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皮带张紧系统的主要张紧形式及其优缺点分析
发布时间:2019-09-30 15:36浏览次数:

    皮带张紧系统简介


    皮带张紧系统的研究最早发生于法、俄、奥等发达国家,而国内对其研究相对较晚,但经由我国煤矿方面人员的不懈努力,所取得的研究成果也是非常巨大的。例如,经由我国发明的自动式、重力式以及固定式等系统都是时下最为流行的张紧系统。


    1、固定式张紧


    固定式张紧,即在运行过程中,滚筒不会发生位置上的变化,但也无法进行传送带的调整,只能通过停止设备工作进行手动方式调整。时下国内最为常见的就是螺旋张紧系统,其滚筒轴承固定于框架之上,通过框架的移动使其螺旋杆发生变化,进而实现对滚简位置的移动。


    在设备停止后,可通过人工螺旋杆进行张力松紧性的调试。而对于滚筒而言,其固定需要反复检查,以免造成运行过程中不必要的冲击。


    2、重力式张紧


    通常情况下,重力式张紧有两种形式,一种是重锤式,而另一种是重力车式。前者通过自身重力来拉动张紧滚筒,以此来达到传送带拉紧的目的,利用该方式可以很好地应对由塑性变形造成的伸长量,并且在任何过程中都能对拉力值进行固定。而后者则是利用滑轮与钢丝相结合的方式使其产生改变。对于后者而言,其系统结构较为简易,且所需成本较低,还有着极好的安全性与可靠性。


    然而此方式所产生的张紧力固定,因此,需在设计过程中对其张力进行确定。在皮带运行过程中,其一直处于紧绷状态,故而其可用期限极为短暂。


    3、自动式张紧


    对于自动式张紧而言,其可在任何阶段进行调整,根据不同状况对张紧力进行适宜调整,同时还能对其塑性变形进行弥补。在生活中常见的自动式就是液压张紧和电动绞车张紧,前者利用液压泵产生张紧力,并通过油缸对其进行控制,而后者则依靠电机进行实现,以所缠绕的圈数进行张紧力调控。


    以上两种方式均能进行张力大小的控制,但都存在一定不足,前者不足在于机械连贯性的影响,因其会使调节产生不及时的状况,而后者则是由于一直处于高压状态,使得能量消耗巨大,一旦压力过大,将会致使漏液的产生。


    皮带对张紧系统性能的要求


    1)快速响应性能。


    惯性与物体质量相关,由于张紧滚筒与小车的质量较大,所以二者惯性也较大,并且摩擦阻力也会对系统的运行造成影响,所以被传送的张力有所改变,但是张紧系统对张力的调节速度并不及时,从而影响其正常输出,最终对系统的稳定工作造成一行影响。所以,该系统要具备快速响应性能。


    2)张力自动跟随性能。


    皮带的载重量与传输距离会影响黏弹性,进而对皮带的正常运行产生影响,所以,应及时将弹性伸长吸收,控制张力大小。


    3)故障保护性能。


    如果皮带在正常工作的过程中发生故障,张紧系统还能予以保护,避免事态进一步发展,例如,若传送带卡住或断开时,该系统能够将张紧电机及时关闭并促使电机抱闸,以便于张力波被张紧电机吸收,输送带得到的冲击也会有所减小,之后将传送机系统闭锁。


    所以,该系统还能识别故障并选择恰当的方式进行调整。


    PLC自动张紧控制系统


    皮带传送机中的动张力与皮带的运行速度、运行量以及输送距离联系紧密,因此,较快的运行速度、较大的运行量以及较长的输送距离使得其张力的产生变得更加复杂。


    皮带运行的稳定性以及安全性与张力相关,所以只需要控制张力即可令其稳定性与安全性有所提升。但重力式与固定式张紧装置均无法调节张紧力,并且液压式张紧装置对资金项需求量较大,还要定期维护。


    1、系统控制原理及运行方式


    图1为自动张紧控制的系统结构。


自动张紧控制的系统结构


    运行原理:通过控制皮带的方法来控制该系统的运行与停止等过程。启动后,张力变化值会被张力传感器采集,同时利用变送器将其转变为电信号,之后将其传送给张力控制器,便能调节皮带张力。如果张力满足启动要求时即可启动。如果皮带静止,张紧系统会调整皮带张力的大小,令其与停止对张力的要求相符。


    调节张力的具体方法如下:在钢丝绳上将张力传感器固定采集张力值,接下来将测得数值传递给传感器,通过比较定张力值与采集值将相应控制信号发出即可对张紧电机转向进行控制。减速器在电动机的带动下作出松绳或绕绳行为,使得传送带松紧得以调节,从而实现自动调节张力的目的。调节张力后,电机会被张紧抱闸抱死,强行令绞车停止,固定张力值。


    机旁操作与集中操作是系统运行的主要两种方式。其中采取手动调节的方式对张力进行传送即为机旁操作集中操作主要指张力的自动调节,在不同情况下张力能够自动调节到需求的大小,并且还能根据命令来源的不同,将其分为远程控制与本机控制两种。


    2、控制系统硬件设计


    在控制系统中,硬件系统是其重要组成部分,也是对算法进行控制的载体。所以在设计硬件系统时,对其操作的简便性与结构的合理性有所重视,其中网络线路、按钮箱以及控制柜等是其重要组成部分。低压控制系统与PLC控制系统主要位于控制柜内,按钮箱则安装在皮带机头,为实际操作提供了方便,而张紧绞车则位于松边侧。


    编程软件、输出模块、输入模块以及控制器等是PLC自动控制系统的主要组成部分,能够实现全程控制皮带运行的目的。


    工业以太网络是控制系统的主要组成部分,而系统远程站则为原有张力控制系统,张紧远程站与PLC主站之间的通信主要依据网络,中央控制系统和以太网络二者共同构成工业,从而实现远程监控的目的,而通信网络、现场监控站与中央监控中心共同构成了集中控制系统,其主要构成如图2所示。


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    张力数显表、变送器以及张力传感器共同构成张力采集系统。在钢绳上装有张力传感器,如果将滑轮组放大6倍,便能看到张力值的具体数值,图3为其具体电路示意图。变送器能够将张力值转化为标准信号,通常为4~20mA。将其与PLC模拟模块相连便能得到张力的实时数值。


张力采样电路


    结语


    张力输送的自动调节需要借助于张力传感器测得的实时张力数据与PLC元件实现远程控制,使得皮带的空载运行、满载运行以及启动与停止均较为平稳,不会发生打滑现象,其运行效率会明显提升,并且维修费用也大大减少。


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