浅谈胶带输送机张紧装置

李东

【摘要】胶带输送机，以低制造成本、结构简便、安全可靠为特点，广泛应用于各个行业。在此通过分析研究各种带式输送机张紧装置的优缺点来分析张紧装置。把重锤车式张紧和绞车张紧结合起来使用，在不提高成本的基础上综合了两种张紧方式的优越性。

【关健词】胶带输送机;张紧;优越性

胶带输送机现场俗称“皮带”，是厂矿企业常见的连续运输设备。带式输送机的主要部件包括输送带、驱动装置、托辊、滚筒、机架、张紧装置、制动器、辅助设备以及机电保护设备等等。由于带式输送机是靠输送带与驱动滚筒的摩擦来传递牵引力的，因此，在各个参数都确定的条件下，就可根据输送带运行中对张力的要求来设计张紧装置，包括其形式、安装位置、张力调节范围及特点等等。张紧装置作为带式输送机必不可少的重要组成部分，它的性能好坏直接影响带式输送机的性能。

1.张紧装置的作用

（1）保证输送带在驱动滚筒分离点有适当的张力以防止输送带打滑

带式输送机是依靠输送带与驱动滚筒间的摩擦，在相遇点与分离点产生一个张力差作为系统的牵引力。因此，为使带式输送机能够稳定运行，需要保证输送带在驱动滚筒分离点处有足够的张力，以使输送带能够依靠与滚筒的摩擦传递系统所需的牵引力。若分离点处张力过小，输送带传递的摩擦牵引力不足以使带式传输机运行，输送带就会在滚筒上打滑。

（2）保证输送带周长上各点具有必要的张力以满足悬垂度要求

输送带在两托辊间的悬垂度不应过大，否则输送带回应过分松弛丧失槽形而导致物料和输送带跑偏，引起撒料，增加运行阻力等。因此自动张紧装置应能保证输送带在最小张力点以限制输送带在托辊之间的悬垂度，使带式输送机稳定运行。

（3）起、制动等非稳定工况下动张力的调节

起动过程中，由于带式输送机加速运动，输送带需传递的牵引力要比稳定运行时大得多，因此需提高驱动滚筒分离点张力值以产生更大的牵引力。而制动过程中，尤其对长距离、大运量的输送机，由于惯性力的作用，紧边处输送带张力会减小，甚至可能引起叠带;松边处输送带张力会增大，甚至可能引起断带，因此须及时调整张力值。另外，运行过程中，由于负载的变化而使得皮带出现突然的张力异常，张紧装置应给予及时调整，减少皮带打滑、断带打滑。

（4）补偿输送带的弹性伸长和线粘性伸长

时间长了输送带会自动伸长，而且在过度工况下发生永久伸长，因此需补偿塑性变形与过度工况时输送带伸长量的变化。由于负载变化会引起输送带发生长度变化，蠕变现象也会造成输送带伸长。张紧力是变化的，必须经常调节张紧滚筒的位置，并能保证带式输送机的正常运行。

（5）为输送带重新接头提供必要的行程

每部带式输送带都有若干个接头，可能在某一时间接头会出现问题，必须截头重做，张紧装置为带式输送机已准备了负荷以外的输送带，这样接头故障就可以通过放松张紧装置重新接头来解决问题。

2.张紧装置的发展过程

张紧装置对带式输送机运输系统有着不可替代的作用，其发展过程大致可归纳为以下三大阶段：

第一阶段，纯机械张紧阶段。这一阶段的主要产品有：螺旋张紧、固定式绞车张紧与重锤式张紧。重锤式张紧装置通过张紧滚筒和重锤块达到张紧的目的，当胶带伸长时，能自动吸收其伸长。固定式绞车张紧的功能仅仅是张紧，当胶带由于种种原因伸长而张紧力下降时，只能通过人的观察发现后重新张紧。由于带式输送机在起动和正常运行时对输送带张力要求是不同的，而固定式绞车张紧在输送机运转过程中位置始终是固定的，为克服此缺点，可将其改为半固定式张紧，即启动时，张紧滚筒固定在起动位置上，正常运行时，固定在运行位置上，两个位置用行程开关控制。

第二阶段，张紧力可调阶段。这个阶段的典型产品是自动绞车（机械绞车或液压纹车）张紧装置。其技术发展表现为只能实现在稳定（匀速）阶段的自动张紧，保持胶带在该阶段的张力恒定，而在起动与制动等不稳定运行工况下则与固定式绞车相同。压缩空气驱动的液压张紧系统是利用压缩空气驱动油泵，给张紧油缸提供压力油来张紧输送带。

第三阶段，动态自动张紧阶段。主要产品有液压绞车自动张紧与液压缸自动张紧，这几种自动张紧系统都可以做到自动调节输送带张紧力，动态响应快、能在起动阶段和正常运行阶段两种工况下提供相应的张紧力。自动张紧装置采用大拉力张紧装置来张紧输送带，不但能根据主动滚轮的牵引力来自动调节张紧力，而且还能补偿输送带的弹性伸长和塑性变形，同时配备张力传感器及变送器，测定输送带的张力。当输送带张力发生变化，超过输送机正常运行的范围时，自動张紧装置迅速动作，调整输送带张力，保证输送机的正常运行。自动张紧装置与自移机位配合使用，可在输送机不停机的条件下，实现输送机机尾的移动和输送带的伸缩，大大提高了带式输送机的工作效率。

从实际的使用情况看，绞车张紧和液压张紧可以实现自动控制且张紧力可调，重锤张紧装置有较高的安全可靠性。随着工业和技术的发展，具有长距离、大运量、高带速特征的大型带式输送机已成为发展的主流，由此对张紧装置提出更高要求。自动张紧装置可大大提高带式输送机运行的可靠性。随着带式输送机向长距离、大运量、高带速的方向发展，张紧系统应能实现张紧力实时可测并可控，提高响应速度和响应精度，提高张紧行程。

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。但是在带式输送机结构、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。

3.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穩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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