带式输送机自动张紧装置设计

带式输送机自动张紧装置设计
输送机时橡胶和纤维织品两者复合而成的制品，在应用中的重锤张进装置，在运行一段时间后，重锤会自动下降一段距离，使输送带变长。

这说明输送带发生了蠕变，在启动、制动过程中也会产生蠕变现象。

此时张紧装置就必须进一步收缩才不会发生打滑现象。

由此可见，张紧装置是保证带式输送机正常运转必不可少的重要部件。

该论文主要介绍了带式输送机的自动张紧装置的设计过程，详细的介绍了各个液压元件的选取。

自动张紧装置的设计是张紧装置的设计的一个重大变革。

第1章绪论
带式输送机主要用于输送煤炭、矿石、沙石、谷物等散装物料。

其在连续装卸条件下能实现连续运输，所以生产率较高；另外皮带传送机结构简单，设备费用低；工作平稳可靠、噪音小，输送距离长，输送量大，能源消耗少；同时可在皮带的任意位置加料或卸料，容易实现倾斜输送。

其应用范围相当广泛，遍及矿山、冶金、化工、建筑、轻工、港口和车站货场。

而拉紧装置是带式传送机不可缺少的重要组成部分，它直接关系到带式传送机的安全运行及使用寿命，对于大运量、长距离等大型带式传送机而言更是如此。

到目前为止，在社会生产中有多种皮带拉紧装置得到应用。

以往煤矿井下用带式传送机一般均采用固定绞车拉紧或重锤拉紧，很少见到别的类型。

由于固定绞车拉紧装置只能定期张紧皮带，而皮带的张紧程度往往与操作者的经验有关，经常出现张紧力过大或者过小，并且直接影响到带式传送机的冲击动负荷，所以固定绞车拉紧装置对于传送机的安全及平稳运行极为不利。

