MPW变频张紧绞车的应用

张文龙

摘要：随着煤矿产能的不断增加，对井下运输能力提出更高的要求，大型皮带输送机得到广泛的应用，而胶带机的张紧装置至关重要。本文通过分析阐述MPW绞车以及使用情况，同时提出相应的政策建议，进而为推广使用MPW变频张紧绞车提供参考依据。

关键词：MPW绞车 张紧装置 保护系统

0 引言

目前为止寺河矿部分胶带机仍使用APW绞车张紧装置，该装置服务年限长，设备老化导致胶带机故障率非常高，且由于厂家服务不到位以及配件采购渠道困难，出现问题后检修难度很大，严重制约胶带机的安全运行，无法保障工作面的安全生产，面对这种情况，必须引进新设备。随着煤矿产量的不断提高，对井下运输能力的要求也越来越高，大型皮带输送机不断被高产高效煤矿采用，而胶带机的张紧装置至关重要，采用先进、安全、稳定的张紧装置对煤矿的正常生产有重要的作用。因此，该矿派专业技术人员通过调研考察，引进了MPW张紧绞车，西胶皮带使用至今，张紧装置故障率低，操作和维护也非常方便，设备运行维护以及售后服务得到了保证，保障了西区的正常生产。而且MPW变频张紧绞车技术先进、代表了今后发展方向，与过去使用的APW及其它形式的拉紧装置相比，具有应用范围更广泛，承载能力更大，张力控制精确度、更灵敏，根据胶带机的使用需要，可控制储带仓拖带滚筒的行走速度，同时可方便的更换钢丝绳，皮带运行稳定可靠。

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MPW系统图

1 MPW绞车的介绍

1.1 总体结构及其工作原理、工作特性。MPW张紧装置主要包括电控箱、执行机构和就地控制箱。执行机构由钢丝绳滚筒、行星减速机、保持制动器和电机组成。电控箱集成了变频驱动和控制设备，此外在电控箱的外面还有一套驱动保持制动器的液压系统。MPW张紧装置的制动器在张力合适的时候均处于闭合状态用于保持钢丝绳上的张力。当胶带张力有变化需要调节的时候，控制程序会打开制动器、启动电机动态的调节张力。当张力再次被调节到合适的范围后，电机和制动器会逐渐被关闭，从而节省大量的电力。利用电气传动装置在很宽频率范围内的良好工作特性，MPW张紧装置可以在很宽的范围内对胶带张力进行精确控制，通常的张力调节可达到与设定值的偏差仅为1kN。同时，MPW张紧装置具有优良的动态反应能力，能在极短的时间内响应胶带张力的变化。MPW张紧装置出色的精确性和良好的响应特性远远超过了液压或机电形式的张紧装置。

1.2 张紧装置保护系统。MPW张紧装置系统有很完善的保护系统确保其安全运行和操作人员的安全。张力的反馈是由张力计通过张力变送器将张力转换为4-20毫安的直流模拟信号输入给MPW，这一值将通过放大和补偿以校对带层和绳组之间的偏差。就地控制箱前面的显示屏将显示胶带的张力。反馈的张力同时与最小设定值相比较（通常为5kN），在自动模式，当反馈张力低于最小的设定张力并持续3秒以上时，显示面板将显示低张力故障并闭锁。反馈的张力同时与最大设定值相比较（通常为90kN），在人工或自动模式，当反馈张力高于最大的设定张力并持续3秒以上时，显示面板将显示过张力故障并闭锁。

1.3 技术特性。张力控制精确度为正、负1kN，更灵敏、更精确；额定张力75-120kN，应用范围更广泛，承载能力更大；对小车的张力为42吨-72吨（滑轮数量3）；峰值张力250kN；动力传输是电气控制，通过变频驱动控制输出扭矩；张紧时钢丝绳卷筒的转速无极，可以获得任意转速。根据胶带机的使用需要，可控制储带仓拖带滚筒的行走速度。可双向运转，更方便的更换钢丝绳。

