帶式輸送機張緊裝置的比較和選擇

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

關鍵詞：帶式輸送機 張緊裝置 比較 選擇

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

1 輸送帶張力的變化特點

在帶式輸送機正常啟（制）動和穩定運行過程中，輸送帶張力會發生明顯變化，它有以下幾個特點：①為滿足帶式輸送機的傳動條件和最大下垂度，啟動帶式輸送機時，輸送帶張力很大，通常是穩定運行狀態下的1.3～1.5倍；②輸送機進入穩定運行狀態后，輸送帶的張緊力會逐漸減小并維持一個穩定狀態；③輸送帶的張力會隨著輸送量的變化而變化。機械從空載運行到重載運行狀態的轉變，其輸送帶張力也由小變大發生變化；④帶式輸送機工作時，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，筆者對帶式輸送機張緊裝置提出兩點要求：①張緊裝置可以根據輸送帶張力的變化自動調整張緊力；②要不斷提高張緊力對輸送帶張力變化反應的速度，以促進帶式輸送機的安全平穩啟（制）動和運行。所以拉緊裝置要具備滿足三點要求才可確保機械正常運行，即：第一，輸送帶的初張力符合設計要求，保證驅動滾筒與輸送帶之間有足夠的摩擦力，同時為達到傳動滾筒的摩擦傳動要求，必須儲備一定的摩擦力。第二，為滿足相鄰托輥間輸送帶的垂度限制條件，確保整個機組穩定運行，應保證輸送帶最小張力點有一定張力。第三，滿足輸送機啟、制動及正常運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張緊作業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、帶式輸送機打滑。出現此種情況后就參照拉緊力的要求，通過人力對拉緊力進行適當調整即可。固定絞車拉緊裝置不支持恒張力拉緊，但設有儲帶功能。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構用以輔助可伸縮帶式輸送機穩定運行。

3.1.2 螺旋張緊裝置。在帶有螺母的滑架上裝設拉緊滾筒兩側的軸承座，安裝在尾架上的滑架能夠自由移動。轉動尾架上的螺桿，使滑架及其配套安裝的螺母同進同退，起到松緊的效果，以此對輸送帶張力進行調節。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。它裝設在帶式輸送機走廊空間位置中，通過增減重錘塊來調節張緊力。該裝置的設計原理參見圖1。先框架2上安裝滾筒1，再吊掛上重錘3，框架沿導軌方向上下移動，輸送帶在重錘的重力作用下被拉緊。當輸送機末端位置受限或使用較長的輸送機時可采用重錘懸掛式拉緊裝置作業。通常將其安裝在輸送機走廊下面的空間或距離驅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常有物料掉落，影響輸送帶的正常運行。

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節張緊力。在尾架導軌可移動的小車上裝設機尾張緊滾筒，鋼絲繩連接重錘和小車（參見圖2）。當因作業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通常為傾角和下端坡度大的上下運行式輸送機。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節張力大小。

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

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拉緊裝置，但自動絞車拉緊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，傳感機構向液壓系統發送信號，液壓系統活塞桿伸出，降低輸送帶張力；當輸送帶張力過小甚至達不到設計要求，液壓系統同樣會接收到傳感機構發送的調節信號，蓄能器或泵站自動向油缸前腔補液，縮回活塞桿，進而將輸送帶張緊。

自控液壓張緊裝置響應速度快，輸送帶的張力波動小，啟動平穩可靠，避免了張緊裝置對輸送帶的過張緊現象，保證了輸送機的安全平穩運行。

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，但當輸送機正常運行一段時間后，輸送帶會逐漸發生塑性變形，出現張力變小的現象。

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，無需維修人員經常調整張緊力的大小，但重錘式張緊裝置對輸送帶也有過張緊現象。

這兩類張緊裝置的輸送帶都存在張緊現象，輸送帶張力峰值過大，輸送帶帶強增大，這對優化整機動態十分不利。自控液壓張緊裝置就不存在這些問題，它能夠快速反映，實現輸送機的動態張緊，因此它適用于距離長、運量大的大功率輸送機的張緊作業。

5 結束語

帶式輸送機是一種摩擦驅動以連續方式運輸物料的機械，在輸送機的啟動、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增大。這就要求拉緊裝置在不同的工況下能夠提供相應的拉緊力以滿足驅動滾筒與輸送帶之間不打滑，從而保證輸送機的正常穩定的運行。

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作者簡介：楊國平（1973-），工程師，畢業于寧夏煤校機電專業，現任神華寧夏煤業集團石溝驛煤業分公司機電副總工程師兼機電動力科科長。