhuǎn)的重要條件，而ZYL型自控液壓拉緊裝置是根據(jù)我國(guó)帶式輸送機(jī)特點(diǎn)，吸收世界工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的先進(jìn)技術(shù)，充分考慮帶式輸送機(jī)在起動(dòng)和正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)對(duì)拉力的需要不同研發(fā)制造的。

1 拉緊裝置結(jié)構(gòu)形式及應(yīng)用特性

帶式輸送機(jī)拉緊裝置的結(jié)構(gòu)形式很多，按其工作原理不同主要分為重錘式、固定式和自動(dòng)式三種。

1.1 重錘式拉緊裝置

該裝置是利用重錘的重量產(chǎn)生拉緊力并保證輸送帶在各種工況下均有恒定的拉緊力，可以自動(dòng)補(bǔ)償由于溫度改變和磨損而引起輸送帶的深長(zhǎng)變化。在結(jié)構(gòu)上簡(jiǎn)單、工作上可靠、維護(hù)量小，是一種應(yīng)用廣泛的較理想的拉緊裝置；其缺點(diǎn)是占用空間較大，工作中拉緊力不能自動(dòng)調(diào)整。

1.2 固定式拉緊裝置

其拉緊滾筒在輸送機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中位置是固定的，拉緊行程的調(diào)整有手動(dòng)和電動(dòng)兩種形式。其優(yōu)點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、工作可靠；缺點(diǎn)是輸送機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中由于輸送帶彈性變形和塑性伸長(zhǎng)無(wú)法適時(shí)補(bǔ)償從而導(dǎo)致拉緊力下降，可能引起輸送帶在傳動(dòng)滾筒上打滑。常用的固定式拉緊裝置有螺旋拉緊裝置和鋼絲繩-小絞車?yán)o裝置等。

1.3 自動(dòng)拉緊裝置

它是一種在輸送機(jī)工作過(guò)程中能按一定的要求自動(dòng)調(diào)節(jié)拉緊力的拉緊裝置，能使輸送帶具有合理的張力圖，自動(dòng)補(bǔ)償輸送帶彈性變形和塑性變形；缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜、外形尺寸大等。而ZYL型自控液壓拉緊裝置動(dòng)態(tài)性能好、可靠性高，結(jié)構(gòu)緊湊，操作簡(jiǎn)單，是帶式輸送機(jī)拉緊的理想設(shè)備。其主要特點(diǎn)是：1）改善帶式輸送機(jī)運(yùn)行時(shí)膠帶的動(dòng)態(tài)受力效果，特別是膠帶受到突變載荷時(shí)尤其明顯。2）可以根據(jù)起動(dòng)和正常運(yùn)行時(shí)的不同拉緊力，按實(shí)際需要進(jìn)行任意調(diào)節(jié)，完全實(shí)現(xiàn)起動(dòng)拉力為正常運(yùn)行時(shí)的1.3-1.5倍的要求。電液系統(tǒng)一旦調(diào)定后，即按預(yù)定的程序自動(dòng)工作，使輸送機(jī)處在理想的工作狀態(tài)下運(yùn)行，大大改善輸送帶的受力狀況。3）響應(yīng)快。由于輸送機(jī)起動(dòng)時(shí)，輸送帶松邊會(huì)突然松弛伸長(zhǎng)，引起“打帶”、沖擊現(xiàn)象。此時(shí)，拉緊裝置能迅速收縮油缸，及時(shí)吸收輸送帶的伸長(zhǎng)，從而大大緩和了輸送帶的沖擊，使起動(dòng)過(guò)程平穩(wěn)，避免發(fā)生斷帶事故。4）具有斷帶時(shí)自動(dòng)停止輸送機(jī)的保護(hù)功能。5）結(jié)構(gòu)緊湊，安裝空間小，便于井下使用。