1.4 张紧装置有三种不同的操作模式。①手动模式。在手动模式下，通过“手动增加”和“手动减小”按扭来调整皮带的张力。控制程序会控制所有动作的顺序并监测系统的任何故障和异常。当张力大于90kN时，“手动增加”按扭将失效。②自动模式。在自动模式下控制程序通过张力传感器的反馈来调节皮带的张力。在初次调试张紧装置时，需要用手动模式将张力调节到适合自动模式运行的范围（通常是25kN-150kN）后，才能开始运行自动模式。在自动模式下，控制程序将根据张力设定值和实际张力的差值，驱动电机使用相应的扭矩来调节张力。当张力调节到设定值的某个范围内并保持120S以后，程序将控制装置进入驻留模式，此时会关闭变频驱动和电机。③卷带模式。通过转换控制面板上的转换开关来选择卷带模式。在卷带模式下，控制程序将皮带的张力调节到卷带张力（通常为5kN）。这给卷带的时候提供了一个持续的合适的低张紧力。这种模式下张紧装置电机是通过手动启动按钮来启动的，当张力被调节到卷带张力设定值的某个范围内并保持120S后，张紧装置会自动停机。

1.5 张力传感器的校对。当装置张力传感器要求重新检定时，一般都要求有一个检定过的张力传感器，它被连接在需要校对的张力传感器和张紧装置钢丝绳之间。在大约50kN张力下使用该检定过的张力传感器来校对需要检定的张力传感器，以便提高检定的精确性。

1.6 张力变送器的校对。张力传感器需要24V直流电源的激励，返回的是mV信号，因此需要一个变送器变换成4-20mA的电流信号。当校对变送器时，首先需要用电压表确定就地控制箱给出的激励电压为24VDC。然后，在就地控制箱张力传感器两信号端子间测得的电压信号应该在40.0mV-200mV之间，变送后它们就对应于4-20mA的电流信号。当张力传感器上没有张力时，就地控制箱的张力显示屏上应该显示张力为零。当取掉一根张力传感器的信号线后，张力显示屏上的显示应该是两倍的最大张力。当启动电机增大或减小张力时，张力显示屏上的显示值应该相应的增大或者减小。

1.7 张力设定。启动、运行和最大张力被设置在控制程序中，如果张紧装置控制器在自动状态下运行，在运行之前，这些张力值应该设定为系统默认值。

2 MPW绞车的使用情况

该矿安排专业人员对有关大型带式输送机自动拉紧绞车的配套及运行情况赴神华集团神东公司进行了调研，经领导批准引进一台MPW张紧绞车，安装在西胶皮带上试运行。

2.1 发明点或创新点。MPW带式输送机张紧装置为胶带的张力控制提供了一种全电气解决方案，MPW张紧装置可对胶带张力进行精确控制，具有优良的动态反应能力，在极短的时间内响应胶带张力的变化。MPW张紧装置出色的精确性和良好的响应特性远远超过了液压或机电形式的张紧装置。

2.2 与当前国内外同类研究、同类技术的综合比较：MPW变频张紧绞车技术先进、代表了今后发展方向，与过去使用的APW及其它形式的拉紧装置相比，具有应用范围更广泛，承载能力更大，张力控制精确度、更灵敏，根据胶带机的使用需要，可控制储带仓拖带滚筒的行走速度，同时可方便的更换钢丝绳，皮带运行稳定可靠 。

2.3 社会效益和经济效益分析（计算依据）：①社会效益。MPW变频张紧绞车技术先进、代表了今后发展方向，与过去使用的APW及其它形式的拉紧装置相比，具有应用范围更广泛，承载能力更大，张力控制精确度、更灵敏，根据胶带机的使用需要，可控制储带仓拖带滚筒的行走速度，同时可方便的更换钢丝绳，皮带运行稳定可靠。②经济效益。MPW变频张紧绞车使用至今，张紧装置故障率低，操作和维护也非常方便，设备运行维护以及售后服务得到了保证，保障了矿井的正常生产，无法以具体的经济效益来计算。

参考文献：

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[2]宋翼.自动张紧装置在可伸缩带式输送机中的应用[J].机械工程与自动化，2014（02）.

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