MPW變頻張緊絞車的應(yīng)用

張文龍

摘要：隨著煤礦產(chǎn)能的不斷增加，對井下運(yùn)輸能力提出更高的要求，大型皮帶輸送機(jī)得到廣泛的應(yīng)用，而膠帶機(jī)的張緊裝置至關(guān)重要。本文通過分析闡述MPW絞車以及使用情況，同時(shí)提出相應(yīng)的政策建議，進(jìn)而為推廣使用MPW變頻張緊絞車提供參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：MPW絞車 張緊裝置 保護(hù)系統(tǒng)

0 引言

目前為止寺河礦部分膠帶機(jī)仍使用APW絞車張緊裝置，該裝置服務(wù)年限長，設(shè)備老化導(dǎo)致膠帶機(jī)故障率非常高，且由于廠家服務(wù)不到位以及配件采購渠道困難，出現(xiàn)問題后檢修難度很大，嚴(yán)重制約膠帶機(jī)的安全運(yùn)行，無法保障工作面的安全生產(chǎn)，面對這種情況，必須引進(jìn)新設(shè)備。隨著煤礦產(chǎn)量的不斷提高，對井下運(yùn)輸能力的要求也越來越高，大型皮帶輸送機(jī)不斷被高產(chǎn)高效煤礦采用，而膠帶機(jī)的張緊裝置至關(guān)重要，采用先進(jìn)、安全、穩(wěn)定的張緊裝置對煤礦的正常生產(chǎn)有重要的作用。因此，該礦派專業(yè)技術(shù)人員通過調(diào)研考察，引進(jìn)了MPW張緊絞車，西膠皮帶使用至今，張緊裝置故障率低，操作和維護(hù)也非常方便，設(shè)備運(yùn)行維護(hù)以及售后服務(wù)得到了保證，保障了西區(qū)的正常生產(chǎn)。而且MPW變頻張緊絞車技術(shù)先進(jìn)、代表了今后發(fā)展方向，與過去使用的APW及其它形式的拉緊裝置相比，具有應(yīng)用范圍更廣泛，承載能力更大，張力控制精確度、更靈敏，根據(jù)膠帶機(jī)的使用需要，可控制儲(chǔ)帶倉拖帶滾筒的行走速度，同時(shí)可方便的更換鋼絲繩，皮帶運(yùn)行穩(wěn)定可靠。

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MPW系統(tǒng)圖

1 MPW絞車的介紹

1.1 總體結(jié)構(gòu)及其工作原理、工作特性。MPW張緊裝置主要包括電控箱、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和就地控制箱。執(zhí)行機(jī)構(gòu)由鋼絲繩滾筒、行星減速機(jī)、保持制動(dòng)器和電機(jī)組成。電控箱集成了變頻驅(qū)動(dòng)和控制設(shè)備，此外在電控箱的外面還有一套驅(qū)動(dòng)保持制動(dòng)器的液壓系統(tǒng)。MPW張緊裝置的制動(dòng)器在張力合適的時(shí)候均處于閉合狀態(tài)用于保持鋼絲繩上的張力。當(dāng)膠帶張力有變化需要調(diào)節(jié)的時(shí)候，控制程序會(huì)打開制動(dòng)器、啟動(dòng)電機(jī)動(dòng)態(tài)的調(diào)節(jié)張力。當(dāng)張力再次被調(diào)節(jié)到合適的范圍后，電機(jī)和制動(dòng)器會(huì)逐漸被關(guān)閉，從而節(jié)省大量的電力。利用電氣傳動(dòng)裝置在很寬頻率范圍內(nèi)的良好工作特性，MPW張緊裝置可以在很寬的范圍內(nèi)對膠帶張力進(jìn)行精確控制，通常的張力調(diào)節(jié)可達(dá)到與設(shè)定值的偏差僅為1kN。同時(shí)，MPW張緊裝置具有優(yōu)良的動(dòng)態(tài)反應(yīng)能力，能在極短的時(shí)間內(nèi)響應(yīng)膠帶張力的變化。MPW張緊裝置出色的精確性和良好的響應(yīng)特性遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了液壓或機(jī)電形式的張緊裝置。