2 自控液壓拉緊裝置結(jié)構(gòu)和原理

ZYL型自控液壓拉緊裝置適用于長(zhǎng)距離帶式輸送機(jī)的張緊，主要有拉緊油缸、液壓泵站、蓄能站、慢速絞車、礦用隔爆兼本質(zhì)安全型電氣控制開(kāi)關(guān)和拉進(jìn)附件等六大部分組成。該拉緊裝置核心液壓系統(tǒng)的工作原理：當(dāng)合上隔爆控制開(kāi)關(guān)隔離換向手把后，系統(tǒng)處于待命停機(jī)狀態(tài)。在手動(dòng)工況下開(kāi)動(dòng)油泵電機(jī)，油泵排出的油液經(jīng)粗過(guò)濾器從油箱吸油。當(dāng)手動(dòng)換向閥閥芯處在中位時(shí)，油泵排出的油液經(jīng)精過(guò)濾器到換向閥后，就返回油箱，即油泵不向系統(tǒng)提供壓力油，這時(shí)油泵為卸荷工況。當(dāng)手動(dòng)換向閥處在右位時(shí)，油泵排出的壓力油經(jīng)換向閥、液控單向閥、截止閥進(jìn)入油缸右側(cè)的有桿腔，推動(dòng)活塞向左移動(dòng)，拉動(dòng)張緊小車，以張緊輸送帶。在此過(guò)程中，油缸左側(cè)無(wú)桿腔的回油，側(cè)經(jīng)換向閥返回油箱。當(dāng)油缸不能再拉動(dòng)張緊小車移動(dòng)時(shí)，油泵排出的壓力油就進(jìn)入蓄能器，并不斷升高油壓，直至系統(tǒng)壓力上升到溢流閥甲的調(diào)定壓力，溢流閥甲開(kāi)啟溢流。輸送機(jī)起動(dòng)后轉(zhuǎn)入正常穩(wěn)定運(yùn)行，這時(shí)電磁換向閥失電，閥芯回復(fù)左閥位，將溢流閥乙的回油路與油箱接通。系統(tǒng)油壓下降到溢流閥乙的調(diào)定值。而YJ1、YJ2壓力繼電器所整定的動(dòng)作壓力值更小，所以在電磁換向閥復(fù)位，系統(tǒng)壓力油使得YJ1動(dòng)作，當(dāng)系統(tǒng)處于自動(dòng)工況時(shí)，其接點(diǎn)KP1使得油泵電機(jī)自動(dòng)停止工作。隨著輸送機(jī)的繼續(xù)運(yùn)行，由于輸送帶的塑性伸長(zhǎng)和液壓系統(tǒng)中油液的泄漏等原因，油缸有桿腔的油壓會(huì)不斷下降。當(dāng)壓力降到Y(jié)J2的動(dòng)作回復(fù)壓力時(shí)其接點(diǎn)KP2使得油泵電機(jī)重新啟動(dòng)，油泵又向油缸有桿腔供油并使其壓力上升。當(dāng)壓力升高到Y(jié)J1的動(dòng)作壓力時(shí)，YJ1又動(dòng)作而又將油泵電機(jī)停機(jī)。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，壓力下降到Y(jié)J2的動(dòng)作壓力時(shí)，油泵電機(jī)又啟動(dòng)起來(lái)，如此自動(dòng)反復(fù)。可見(jiàn)，輸送機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行期間，液壓系統(tǒng)的壓力是在YJ1和YJ2所整定的動(dòng)作壓力值范圍內(nèi)變動(dòng)的。由于YJ1、YJ2兩者的壓力整定值相差甚小，一般為1～2MPa左右，可以近似為恒壓力，所以，穩(wěn)定運(yùn)行期間油缸對(duì)輸送機(jī)的拉緊力可以看成是恒張力。當(dāng)手動(dòng)換向閥閥芯處在左閥位時(shí)，油泵排出的壓力油經(jīng)換向閥進(jìn)入油缸無(wú)桿腔，推動(dòng)活塞使活塞桿向外伸出，同時(shí)壓力油經(jīng)控制油路將液控單向閥打開(kāi)，使油缸有桿腔的回油經(jīng)液控單向閥、手動(dòng)換向閥回油箱。當(dāng)需要重新張緊皮帶時(shí)，可直接啟動(dòng)泵站后將手動(dòng)換向閥手把打到右閥位，直至拉緊力上升到設(shè)定值為止。在輸送機(jī)起動(dòng)或穩(wěn)定運(yùn)行期間，慢速絞車一直處于停機(jī)狀態(tài)，借助其蝸輪蝸桿減速器的自鎖功能，鋼絲繩不會(huì)被油缸從絞車卷筒上拉出，絞車起著鋼絲繩固定端的作用。至于輸送機(jī)因?yàn)闄z修而需要松弛輸送帶時(shí)，往往開(kāi)動(dòng)絞車反轉(zhuǎn)松繩比較方便，這時(shí)不需要液壓系統(tǒng)參與工作。

1.過(guò)濾器；2.液壓油泵；3/13.溢流閥；4.手動(dòng)換向閥；5.液控單向閥；6/7.電接點(diǎn)壓力表；8.拉緊油缸；9.動(dòng)滑輪；10.張緊小車；11.固定繩座；12.蓄能器；14.油箱；15.截止閥 KP1/KP2/KP3/KP4.壓力表電接點(diǎn)

圖1 拉緊裝置液壓系統(tǒng)原理圖

3 自控液壓拉緊裝置的應(yīng)用

我公司-250南翼皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)皮帶運(yùn)輸長(zhǎng)度340米，皮帶上山平均坡度16度，皮帶上山最大坡度20度，皮帶機(jī)型號(hào)SPJ-800型。皮帶拉緊裝置采用了ZYL型自控液壓拉緊裝置，經(jīng)過(guò)一年多的使用，消除了原皮帶經(jīng)常跑偏、磨損較嚴(yán)重等事故隱患，提高了皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)的安全可靠性；維修工作量減小；皮帶托棍、皮帶的更換量也大大減少。改造后系統(tǒng)在安全運(yùn)行、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行、運(yùn)輸能力等多方面均達(dá)到了預(yù)期效果，消除了原系統(tǒng)較復(fù)雜，故障點(diǎn)多，設(shè)備維修量大，具有較好的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)效益。

4 結(jié)束語(yǔ)

經(jīng)應(yīng)用證明，ZYL型自控液壓拉緊裝置比傳統(tǒng)拉緊裝置有明顯的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)為用戶帶來(lái)了可觀的經(jīng)濟(jì)效益，其在煤炭、電力、鋼鐵、建材、港口等行業(yè)得到了廣泛應(yīng)用。

【參考文獻(xiàn)】

[1]于繼銘，張曉冬，耿宇缽.礦用井下皮帶運(yùn)輸機(jī)智能控制系統(tǒng)[J].電氣應(yīng)用，2006（9）.

[2]趙杰.煤礦主煤流運(yùn)輸系統(tǒng)集中控制的應(yīng)用[J].能源技術(shù)與管理，2006（6）.

[責(zé)任編輯：王迎迎]