带式输送机张紧装置油缸
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带式输送机“十三大保护装置”安装标准目录1.防跑偏保护装置 (1)2.防撕裂保护 (2)3.防打滑保护装置 (2)4.堵塞保护装置 (3)5.烟雾保护装置 (4)6.超温自动洒水保护装置 (4)7.沿线急停闭锁保护装置 (5)8.防逆止和制动装置 (6)9.张紧力下降保护装置 (6)10.逆止制动装置 (7)11.欠电压过电流保护 (7)12.沿线保护装置 (8)13.局部过载保护 (8)1.防跑偏保护装置防跑偏保护装置在输送带发生跑偏时,应能使输送带自动纠偏;在严重跑偏时,应能使输送机自动停机。
防跑偏保护装置安装应符合下列规定:(1)防跑偏保护应成对使用,左右对称安装,摆杆向里有倾角,距托辐外边缘不超20mm o(2)带式输送机机头、机尾IOm〜15m范围内应各安装1组跑偏保护。
输送机长度超过300m时,中间段至少设置一组防跑偏保护装置。
(3)带式输送机有坡度变化或拐弯时,应在变坡或拐弯位置各安装1组防跑偏保护装置。
(4)自动纠偏装置安装在主要带式输送机上的间隔应为上胶带50m一组、下胶带IOOm一组,其他可参照执行,纠偏装置须用夹板或螺栓可靠固定。
(5)防跑偏保护装置应用支架安装在带式输送机大架或纵梁上,严禁使用铁丝捆绑,胶带跑偏且推动传感器的导杆偏离中心线15°±5°时,跑偏开关应动作,并应发出跑偏语音报警;当延时2s后仍处于跑偏状态时,保护装置主机应自动切断电源。
2.防撕裂保护皮带输送机的防撕裂保护装置旨在防止输送带在工作过程中发生撕裂,防止导致物料泄漏和设备故障。
以下是一些常见的皮带输送机防撕裂保护装置:撕裂检测器:安装在输送带上的撕裂检测器能够实时监测输送带的状态,一旦发现撕裂现象,就会发出警报信号或采取自动停机等措施,以避免进一步的损坏。
撕裂传感器:安装在输送带上的撕裂传感器能够感知到输送带的撕裂,并及时反馈给控制系统,触发预警或停机保护措施。
撕裂监控系统:通过在输送带两侧安装摄像头、激光等设备,实时监测输送带的撕裂情况,将数据传输给监控系统进行分析和处理,及时采取措施保护设备和人员安全。
皮带机液压自动张紧装置结构和液压系统设计摘要:设计一种用于带式输送机的液压自动张紧装置,分析了其他张紧装置的优缺点的同时,认为此种液压自动张紧装置具有工作较平稳、对空间要求低、性能可靠等优点,是一种较先进、较完善、适合于大型带式输送机的张紧装置。
根据要求,本文分三部分(张紧装置的总体结构设计、张紧装置的液压系统设计与计算、张紧油缸的设计与计算)对此种液压自动张紧装置进行了分析;同时,利用绘图软件Auto CAD2004绘制了结构布置图、系统原理图、零件图及装配图等。
关键词:皮带机;自动张紧装置;液压系统;张紧液压缸;慢速绞车第1章概述1.1 带式输送机简述带式输送机,又称胶带输送机,现场俗称“皮带”。
它是冶金、电力和化工等工矿企业常见的连续动作式运输设备之一,尤其在煤炭工业中,使用更为广泛。
在煤矿上,带式输送机主要用于采区顺槽、采区上(下)山、主要运输平巷及斜井,较常用于地面生产和选煤厂中。
1.1.1带式输送机的工作原理带式输送机的结构示意图如图1-1所示,输送带绕经驱动滚筒①和机尾换向滚筒⑤形成无机闭合带。
上下两股输送带是由安装在机架上的托辊③支承着。
拉紧装置的作用是给输送带正常运转所需要的张紧力。
工作时,驱动滚筒通过它与输送带之间的摩擦力驱动输送带运行。
货载装载输送带上并与其一起运行。
带式输送机一般是利用上分支输送带输送货载的,并且在端部卸载。
利用专门的卸载装置也可在中间卸载。
1.1.2带式输送机的构成及特点1.带式输送机的构成带式输送机主要由输送带、驱动装置、托辊及支架、拉紧装置、制动装置、储带装置和清扫装置组成。
如图1-2为SSJ系列可伸缩带式输送机;如图1-3为带式输送机的局部图如图1-4为TD75型通用固定带式输送机。