1.2 張緊裝置保護(hù)系統(tǒng)。MPW張緊裝置系統(tǒng)有很完善的保護(hù)系統(tǒng)確保其安全運(yùn)行和操作人員的安全。張力的反饋是由張力計(jì)通過張力變送器將張力轉(zhuǎn)換為4-20毫安的直流模擬信號(hào)輸入給MPW，這一值將通過放大和補(bǔ)償以校對帶層和繩組之間的偏差。就地控制箱前面的顯示屏將顯示膠帶的張力。反饋的張力同時(shí)與最小設(shè)定值相比較（通常為5kN），在自動(dòng)模式，當(dāng)反饋張力低于最小的設(shè)定張力并持續(xù)3秒以上時(shí)，顯示面板將顯示低張力故障并閉鎖。反饋的張力同時(shí)與最大設(shè)定值相比較（通常為90kN），在人工或自動(dòng)模式，當(dāng)反饋張力高于最大的設(shè)定張力并持續(xù)3秒以上時(shí)，顯示面板將顯示過張力故障并閉鎖。

1.3 技術(shù)特性。張力控制精確度為正、負(fù)1kN，更靈敏、更精確；額定張力75-120kN，應(yīng)用范圍更廣泛，承載能力更大；對小車的張力為42噸-72噸（滑輪數(shù)量3）；峰值張力250kN；動(dòng)力傳輸是電氣控制，通過變頻驅(qū)動(dòng)控制輸出扭矩；張緊時(shí)鋼絲繩卷筒的轉(zhuǎn)速無極，可以獲得任意轉(zhuǎn)速。根據(jù)膠帶機(jī)的使用需要，可控制儲(chǔ)帶倉拖帶滾筒的行走速度。可雙向運(yùn)轉(zhuǎn)，更方便的更換鋼絲繩。

1.4 張緊裝置有三種不同的操作模式。①手動(dòng)模式。在手動(dòng)模式下，通過“手動(dòng)增加”和“手動(dòng)減小”按扭來調(diào)整皮帶的張力。控制程序會(huì)控制所有動(dòng)作的順序并監(jiān)測系統(tǒng)的任何故障和異常。當(dāng)張力大于90kN時(shí)，“手動(dòng)增加”按扭將失效。②自動(dòng)模式。在自動(dòng)模式下控制程序通過張力傳感器的反饋來調(diào)節(jié)皮帶的張力。在初次調(diào)試張緊裝置時(shí)，需要用手動(dòng)模式將張力調(diào)節(jié)到適合自動(dòng)模式運(yùn)行的范圍（通常是25kN-150kN）后，才能開始運(yùn)行自動(dòng)模式。在自動(dòng)模式下，控制程序?qū)⒏鶕?jù)張力設(shè)定值和實(shí)際張力的差值，驅(qū)動(dòng)電機(jī)使用相應(yīng)的扭矩來調(diào)節(jié)張力。當(dāng)張力調(diào)節(jié)到設(shè)定值的某個(gè)范圍內(nèi)并保持120S以后，程序?qū)⒖刂蒲b置進(jìn)入駐留模式，此時(shí)會(huì)關(guān)閉變頻驅(qū)動(dòng)和電機(jī)。③卷帶模式。通過轉(zhuǎn)換控制面板上的轉(zhuǎn)換開關(guān)來選擇卷帶模式。在卷帶模式下，控制程序?qū)⑵У膹埩φ{(diào)節(jié)到卷帶張力（通常為5kN）。這給卷帶的時(shí)候提供了一個(gè)持續(xù)的合適的低張緊力。這種模式下張緊裝置電機(jī)是通過手動(dòng)啟動(dòng)按鈕來啟動(dòng)的，當(dāng)張力被調(diào)節(jié)到卷帶張力設(shè)定值的某個(gè)范圍內(nèi)并保持120S后，張緊裝置會(huì)自動(dòng)停機(jī)。

