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皮帶輸送機(jī)自動(dòng)張緊裝置的現(xiàn)狀及控制

文章來源: 發(fā)布時(shí)間:2017/12/20 11:01:06 瀏覽次數(shù):

目前皮帶輸送機(jī)已成為食品、建材、化工和港口等諸多領(lǐng)域物流運(yùn)輸系統(tǒng)的主要輸送設(shè)備。隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,長距離、高帶速、大運(yùn)量皮帶輸送機(jī)已成為發(fā)展方向,特別是長距離整芯帶皮帶輸送機(jī)的不斷應(yīng)用。由于輸送帶伸長量急劇增加,就需要?jiǎng)討B(tài)性能好、適應(yīng)長距離皮帶輸送機(jī)發(fā)展需要的自動(dòng)張緊裝置。

  1、張緊裝置功能

  張緊裝置是皮帶輸送機(jī)不可缺少的重要組成部分,它的性能好壞直接影響輸送機(jī)整體的性能,張緊裝置的功能主要有以下幾點(diǎn):

  (1)保證皮帶輸送機(jī)驅(qū)動(dòng)滾筒分離點(diǎn)的足夠張力和驅(qū)動(dòng)裝置依靠摩擦傳動(dòng)所必須傳遞的摩擦牽引力,以帶動(dòng)輸送機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn),防止輸送帶打滑;

  (2)保證承載分支最小張力點(diǎn)的必須張力,限制輸送帶在托輥之間的垂度,保證皮帶輸送機(jī)正常運(yùn)行;

  (3)補(bǔ)償塑性變形與過渡工況時(shí)輸送帶伸長量的變化。由于負(fù)載變化會(huì)引起輸送帶發(fā)生長度變化,蠕變現(xiàn)象也會(huì)造成輸送帶伸長,張緊力有變小趨勢(shì),需要張緊裝置來吸收由蠕變產(chǎn)生的伸長,維持輸送機(jī)正常運(yùn)行所需的最小張緊力;

  (4)為輸送帶重新接頭做必要的行程準(zhǔn)備。每部皮帶輸送機(jī)都有若干個(gè)接頭,可能在某一時(shí)間接頭會(huì)出現(xiàn)問題,必須截頭重做,張緊裝置為皮帶輸送機(jī)準(zhǔn)備了負(fù)荷以外的輸送帶,這樣接頭故障就可以通過放松張緊裝置重新接頭來解決。

  2、國內(nèi)外現(xiàn)狀

  國內(nèi)常見的皮帶輸送機(jī)張緊裝置有重錘張緊和固定絞車張緊,近幾年又出現(xiàn)了液壓油缸式張緊裝置。

  (1)重錘式張緊裝置結(jié)構(gòu)最簡單,應(yīng)用最廣泛,由于重錘的作用,它能保證張緊力在各種工況下保持不變,其力學(xué)特點(diǎn)是張緊力不變,張緊位移可變。

  (2)固定式張緊裝置是指張緊滾筒在輸送機(jī)啟動(dòng)前或停機(jī)后可改變張緊力。其中螺旋張緊裝置常用于短距離輸送機(jī)中;電動(dòng)絞車和手動(dòng)絞車固定式張緊裝置適用于水平運(yùn)輸和小傾角運(yùn)輸?shù)拇笮洼斔蜋C(jī)。但當(dāng)輸送帶產(chǎn)生塑性變形后,引起輸送帶張力變小,懸垂度增大,就必須重新調(diào)整張緊位移。

  (3)油缸式張緊裝置可根據(jù)輸送機(jī)的不同工況及輸送帶張力的不同要求調(diào)節(jié)輸送機(jī)啟動(dòng)時(shí)和穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)的張緊力,皮帶輸送機(jī)啟動(dòng)時(shí),輸送帶的松邊突然松弛伸長,此時(shí)張緊油缸在蓄能站的作用下立即收縮活塞桿,補(bǔ)償輸送帶的伸長量,使輸送機(jī)啟動(dòng)平穩(wěn),有效地保護(hù)了輸送帶。