2.带式输送机特点带式输送机铺设倾角一般为16°~ 18°,一般向上运输取较大值,向下运输取较小值。
带式输送机能力大、调度组织简单、维护方便,因而运营费低。
液压拉紧在国华沧电带式输送机的应用【摘要】本文介绍了带式输送机张紧装置的发展阶段,分析了每个阶段中典型张紧装置的结构特点及优缺点,并结合国华沧电带式输送机液压自动拉紧装置的应用情况,介绍了液压拉紧装置的工作原理。
实际应用结果表明,液压自动拉紧装置可根据带式输送机的张力需要任意调节张紧力,实现张紧力恒定,性能稳定可靠,有效保护输送机,且节约了大量电能。
【关键词】带式输送机;张紧装置;液压自动张紧;应用优点1 带式输送机张紧装置概况1.1 张紧装置在带式输送机中的作用1.1.1 保证输送带在驱动滚筒上具有足够的张紧力,以使输送带和驱动滚筒之间产生必须的摩擦力,防止输送带打滑;1.1.2 保证输送带各点的紧力不低于最小值,防止输送带悬垂过大而引起撒料和增加运行阻力;1.1.3 为输送带接头及处理输送带故障需要松带时提供必要的行程。
1.2 带式输送机张紧装置的发展阶段第一阶段:机械张紧阶段。
这一阶段主要有固定式绞车张紧和重锤式张紧2种张紧方式。
固定式张紧仅能实现张紧功能,若输送带由于某种原因伸长导致张紧力减小时,只能进行人工张紧,无法实现输送带的张力恒定;重锤式张紧装置通过滑轮组和重锤块实现张紧,当输送带伸长时能自动补偿期=其伸长量,结构简单、工作可靠,但是受滑轮组摩擦阻力和重锤惯性力的限制,响应速度慢,输送带张力明星不恒定,失重现象严重,另外,为了保证重锤式张紧装置的正常工作,需要单独设计制作一个配重间,且设置高度较高,既不经济,也不方便安装和检修维护。
第二阶段:自动张紧阶段。
这一阶段的典型产品是液压绞车式张紧装置,其技术特征表现为只能实现在均速阶段的自动张紧,保证输送带在该阶段的张力恒定,而在启动、制动不稳定运行工况下,由于其惯性大,响应慢,无法实现张力恒定,作用与固定使绞车装置相同;其结构特点表现为带闸,绞车张紧时松闸,停止时紧闸,绞车运行时间短。
为了保证液压绞车张紧的响应速度,液压泵站不能停止,液压油泵始终处于运行待命状态,消耗能量较大,加快了设备磨损,故障率高。
皮带输送机3种张紧装置介绍、区别及适应条件分析皮带输送机是矿井常用的连续运输设备,具有运输能力强、运行平稳、结构简单等优点。
随着大型、超大型矿山的建设,大功率、高运量、智能化、高转速的皮带输送机运用使用也更为普遍。
为了保证输送机胶带在启动、运行以及制动过程中可以平稳进行,张紧装置需要给胶带一定的张紧力,保证胶带与驱动滚筒间有足够的摩擦力,使得胶带不打滑;同时胶带在托辊间的下垂量应符合要求。
01皮带输送机对张力要求皮带输送机保持正常运行,施加给胶带的张力应满足下垂量、稳定性以及张力变化要求。
1.1 下垂量为了满足皮带输送机在动力传输以及胶带下垂量要求,设备在启动时张力值约为平稳运行时张力值的1.3~1.5倍。
1.2 稳定性皮带输送机稳定运行之后,胶带受到的张力值会较启动时显著降低,并趋于稳定。
1.3 张力变化皮带输送机的运输量随时发生变化,胶带的张力值也随之变化。
输送机空载时胶带的张力较小,重载时张力显现增加。
02张紧装置主要类型常用的张紧装置有液压自动张紧装置、固定式张紧装置、可移动张紧装置等类型,不同类型装置具有不同的使用特点。
2.1 液压自动张紧装置设备的主要结构如图1所示,主要设备有电动绞车、张紧滚筒、液压泵站等,具体的工作原理为:当皮带输送机胶带张力增加或者降低时,油缸内的油压会随之增大或者降低,进而压力传感器发出监测信号、液压系统根据传感器监测压力变化按照预先设定程序做出回应,控制活塞杆移动,保证输送机胶带的张力;当皮带输送机胶带的张力值降低到最小设定值时,油缸内的压力值降低,传感器发出信号,液压泵站自动的向油缸的前部补充液压油,活塞杆向后缩回,胶带张紧。
液压自动张紧装置具有响应速度快、启动平稳、输送机胶带张力波动小、可靠性高等特点,是国内井下皮带输送机应用较为广泛的一种张紧设备。
