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皮带输送机张紧装置的结构形式分析

   对于倾角不大的带式输送机,大多采用车式张紧,其中包括张紧小车、张紧滚筒以及张力生成设备及其控制系统,张力生成设备包括重锤、纹车、液压油缸等等。 张紧装置调节皮带张力的方式可以是保持恒定的皮带张力值,或保持两种恒定的皮带张力值(起动张力值和运行张力值),或保持恒定的张力比。在带式输送机系统的布置中,合理的确定张紧装置,是保证输送机正常运转、起动和制动时安全可靠以及经济合理的必要前提。张紧装置的工作特性不仅取决于其本身的结构性能,而且还与带式输送机的起、制动特性有关。因而,要精确的分析张紧装置的工作特性必须同带式输送机整机结合起来,不能孤立地分析张紧装置。但是在输送机结构、起制动方式及张紧装置安装位置确定的情况下,张紧装置的特性就取决于其自身性能了。 
       1、张紧装置的结构形式 张紧装置按结构型式可分为固定式、重锤式和自动式三种。
      1)固定式张紧包括螺旋张紧和固定绞车张紧。螺旋张紧系统中,张紧滚筒的轴承安装在活动架上,活动架可在导轨上滑动,当螺杆旋转时活动架上的螺母跟活动架一起前进和后退,达到张紧和放松的目的。其特点是结构简单,但张紧行程太小,只适用于短距离的输送机。螺旋张紧的缺点是:输送带经过一段时间的使用后,由于塑性变形而伸长,如不及时调整,输送带张紧力会减小,输送带会变松而引起输送带打滑。另外,由于负载经常发生变化,输送带受负载冲击,致使张紧滚筒的固定螺栓松动,螺栓后退,由此造成输送带松弛而导致输送带打滑。还有螺栓生诱后,导致输送带伸长后不能用拧紧螺杆的方法来拧紧。 
固定绞车张紧是利用小型绞车来张紧。绞车一般用蜗轮蜗杆减速器带动卷筒来缠绕钢丝绳,从而张紧输送带。这种张紧系统的优点是体积小拉力大,所以被广泛应用于煤矿井下带式输送机中。缺点是它只能根据需要调节,调节好后产生固定的张紧力。当绞车和固定系统出现问题时,对带式输送机不能产生恒定的张紧力或张紧力失效,安全可靠性降低。
        固定绞车张紧方式只能定期调整输送带的张紧程度,一般开始处于张紧状态,使带式输送机的输送带承受额外的附加载荷,而在运行过程中张紧力随着输送带永久变形增加而逐渐减小,经常出现打滑现象。另外,用固定绞车作为长距离带式输送机的张紧装置,输送带的动应力大,对一定强度的输送带,其安全可靠性将下降,容易出现断带事故。一旦断带事故发生,须重新连接输送带,清理落煤需要停产24小时甚至更长的时间。 
       2)重锤式张紧包括单重锤式,多重锤式及重锤车式。重锤式张紧装置结构简单,应用较广泛,能保证张紧力在各种运行工况下保持恒定不变,并能自动吸收和补偿输送带的伸长。重锤式张紧是通过钢丝绳作用于张紧滚筒从而张紧输送带。重锤车式张紧是重锤通过钢丝绳拉动张紧小车从而张紧输送带,张紧小车可以水平或倾抖布置,也可以垂直布置。在张紧小车布置于倾抖坡度上的带式输送机系统中,也可以不设重锤而将重物放在张紧小车上,利用坡度使装有重物的小车产生下滑力从而张紧输送带,也称为重锤式张紧。重锤式张紧装置的特点是张紧力不变,安全可靠性较高。但张紧力不变同时也是其缺点,由于张紧力不能调节,在输送机起动阶段以及输送量发生变化时,输送带会因张力不足而打滑,在起动和非稳定运行过程中因张力不合适也容易产生振动。另外,受布置空间的限制,重锤位移量也不能过大。
        3)自动式张紧装置是近代输送机中广泛应用的张紧型式,它可使输送带具有合理的张力分布,并自动补偿输送带的弹性变形和塑性伸长。自动张紧装置一般由绞车缠绕钢丝绳拉紧滚筒从而张紧皮带。 自动绞车张紧装置按驱动形式的不同,可分为电动绞车张紧装置和液压绞车张紧装置。按被调节分离点张力的变化规律,又可分为稳定式、随动式和综合式三种形式。稳定式自动张紧装置能使分离点输送带张力在一定误差范围内保持恒定,而不依赖带式输送机负荷的变化和粘着条件以及其它参数。为保证带式输送机起动时输送带不打滑,要求稳定式自动张紧装置能保证输送机起动时输送带分离点张力达到稳定运行值的1.4-1.8倍。随动式自动张紧装置能使输送带相遇点张力和分离点张力之比值保持为定值,综合式自动张紧装置的特点是带式输送机起动时,它的作用方式是随动式的,而在稳定运行时,它的作用方式是稳定式的。
        自动绞车张紧装置的优点逐渐被人们广泛认识,但也存在许多不足。电动绞车张紧装置是用张力传感器作为反馈,根据带式输送机的不同运行工况自动调整张紧力的大小,受张力传感器质量不高或机械系统惯性及信号滞后等影响,自动绞车有误动作现象,影响其使用效果;液压绞车张紧装置是由液压站产生的压力油通过控制液压绞车来调节张紧力的大小,由于液压站和油缸始终处于工作状态,当液压系统或控制系统出现故障时,对输送带不能产生张紧力或张紧力失效,安全可靠性相对降低。除绞车外,也可采用液压缸作为张紧状态元件,液压缸自动张紧装置也可以做到自动调节输送带张紧力,满足输送带在起动以及稳定运行工况所需张紧力不同的要求。但同样存在许多局限,受张紧油缸行程的限制,整个张紧系统不能有较大的张紧行程。所以液压缸自动张紧装置调整范围小,只适用于短距离的带式输送机。另外,液压缸长期处于高压状态会导致密封件及液压件损坏,致使系统泄漏,从而造成输送带张紧力急剧下降,引发打滑、磨损等事故。 综上所述,对于短距离的带式输送机,可采用结构简单,周期调整张力的固定式张紧装置;距离较长,张力要求不大的固定式带式输送机,可采用重锤式张紧装置,重锤式张紧装置可提供恒定的张力,且较少维护;如倾角较大,也可采用重锤车式张紧装置;对于长距离、大运量带式输送机来说,张力要求大,多采用自动张紧装置,虽然自动张紧装置结构复杂,费用较高,但自动张紧装置可根据工况要求时时调整张紧力,降低输送带强度等级,节省输送带投资,降低成本。
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