因此，我们有必要研制成一种自动型的张紧装置来实现输送机的张紧过程。

1.1 输送机自动张紧装置的一般概念
自动张紧装置属是保证带式输送机正常工作的重要部件，可自动地对输送机张力进行实时控制满足带式输送机正常运行的要求。

即改善带式输送机的起、制动性能，提高整机运行的可靠性，在不同的使用条件下，可以保证胶带具有最合理的张力。

1.2输送机张紧装置的分类
张紧装置可分为固定式张紧装置和自动式张紧装置两大类。

(1)固定式张紧装置。

固定式张紧装置分重锤式张紧装置和刚性张紧装置。

重锤式、水箱式都属于重力张紧装置。

重历式张紧装置始终使输送带初拉力保持恒定，在启动制动时会产生上下振，但惯
性力很快消失。

刚性张紧装置有螺旋张紧、手动或电动张紧装置等几种，它们的张紧力是固定不变的，不能自动调整，在安装后，张紧一次可运行一段时间，但还要收紧一次，以消除蠕变。

(2)自动式张紧装置。

自动测力张紧装置以张紧力作为反馈信号随时间变化设定拉力，进行比较，并随时调整张紧装置的该向滚筒的位移。

如启动时会自动加大张紧力，运输时恢复恒定拉力，对延长输送带寿命十分有利。

1.3液压自动张紧装置与其它张紧装置的类比
液压式自动张紧装置与机械、电力、气压传动相比，其特点：（1）液压传动装置能在运行过程中进行无级调速,调速范围较大。

（2）在同样功率情况下，液压传动装置的体积小、质量轻、惯性小、结构紧凑，且能传递较大的力和转矩。

（3）液压传动装置工作较平稳、反映快、冲击小，可以高速启动、制动及换向，操作简单方便。

（4）液压传动装置省力，易实现自动化。

（5）液压传动易于实现过载保护，可以自动润滑，因此使用寿命较长。

（6）液压传动装置可以很简单的实现直线运动和回转运动，其布置也具有很大的灵活性。

（7）液压传动装置由于其元件实现了系列化、标准化、通用化，容易设计制造和推广运用。

(8)在液压传动装置中，因功率损失等原因所产生的热量可以由流动着的油液带走，因此避免了局部温升现象。

第2章总体设计
2.1 设计任务
参数设定及工况分析
设：张紧行程L=2m，活塞杆运动速度v=4m/min。

DT-Ⅱ型带式输
送机的T
3=2460.72N,T
4
=2559.15,每天工作22h，停车2h，全年工作
360天，每天停机两次。

张紧装置在驱动滚筒之后，所以张紧力F= T
3+T
4
，这个张紧力
是只考虑带式输送机在满载正常运行情况下的张紧力。

当启动时，所需要的输送带的张紧力
启
F=1.5F
用公式表示为：F= T
3+T
4
=2460.72+2559.15=10.19kN
F
其
=1.5F=75.29kN
2.2 设计方案的确定
2.2.1 液压自动张紧装置的特点
液压自动张紧装置的工作过程中，由于张紧力在输送机启动时和正常运行时不同，这就要求液压系统必须能够在两种压力下工作。

在带式输送机运料的过程中由于负荷或其它原因引起输送带拉力增大、减小，液压系统就会自动调节张紧力，保证输送带正常工作。

2.2.2 液压张紧系统工作原理
皮带式传送机在启动时和稳定运行时对皮带的张力要求是不同的，启动时所需要的张力大约是稳定运行时所需要的张力的 1.5 倍。

这就需要液压系统能在两级工作压力下工作，一个是启动压力，另一个是稳定运行时压力，前者约为后者的 1.5 倍。

系统工作原理图如下：
1.2. 溢流阀 3. 电磁换向阀 4. 伺服阀 5. 液压缸6. 压力表 7. 力传感器 8. 拉紧小车 9. 压力继电器 10. 液控单向阀 11. 蓄能器 12. 液压泵 13. 电动机 14. 单向阀 15. 过滤器
本方案采用一个直动溢流阀 2 和一个叠加溢流阀并联来实现这个目的。

叠加溢流阀由直动溢流阀 1 和二位二通电磁换向阀3 串联而成。

当二位二通电磁换向阀 3 通电时，其阀芯处于右位，二位二通电磁换向阀通导，叠加溢流阀才通导。

直动溢流阀 2 的调定压力较大，是叠加溢流阀的调定压力的 1.5 倍。

系统启动时，二位二通电磁换向阀 3不通电，叠加溢流阀不通导，油液只能经由直动溢流阀 2溢流；系统启动后稳定运行时，二位二通电磁换向阀 3通电，叠加溢流阀通导，油液经由调定压力较低的叠加溢流阀溢流。

这样便可实现两级压力控制。

系统要求启动迅速，即液压缸要迅速拉紧原来松弛的皮带，这就使得液压缸启动时需要很大的流量。

稳定运行时，张紧的皮带使得液压缸活塞杆移动范围很小，这时液压缸需要的流量下降。

为解决这个问题，加了一个蓄能器用以补油，既能及时补油，又能在正常稳定工作时保持恒定压力。

首先，电机 13 启动带动泵 12 运转给系统加压。

当系统压力
达到压力继电器9 设定的启动压力后，压力继电器 9 发信号，皮带
式传送机启动。

皮带式传送机启动后带速达到稳定值时，二位二通电磁换向阀 3通电，叠加溢流阀通导，油液经由调定压力较低的叠加溢流阀溢流，同时系统切换到由伺服阀 4 控制的状态。

伺服阀的工作原理：预先确定压力指令信号μr ，它与压力传感器的压力反馈信号μi 相比较，其偏差量(实际压力与给定压力的差值)经放大器处理后产生电流 i 输给伺服阀 4，控制加载液压缸，这样就形成了伺服阀压力控制回路。

液压缸的拉力与指令信号μr 一一对应。

2.2.3总体设计方案的确定
（1）液压回路设计。

（2）元件的确定。

包括：油缸的选择和计算，液压油的确定，液压泵的选择及计算，电动机的确定，各种阀类的选择。

（3）主要部件的设计及计算强度校核。