2.2 固定式张紧装置固定式张紧装置可以具体细分为固定绞车张紧以及固定螺旋张紧两种类型。
其中螺旋固定张紧装置采用螺旋丝杠拉动张紧滚筒移动,但是张紧行程较短,仅仅适用于长度在100m以内的小型皮带输送机使用。
皮带机张紧装置该如何选?6大类型及优缺点告诉你张紧装置是皮带机的重要组成部分,也是皮带机正常运行的安全保障设施之一,其选择直接影响到整机的工作性能,也关系到皮带机的正常运行和使用寿命。
既然如此重要,那张紧装置到底起着什么作用呢?先来了解一下。
皮带机在启动、运行、制动等工作过程中,由于拉力的作用,致使输送带产生塑形变形,使输送带变长,致使输送带和驱动滚筒之间的摩擦力减小而无法工作。
张紧装置就是来保证输送带具有一定张紧力,使输送带不发生打滑现象的重要组件,具体而言,有以下作用:①使皮带机驱动滚筒在奔离点处有足够的张力,保证驱动装置依靠摩擦力传动所必需的摩擦牵引力,以带动皮带机的正常运转。
② 保证皮带机承载段最小张力点处的必需张力,以限制输送带在托辊之间的下垂度,不致因输送带的松弛而导致打滑、跑偏等。
③ 补偿输送带的塑形变形与过度工况时的输送带的伸长变化。
④ 为输送带重新接头和更换做必要的行程准备。
皮带机张紧装置的种类和特点目前,张紧装置有如下6种:①螺旋式张紧装置。
②重锤式张紧装置,也称为垂直式张紧装置。
③重锤车式张紧装置。
④钢丝绳绞车式张紧装置。
⑤电动控制式自动张紧装置。
⑥液压式自动张紧装置。
1、螺旋式张紧装置螺旋式张紧装置属于手动张紧装置,利用人力旋转螺杆,使带有螺母的滑架及安装在上面的张紧滚筒沿输送机方向纵向移动,以调节输送带张力。
•安装位置:一般安装在皮带机的机尾,在机尾左右两侧各安装1套,2套配合使用,将尾部改向滚筒作为张紧滚筒。
•应用范围:适用于结构简单,输送距离小、驱动功率较小的输送机上,一般用于输送距离小于100m的皮带机上,对于大型长距离皮带机不适宜。
•优势:结构比较简单;造价比其他张紧装置低;使用简单,维护成本低。
•劣势:1)不能自动调整输送带的张力,因输送带具有弹性,使用一段时间后会变松,就需要定期检查,不断调整;2)张紧力的大小比较难掌握,不易测量并恒定;3)张紧力较小,自身张紧力有限。
带式输送机拉紧装置的种类及其选用发表时间:2020-12-23T05:45:19.832Z 来源:《防护工程》2020年26期作者:马会勇[导读] 对于带式输送机而言,拉紧装置属于非常重要的构成,只有确保了拉紧装置选用更为科学与适宜,才能够保证带式输送机更加安全与高效的运转。
中煤科工集团北京华宇工程有限公司平顶山分公司河南省平顶山市 467000摘要:对于带式输送机而言,拉紧装置属于非常重要的构成,只有确保了拉紧装置选用更为科学与适宜,才能够保证带式输送机更加安全与高效的运转。
在此,首先分析了不同拉紧装置其构成形式不同以及各种特征,并为输送机拉紧装置的合理选择及应用提出了建议。
关键词:带式输送机;拉紧装置;种类;选用引言带式输送机是以胶带为牵引和承载的构件,为保证运转过程中胶带具有足够的张力,需要拉紧装置提供拉紧力。
在带式输送机的总体设置过程中,只有保证了所应用的拉紧装置更为科学,并且确保拉紧装置所设置具体位置更为适宜,这样才可以确保带式输送机能够更加安全与稳定运转。
另外,在带式输送设备实际运行过程中,由于皮带自身会发生一定的变形,这样将导致皮带发生松弛问题,此时便极易出现撒料问题或者是出现皮带磨损问题,甚至会因此导致安全事故的发生。
所以,要求我们应当针对不同拉紧装置的特性进一步分析,确保所选用的拉紧装置更为合理与适宜。
1.拉紧装置的作用(1)使输送带具有足够的初张力,保证输送带与驱动滚筒之间所必须的摩擦力,并且使摩擦力有一定的贮备,以满足传动滚筒的摩擦传动要求;(2)保证输送带最小张力点的张力,以满足输送带的垂度限制条件,保证输送机正常平稳地运行;(3)满足输送带动张力引起的弹性伸长要求的拉紧行程;(4)补偿输送带的永久伸长;(5)为输送带接头提供必要的行程。