1.5 張力傳感器的校對。當(dāng)裝置張力傳感器要求重新檢定時(shí)，一般都要求有一個(gè)檢定過的張力傳感器，它被連接在需要校對的張力傳感器和張緊裝置鋼絲繩之間。在大約50kN張力下使用該檢定過的張力傳感器來校對需要檢定的張力傳感器，以便提高檢定的精確性。

1.6 張力變送器的校對。張力傳感器需要24V直流電源的激勵(lì)，返回的是mV信號(hào)，因此需要一個(gè)變送器變換成4-20mA的電流信號(hào)。當(dāng)校對變送器時(shí)，首先需要用電壓表確定就地控制箱給出的激勵(lì)電壓為24VDC。然后，在就地控制箱張力傳感器兩信號(hào)端子間測得的電壓信號(hào)應(yīng)該在40.0mV-200mV之間，變送后它們就對應(yīng)于4-20mA的電流信號(hào)。當(dāng)張力傳感器上沒有張力時(shí)，就地控制箱的張力顯示屏上應(yīng)該顯示張力為零。當(dāng)取掉一根張力傳感器的信號(hào)線后，張力顯示屏上的顯示應(yīng)該是兩倍的最大張力。當(dāng)啟動(dòng)電機(jī)增大或減小張力時(shí)，張力顯示屏上的顯示值應(yīng)該相應(yīng)的增大或者減小。

1.7 張力設(shè)定。啟動(dòng)、運(yùn)行和最大張力被設(shè)置在控制程序中，如果張緊裝置控制器在自動(dòng)狀態(tài)下運(yùn)行，在運(yùn)行之前，這些張力值應(yīng)該設(shè)定為系統(tǒng)默認(rèn)值。

2 MPW絞車的使用情況

該礦安排專業(yè)人員對有關(guān)大型帶式輸送機(jī)自動(dòng)拉緊絞車的配套及運(yùn)行情況赴神華集團(tuán)神東公司進(jìn)行了調(diào)研，經(jīng)領(lǐng)導(dǎo)批準(zhǔn)引進(jìn)一臺(tái)MPW張緊絞車，安裝在西膠皮帶上試運(yùn)行。

2.1 發(fā)明點(diǎn)或創(chuàng)新點(diǎn)。MPW帶式輸送機(jī)張緊裝置為膠帶的張力控制提供了一種全電氣解決方案，MPW張緊裝置可對膠帶張力進(jìn)行精確控制，具有優(yōu)良的動(dòng)態(tài)反應(yīng)能力，在極短的時(shí)間內(nèi)響應(yīng)膠帶張力的變化。MPW張緊裝置出色的精確性和良好的響應(yīng)特性遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了液壓或機(jī)電形式的張緊裝置。

2.2 與當(dāng)前國內(nèi)外同類研究、同類技術(shù)的綜合比較：MPW變頻張緊絞車技術(shù)先進(jìn)、代表了今后發(fā)展方向，與過去使用的APW及其它形式的拉緊裝置相比，具有應(yīng)用范圍更廣泛，承載能力更大，張力控制精確度、更靈敏，根據(jù)膠帶機(jī)的使用需要，可控制儲(chǔ)帶倉拖帶滾筒的行走速度，同時(shí)可方便的更換鋼絲繩，皮帶運(yùn)行穩(wěn)定可靠 。

2.3 社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益分析（計(jì)算依據(jù)）：①社會(huì)效益。MPW變頻張緊絞車技術(shù)先進(jìn)、代表了今后發(fā)展方向，與過去使用的APW及其它形式的拉緊裝置相比，具有應(yīng)用范圍更廣泛，承載能力更大，張力控制精確度、更靈敏，根據(jù)膠帶機(jī)的使用需要，可控制儲(chǔ)帶倉拖帶滾筒的行走速度，同時(shí)可方便的更換鋼絲繩，皮帶運(yùn)行穩(wěn)定可靠。②經(jīng)濟(jì)效益。MPW變頻張緊絞車使用至今，張緊裝置故障率低，操作和維護(hù)也非常方便，設(shè)備運(yùn)行維護(hù)以及售后服務(wù)得到了保證，保障了礦井的正常生產(chǎn)，無法以具體的經(jīng)濟(jì)效益來計(jì)算。

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