  (4)液壓絞車式張緊裝置可根據(jù)皮帶輸送機(jī)不同布置線路的需要自動(dòng)調(diào)整輸送帶張力,使輸送機(jī)更經(jīng)濟(jì)、安全地運(yùn)行。對(duì)大運(yùn)量、長距離皮帶輸送機(jī),液壓絞車張緊裝置可根據(jù)輸送機(jī)張力的變化實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制,能夠在輸送機(jī)起、制動(dòng)時(shí)迅速產(chǎn)生足夠的拉力。

  從目前國內(nèi)較流行的自動(dòng)張緊裝置的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)來看,是將油缸式和液壓絞車式結(jié)合起來:即通過液壓絞車實(shí)現(xiàn)皮帶輸送機(jī)長距離的快速調(diào)整和預(yù)拉緊,再通過張力調(diào)節(jié)油缸實(shí)現(xiàn)短距離的行程調(diào)整,一般將系統(tǒng)張力調(diào)為3個(gè)階段:啟動(dòng)張力、運(yùn)行張力和卷帶張力(順槽輸送機(jī)用)。

  3、動(dòng)態(tài)張緊裝置的控制策略

  國內(nèi)YZLA系列或DYL系列的產(chǎn)品設(shè)計(jì)都只是在靜態(tài)特性基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)各階段獨(dú)立的控制。即把整個(gè)張緊過程分成起動(dòng)和運(yùn)行兩個(gè)階段,在每個(gè)階段設(shè)置固定張力的限定范圍,只有當(dāng)輸送帶產(chǎn)生的張力超出限定范圍時(shí),張緊系統(tǒng)才進(jìn)行調(diào)整,而不能對(duì)輸送帶張力的變化及時(shí)調(diào)整,因此產(chǎn)生調(diào)節(jié)的不合理性。有時(shí)張力余量過度,有時(shí)張力余量不足。

  本文提出的方案——基于電機(jī)電流輸入控制的力反饋動(dòng)態(tài)張緊裝置。由于驅(qū)動(dòng)電機(jī)電流與負(fù)載之間存在一一對(duì)應(yīng)的比例關(guān)系,利用識(shí)別電流變化來直接識(shí)別輸送帶上載荷量的變化,以電機(jī)電流為閉環(huán)回路的控制信號(hào),通過電流與負(fù)載對(duì)應(yīng)關(guān)系計(jì)算出理論張緊力的值,與力傳感器所測(cè)的實(shí)際張緊力的值比較后,經(jīng)過PID調(diào)節(jié)張緊力,適應(yīng)輸送機(jī)各階段張力的需要。它的特點(diǎn)

是將變頻技術(shù)作為調(diào)速離合機(jī)構(gòu),一方面克服了液黏調(diào)速方案滯后補(bǔ)償?shù)葐栴};另一方面要實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)控制,液壓系統(tǒng)將一直處于工作狀態(tài),這對(duì)輸送設(shè)備泄漏和維護(hù)都帶來麻煩。其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

 

圖1  皮帶輸送機(jī)動(dòng)態(tài)張緊裝置系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

  目前的皮帶輸送機(jī)張緊裝置都是基于靜態(tài)設(shè)計(jì)觀念而設(shè)計(jì)的,無法從根本上解決因張緊力變化而產(chǎn)生的不協(xié)調(diào)問題。動(dòng)態(tài)張緊具有響應(yīng)速度快、張緊效果好等特點(diǎn),隨著輸送機(jī)運(yùn)距、運(yùn)量的不斷增加以及動(dòng)態(tài)分析技術(shù)不斷成熟,實(shí)時(shí)控制的動(dòng)態(tài)張緊將成為一種發(fā)展方向,并將產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益。


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