2.不同类型的拉紧装置结合不同的拉紧装置实际运转时所形成拉紧力大小可调节性我们能够将其划分成固定式拉紧装置类型和自动式拉紧装置类型。
2.1固定式拉紧装置(1)螺旋式拉紧装置。
带式输送机综合保护装置安装使用规范(试行)为进一步提高煤矿带式运输机的安全可靠运行性,实现带式运输机综合保护在安装、运行、维护及日常各种保护检测试验的统T生、规范性,现将带式输送机综合保护装置的选用、安装标准、试验要求进行整理下发”望各使用单位遵照执行。
带式输送机综合保护选用要求1•选用的带式输送机综合保护装置必须为KHP系列(矿用皮带保护装置)O2注机为矿用隔爆兼本安型,标志:Exd[ib]l Mb。
3.各种传感器为矿用本安型,标志:Exibl Mb。
4•所属电气部分、保护装置等附件必须有相应的〃防爆"、"MA"及产品合格证,且证件查询在有效期内。
二.带式输送机的保护种类1・常用保护装置1.1即所有原煤运输皮带必须安装的保护。
包括防滑保护、堆煤保护、防跑偏保护、温度保护、烟雾保护、自动洒水装置、防撕裂保护、双向急停保护”八大5呆护装置。
1.2所有皮带启动装置具备欠电压保护、过电流保护。
保护应接入胶带输送机控制回路或主回路,所有保护应动作灵敏、保护可靠。
1.3超温自动洒水保护应接入带式输送机电控回路,当出现温度超限时,能够实现自动打开水源洒水降温,并报警停车。
2•特殊保护装置即特殊条件下原煤带式输送机需要安设的保护装置2.1主要皮带运输机需安装张紧力下降保护,根据皮带机种类安装液压油缸张紧式、张紧小车式、重锤式张紧等装置。
2.2倾斜井巷中使用的带式输送机上运时(平均倾角超过10°)z 必须同时装设防逆转装置与制动装置。
2.3倾斜井巷中使用的带式输送机下运时(平均倾角超过10°),必须装设制动装置。
2.4倾斜井巷中使用的带式输送机,在倾斜巷道大于16。
时, 需安设断带抓捕装置。
2.5井巷使用的钢丝绳芯输送机要有钢丝绳芯在线监测装置。
2.6皮带运输机在运输过程中遇到变坡点时,皮带会发生凹陷脱离托覘的表面,出现飘带现象,严重影响物料的运输效果和运输安全,需安装压带装置。
带式输送机液压⾃动拉紧装置产品样本解读固定带式输送机⾃控液压拉紧装置产品样本中国矿业⼤学机电学院徐州五洋科技有限公司⽬录第⼀部分 DYL型⾃控液压拉紧装置⼀、概述--------------------------------------------1 ⼆、型号说明----------------------------------------1三、规格、参数及安装尺⼨----------------------------2 四、推荐钢丝绳直径----------------------------------9 五、电机--------------------------------------------9 六、订货须知----------------------------------------9 第⼆部分 ZLY型⾃控液压拉紧装置⼀、概述--------------------------------------------10 ⼆、型号、规格及安装尺⼨----------------------------10三、订货须知----------------------------------------10Copyright ?2005 徐州五洋图1 ⾃控液压拉紧装置布置形式参考图第⼀部分 DYL型⾃控液压拉紧装置⼀、概述DYL 型⾃控液压拉紧装置是根据我国带式输送机的特点,吸收世界⼯业发达国家的先进技术,考虑带式输送机在起动和正常运⾏时对拉⼒的需要不同,经合理的输送带张⼒模型分析研究⽽设计的。
该机特点是:(1)起动拉⼒和正常运⾏拉⼒可根据带式输送机张⼒的需要任意调节。
完全可以实现起动拉⼒为正常运⾏时1.3~1.5倍的要求。
