變頻技術在帶式輸送機自動張緊裝置中的應用

摘 要：張緊裝置是保證帶式輸送機正常啟動、運行、制動和停車不可或缺的重要部件，在煤礦機械化生產中占有重要地位。本文從變頻自動張緊裝置的運行原理談起，重點論述變頻自動張緊裝置和變頻自動張緊裝置的優點，變頻技術在帶式輸送機自動張緊裝置中的應用有效地保證帶式輸送機正常工作，促進了煤礦的安全生產。

關鍵詞：變頻技術；帶式輸送機；自動張緊裝置

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.06.223

0 引言

帶式輸送機主要有鋼帶、輸送帶、塑料帶等類型，是一種牽引工件和傳送物料的輸送機械，具有運輸阻力小、能耗小、運輸能力大、對運料損傷小等優點，被廣泛應用于國民經濟各部門，特別在礦山生產運輸中起著重要的作用。變頻張緊裝置可自動地對輸送機張力實時控制，能有效保證帶式輸送機正常工作。

1 變頻自動張緊裝置的運行原理

處于自動化狀況之下的變頻自動張緊裝置受到輸送機集控的控制。接收集控啟動車的信號之后，首先是自檢：檢測變頻器、壓力、水溫、張力、油溫等是不是正常。倘若是正常，將張緊備妥信號發送給集中控制，倘若不正常，將故障信號發出，禁止輸送機啟動車。

倘若設備正常，首先將制動器泵站與冷卻系統啟動，再對啟動張力值和張力值進行檢測。倘若差值超出了設計值，那么將制動器打開，對張緊絞車緊帶或者是松帶進行控制，確保相同的設計值和張力值。結合張力設計值和檢測值大差值多少調節絞車電機的轉速。在結束啟動階段之后，變頻自動張緊裝置調節至工作中的張力。輸送機勻速工作的時候，倘若被檢張力在設置的范圍之內，那么確保張緊絞車的待機；在被檢測張力超出設計的范圍之內且確保相應的時間，激活絞車，將張力迅速地調節到設計工作的值，再確保待機的狀況。收到集控停車信號之后的自動張緊裝置，絞車電機被控制箱PLC迅速地激活。在停機階段，變頻絞車控制器是打開的，進而對變頻器進行迅速地反應。在結束停機階段之后，變頻絞車確保停機張力，電磁閥受到控制箱PLC的控制。輸送機由啟動至停機的整個過程，變頻自動張緊裝置自動地調節張力，處在手動狀況之下的變頻自動張緊裝置能夠借助手動按鈕對張力進行調節。