电液系统⼀旦调定后,拉紧装置即按预定程序⾃动⼯作,保证输送带在理想状态下运⾏。
因此,配置此拉紧装置的带式输送机可以减⼩输送带厚度。
(2)响应快。
带式输送机起动时,处于⾮稳定状态,此时,拉紧装置通过油缸的快速伸缩,及时补偿输送带的弹性振荡,有效实现带式输送机的动态张紧,从⽽减⼩了带式输送机起动时的冲击动负荷,使起动平稳可靠,同时也有效地避免了拉紧装置对输送带的过张紧现象。
优秀设计XXXX大学毕业设计说明书学生姓名:学号:学院:专业:题目:带式输送机自动张紧装置设计指导教师:职称:职称:20**年12月5日毕业设计(论文)任务书一、设计(论文)题目:带式输送机自动张紧装置设计二、专题题目:带式输送机胶带跑偏的原因与治理三、设计的目的和意义: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;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。
四、设计(论文)主要内容:此次设计主要完成以下三方面的工作:(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等。
最终圆满完成毕业设计任务。
五、设计目标:研制成一种自动型的张紧装置来实现输送机的张紧过程。
六、进度计划:20**年3月13日至3月31日进行为期3周的生产实习;4月1日至4月10日完成对设计题目的资料收集与查询;4月11日至4月20日完成对张紧装置总体结构的初步布置;4月21日至5月7日完善张紧装置的设计;5月8日至5月31日进行设计图纸的绘制;6月1日至6月10日进行毕业设计说明书的编写;6月11日至6月20日最后的审稿及说明书和图纸的打印。
中国石油大学(北京)现代远程教育毕业设计(论文)带式输送机自动张紧装置设计姓名:学号:性别:专业: 机械设计及其自动化批次:电子邮箱:联系方式:学习中心:指导教师:带式输送机自动张紧装置设计摘要带式输送机试高强力、大运量、大功率的现代化大型运输设备,在国民经济中发挥着重要作用。
带式输送机已成为我国煤矿井下连续运输系统的主要运输设备之一,它不仅具有大落差、连续性、高效性、长距离、大运量的特点,而且实现自动化集中控制广泛应用于煤炭、冶金等多个工作领域。
输送机试橡胶和纤维织品两者复合而成的制品,在应用中的重锤张紧装置,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发生蠕变,使传送带变长而松弛。
带式输送机的张紧装置使输送带不会发生打滑现象。
本文通过对带式输送机张紧装置的分析,指出当前张紧装置存在的缺陷,对张紧装置的原理及结构进行了改进设计。
设计张紧装置主要由张紧绞车系统、液压系统、电气控制系统等部分组成。
由于电流和负载之间存在线性比例关系,根据驱动电流来识别输送带上荷载量,利用电流与力双反馈动态系统,通过检测电流量的变化而控制比例溢流阀的溢流,从而控制系统的压力,使输送带产生相应的张紧力,使胶带的张紧力随捕捉驱动电机电流的变化而变化,时刻使交胶带的张紧处在一个动态控制的过程,保证输送带正常运行的必要张力,防止打滑。
关键词:自动张紧装置;带式输送机;动态控制目录第一章绪论 (1)1.1概述 (1)1.2张紧装置的发展状况 (2)1.3研究的意义 (2)第二章动态分析 (3)2.1动态张紧装置的系统的结构框图机液压系统框图 (4)2.1.1 系统结构机工作原理 (4)2.1.2 液压系统的结构机工作原理 (5)2.1.3 张紧装置的特点及功能 (6)2.2带式输送机张紧力的计算 (6)2.2.1 主要参数的确定 (6)2.2.2 相关计算 (6)2.3张紧绞车的卷筒设计 (7)2.3.1 钢丝绳的选择 (7)2.3.2 卷筒及配件尺寸参数设计 (7)第三章控制系统动态模型建立 (9)3.1功率放大器的传递函数 (9)3.2比例电磁衔铁及先导阀芯等平移组件的传递函数 (10)3.3溢流阀的传递函数 (11)3.3.1先导液阻网络和主阀控腔的传递函数 (11)3.3.2主阀运动及其增益的传递函数 (12)3.3.3 主阀进口管路容腔的压缩效应和流量的平衡关系 .. 12 3.4液压缸的传递函数 (13)3.5负载的传递函数 (14)第四章控制系统仿真 (15)4.1选择仿真工具 (15)4.2系统的闭环传递函数 (15)4.3系统稳定性分析: (16)第五章总结 (17)致谢 (18)参考文献 (18)第一章绪论1.1概述带式输送机经过近两个世纪的发展,已从最初的小型运输工具发展成为具有高强力、大运量、大功率的现代化大型运输设备在国民经济发挥着重要的作用。
带式输送机3种张紧装置结构形式带式输送机张紧装置的结构形式很多,按其工作原理不同,主要可分为:重锤式张紧、固定式张紧和自控式张紧3种。
1重锤式张紧重锤式张紧装置是利用重锤的重力来产生张紧力,其结构简单、工作可靠、维护量小,应用非常广泛,这种张紧方式的特点是在各种工况下均有恒定的张紧力,可以自动补偿由于温度变化、机械磨损等因素引起的输送胶带长度变化,其缺点是占用空间较大,工作中张紧力波动较大,不能即时自动调节。
2固定式张紧固定式张紧装置的张紧滚筒在输送机运转过程中位置固定,其张紧行程的调整有手动和电动2种方式。
此张紧装置的优点是结构简单紧凑、工作可靠。
其缺点是对输送机在运转过程中胶带所产生的弹性变形和塑性伸长无法适时补偿,从而导致张紧力下降,可能引起输送胶带打滑。
3自控式张紧自控式张紧装置是根据带式输送机不同布置方式的需要,自动适度调整输送带张力,使输送机更可靠、安全地运行。
对大运量、长距离带式输送机,自动张紧装置能保证其有效、可靠地工作,避免输送胶带出现松弛、飘带、跑偏、喘振等现象。
自控液压张紧装置是自控式张紧装置的一种,这种张紧装置已在大运量、长距离、高带速的带式输送机上得到了充分应用。
由于带式输送机启停及正常运行状况下对拉力的需求不同,选用自控液压张紧装置,可以对输送胶带的张紧力按照合理的设定范围自动进行调节,符合现代先进选煤工艺的要求。
带式输送机带式输送机(belt conveyer)又称胶带输送机,是一种摩擦驱动以连续方式运输物料的机械。
主要由两个端点滚筒及紧套其上的闭合输送带组成。
带动输送带转动的滚筒称为驱动滚筒(传动滚筒);另一个仅在于改变输送带运动方向的滚筒称为改向滚筒。
驱动滚筒由电动机通过减速器驱动,输送带依靠驱动滚筒与输送带之间的摩擦力拖动。
驱动滚筒一般都装在卸料端,以增大牵引力,有利于拖动。
物料由喂料端喂入,落在转动的输送带上,依靠输送带摩擦带动运送到卸料端卸出。
带式输送机张紧装置油缸 1 / 16 带式输送机的张紧装置油缸
拉紧装置是带式输送机不可缺少的重要组成部分,它直接关系到带 式输送机的安全运行及使用寿命,对于大运量、长距离等大型带式输送 机的正常运行而言,更显示出了其非常重要的作用。本文对拉紧装置进 行相关分析,对目前各种带式输送机的拉紧系统特点加以研究。在此基 础上,提出了新型输送带液压拉紧系统的方案,进一步建立了相应的数 学模型,并根据实际现场参数做了系统仿真分析。针对液压伺服系统的 非线性和时变性,把模糊控制和传统PID控制两种控制方式结合起来, 设计出了模糊PID控制器,应用在本文所设计的液压拉紧伺服控制系统 中,并对加入模糊PID控制的系统进行了仿真分析。由仿真结果可以看 出,输送机液压伺服拉紧系统响应快、工作稳定,克服了以往传统拉紧 系统的弊病,使张力得到良好的控制,延长了皮带的使用寿命,提高了 工作效率。 关键词:带式输送机;拉紧装置;液压伺服系统;数学模型;模糊PID 控制;系统仿真 3带式输送机液压拉紧系统的设计 综合分析各种拉紧装置工作方式的优缺点,目前的研究多趋向于在满足 输送机胶带不打滑和保证胶带在托辊间的垂度要求的前提下,尽量减小输送 机系统正常平稳运行时的张紧力,减少或消除张紧力过大对带式输送机相关 设备的损害,降低由于外载冲击而引起的胶带纵向震荡,增强系统运行稳定 性等等。