2 變頻自動張緊裝置

去除液壓油缸是變頻自動張緊的根本所在，而張緊絞車電動機受到變頻器的控制，然后變頻器受到PLC控制器的控制。這樣就能夠使帶式輸送機的自動張緊實現。能夠劃分變頻自動張緊系統為下面幾個部分：（1）監測部分。將液壓傳感器安裝在張緊絞車鋼絲繩末尾，通過壓力變送器，換算鋼絲繩的拉力為4mA—20 mA的電流信號向控制箱返回，并且還對帶式輸送機的停止信號與啟動信號讀取，在控制箱返回信號；（2）控制部分。這部分的關鍵是1套PLC控制器。控制器涵蓋下面幾部分：①CPU模塊，主要是判斷程序及其工作；②開關量輸出模塊，對變頻器的正反轉及其工作進行控制，以及對制動器的制動進行控制，確保變頻器在異樣的檔位下運行，且向帶式輸送機返回信號；③開關量輸入模塊，主要是對帶式輸送機的故障信號、變頻器的啟停信號、輸送機的啟停信號進行控制；④模擬量輸入模塊，對張緊壓力變送器返回的模擬量信號進行接收。程序設計是該系統的重要組成部分，兼顧到輸送帶在正常工作與啟動階段的張緊工作的不同情況，需要分開設計；（3）張緊部分。張緊部分涵蓋電氣裝置與機械裝置。機械裝置涵蓋制動器、張緊滾筒、張緊絞車、張緊小車。在張緊小車上固定張緊滾筒，在張緊滑到安裝張緊小車，借助鋼絲繩牽引的張緊絞車在滑到上牽引張緊小車移動，實現輸送調節張緊力的功能。輸送帶張緊的控制借助張緊絞車，應當兼顧一個關鍵性的要素，也就是蝸輪蝸桿減速器。盡管大部分的蝸輪蝸桿減速器都具備反向自鎖定的作用，在絞車電動機轉動的過程中，絞車才轉動，而輸送物料中的渦輪蝸桿減速器，就算電動機停電，因為電動機的慣性作用還會不間斷地運行，絞車也會工作相應的距離，倘若在張緊絞車上出現這樣的現象，就容易出現故障。在松輸送帶的情況下，盡管變頻器斷電，張緊絞車電動機也難以迅速地停止，依舊具備相應的慣性，這造成張緊絞車的不斷松動，為此，需要對制動器進行安裝，不然，驅動滾筒打滑的情況會出現。電氣裝置涵蓋張緊電動機與變頻器。而往往張緊電動機是低頻工作的，為此，最好應用專門的變頻電動機。變頻器結合張緊電動機選型，因為要求正反轉，需要應用四象限變頻器，對輸出到張緊電動機的電壓頻率進行控制，實現對電動機正反轉與轉速的控制，從而對張緊絞車的松緊進行控制。

3 變頻自動張緊裝置的優點

（1）實現變頻調速。借助當今比較發達的變頻調速技術，能夠在制動、張緊裝置的時候降低對皮帶的沖擊，進而使裝置的應用年限延長；（2）自動調節張緊力有著非常強的適應性。能夠在輸送機工作的時候，結合工作條件對張緊力進行自動化地調節，確保輸送帶存在較大張力起、制動的過程中輸送帶的波涌情況。針對規模較大的輸送機而言，輸送機系統的安全性與穩定性大大地增強，且使輸送帶的應用年限延長；（3）能夠迅速地響應。對自動張緊裝置進行設計的時候，務必確保張緊裝置的反應速度快于輸送帶當中張力波的傳播速度；（4）便于維護裝置。自動張緊裝置的部分僅僅是機械與電器，相比較于當今帶式輸送機上不少張緊裝置，一部分的液壓部件與機械部件減少，在實現應用條件的情況之下，系統的零部件愈少，愈不會發生故障，因此可以實現工作的穩定性與安全性。

4 結論

綜上所述，變頻調速張緊裝置在輸送機工作過程中能按一定的要求自動調節張緊力，同時自動補償輸送帶的彈性變形和塑性變形。所以說變頻技術在帶式輸送機自動張緊裝置中的應用提高了機械效率，降低使用成本，在實際應用和作用中起到事半功倍的效果，提高每一份資源的利用，降低人力成本，降低器械功耗。

參考文獻：

[1]戴建立.帶式輸送機自動張緊裝置的現狀及研究[J].煤礦機械，2007，28（11）：3-4.

[2]滿詠梅.帶式輸送機張緊裝置的分析[J].煤礦機械，2010，31（12）：80-81.

[3]劉冬敏.ZYJ帶式輸送機液壓自動張緊裝置的研究[J].煤礦機械，2009，30（06）：34-36.

[4]袁紅兵，吳波，廉自生.可伸縮帶式輸送機自動張緊裝置研究[J].煤礦機械，2007，28（03）：123-124.

[5]李冬梅，程秀芳.帶式輸送機拉緊裝置動態特性分析[J].煤礦機械，2010，31（07）：72-74.

作者簡介：惠凱衛（1987-），男，陜西富平人，本科，助理工程師，主要從事煤礦機電技術管理工作。