为实现这些目的,更多的采用自动检测,实时修正等手段,力求整 个拉紧装置工作效能的最优化。在此基础上本章设计了以电液伺服阀控制液 压缸的液压伺服拉紧系统,以实现对带式输送机所需的恒张力的控制。建立 了液压拉紧系统的数学模型,并对系统进行了仿真分析。 3.1 3.1.1 带式输送机液压伺服拉紧系统总体设计 液压拉紧装置的组成及工作原理 (1)拉紧装置的组成 液压伺服拉紧装置由液压泵站、拉紧油缸、压力继电器、电液伺服阀、 力传感器、伺服放大器、电控箱控制系统及附件等组成。其液压拉紧站系统 如图3-1所示。 (2)系统的工作原理 带式输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。如图3-1所示,本方案在拉紧油缸的进油管道并联接 入电液伺服阀控制油路来实现胶带机稳定运行时拉紧力的实时调控。胶带机 启动前,拉紧油缸的油液压力由溢流阀17控制,启动前液压拉紧站系统的状 态是:手动换向阀5处于右位,开关阀6开通,电液伺服阀15处于关闭状态。 胶带机启动前,先启动拉紧装置,拉紧油缸的油液压力达到胶带机启动压力 时,压力继电器7发出电信号,胶带机启动。当胶带运行速度达到工作速度 带式输送机张紧装置油缸 2 / 16 时,由速度检测装置发出电信号,电磁开关阀5关闭截流,拉紧系统切换到 电液伺服阀15控制状态,实时调控拉紧油缸的油液压力。
1.粗过泌器2.油泵3.电动机4.精过滤器5.手动换向阀6.开关阀7.压力继电器8.压力表9.油缸10.拉力传感器11.动滑轮12.改向滑轮13.拉紧小车14.慢速绞车15.电液伺服阀16.蓄能器 17.滋流闷18.油箱 系统要求启动迅速,即液压缸要迅速拉紧原来松弛的皮带以及胶带机启 动时其下分支胶带产生的弹性伸长,这就使得液压缸需要很大的流量.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 t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。 本方案设计的液压拉紧装置采用三通伺服阀控制液压缸有杆腔油液的压 力和流量,从而实现对液压缸输出力的实时控制。该电液力伺服控制系统原理图如图3-2所示
图3-2电液力伺服控制系统原理图 带式输送机张紧装置油缸
3 / 16 将带式输送机平稳运行时理论拉紧力值转化为相应的压力指令电压信号 ur,作为电液力伺服控制系统的输入,与由力传感器检测转化的反馈电压信 号of相比较得出偏差电压信号,此偏差信号经伺服放大器放大后输入到伺服 阀,控制伺服阀滑阀的开口大小,从而控制拉紧油缸的油液压力,使液压缸 拉力向减小误差的方向变化,直至液压缸拉力等于指令信号所规定的值为止。 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u,一一对应。 3.1.2液压伺服拉紧装里的特点 (1)可自动调节张紧力 本文设计的液压张紧装置可以根据带式输送机的工况及对输送带张力的 不同要求,任意调节输送机启动时的张紧力。待系统运行平稳后,将按预定 程序自动工作,保证输送带在理想状态下工作。克服了其他类型拉紧装置拉 紧力过大或过小、难以控制的弊病,在正常运行状态时能时实调控,使带式 输送机在稳定运行时处于较低的张力状态。在带式输送机基本参数不变的情 况下,与其他张紧方式相比,可以减小输送机的功率,降低输送带等级,进 而减少设备的投资和维修费用。 (2)响应快 带式输送机启动时,输送带的松边会突然松弛伸长,此时张紧液压缸在 蓄能器的作用下,能立刻收缩活塞杆补偿输送带的伸长量,减少输送带松边 对紧边的冲击,不但使输送机起动平稳、可靠,而且较好地保护了输送带, 减少断带事故的发生。正常运行时通过电液伺服系统的在线检测、实时调控, 使张紧力始终维持在理论值左右,减少输送带动张力的波动,大大提高了整 辽宁工程技术大学硕士学位论文 机的动态稳定性。 (3)控制方便 该张紧装置的控制系统可以与输送机的集控装置连接,实现远程控制。 3.2液压拉紧系统模型的建立 在电液伺服力控制的系统中,电液伺服阀和阀控液压缸的动态特性决定 了整个系统的动态性能。电液伺服阀与液压缸是互相配合而作用的,所以在 建立系统的线性模型之前,先对电液伺服阀和阀控液压缸进行特性方程的分 析[231。 3.2.1三通阀控制液压缸基本方程 阀控液压缸的动态特性取决于阀和液压缸的特性并和负载有关。分析时 按集中参数考虑,假定负载是质量、弹簧构成的单自由度系统。由于描述动 力元件的一些微分方程是非线性的,为了分析简便和便于应用,采用线性化 分析方法,即研究在某一稳定工作点附近作微小运动时的特性.当工作点变 动时必须谨慎地对所有工作点进行研究。但实际上动力元件的参数可在较宽 的范围内用于不同的工作点,所以线性化的分析结果还是相当实用的【201. 为了推导液压动力元件的传递函数,首先要列出基本方程,即液压控制 阀的流量方程、液压缸流量连续性方程和液压缸与负载的力平衡方程[25-29]. 阀控单出杆液压缸的模型如图3-3所示。 1)滑阀的流量方程 伺服阀的静态特性方程是一个非线性方程,作系统分析时较为困难,通 常将它线性化处理,并以增量形式表示。 推导之前做了滑阀的线性化流量方程的一些假设。假定: 带式输送机张紧装置油缸 4 / 16 (1)双边滑阀两个节流窗口是匹配和对称的,流量系数相等; (2)由于阀腔的容积很小,不考虑液体在阀腔里的压缩性; (3)阀具有理想的响应能力,即阀芯位移和负载变化立即引起流量的相 应变化: (4)供油压力Ps恒定不变,回油压力P0为零. (5)忽略管道和阀腔内的压力损失。
图3-3三通阀控制不对称缸的原理图 根据上述假设,滑阀的线性化流量方程可以用增量形式表示为
式中xv-一一阀心的位移量,与输入电流成正比。 下面定义伺服阀的三个阀系数为: a.流t增益系数(流量放大系数)Kq
b.流盆压力系数Kc
它是压力一流量特性曲线的斜率并冠以负号,使其为正值。 带式输送机张紧装置油缸 5 / 16 c.压力增益Kp
它是压力特性曲线的斜率。 由上可知三个阀系数之间的关系为
根据阀系数的定义,滑阀的线性化流量方程式(3-1),可以表示为
由于伺服阀通常工作在零位附近,工作点在零位,其参数的增量也就是 它的绝对值,因此阀的线性化流量方程式(3-5)也可以写成下式:
2)液压缸流量连续性方程 为了便于分析与计算进行了一些假设,假定: (1)所有连接管道都短而粗,可以忽略管道内的摩擦损失和管路动态的 影响: (2)在管道和液压缸每个工作腔内不会出现饱和和气穴现象,且各处压 力相同; (3)油液温度和体积弹性模量均为常数; (4)液压缸的内外泄漏为层流流动,且液压缸两腔的外泄漏相等; (5)活塞在液压缸两工作腔容积相等处做微小运动。
根据流量的连续性,可写出流入液压缸控制腔的流量q:为 式中—液压缸进油腔的活塞有效面积 —活塞位移
—液压缸总泄漏系数(Ctp =Cip + Cep ) —有效体积弹性模量(包括油液、连接管道和缸体的机械柔度) —液压缸进油腔的容量(包含阀、连接管道和进油腔) 3)液压缸输出力增量方程 液压动力元件的动态特性受负载特性的影响,负载力一般包括惯性力、 带式输送机张紧装置油缸 6 / 16 粘性阻尼力、弹性力和任意外负载力。 辽宁工程技术大学硕士学位论文 液压缸拉紧装置原理及动力模型如图3-4所示。
图3-4液压缸拉紧装置动力模型 图3-4所示动力模型的动力方程为:
整个输送机系统的动力方程写成矩阵形式为: 由于液压拉紧装置工作是瞬时的,油缸活塞杆的位移为△XP时,胶带上 各质量点的位移很小,胶带上的惯性力、粘性阻尼力、弹性力可疑忽略不计。 拉紧小车、动滑轮、钢丝绳的质量集中到活塞杆上,总质量记为Mt。拉紧小 车与轨道接触有摩擦阻力Fz作用,大小为m/2扩有方向性。 液压缸的输出力增量方程为