引言
帶式輸送機(jī)是一種常用的散料輸送機(jī)械，廣泛運(yùn)用于礦井下、電廠、港口、化工行業(yè)等散料輸送的場(chǎng)所。帶式輸送機(jī)正常運(yùn)行時(shí)需要適當(dāng)?shù)膹埩?lái)保證膠帶的運(yùn)動(dòng)從而達(dá)到輸送散料的目的。對(duì)于長(zhǎng)距離帶式輸送機(jī)，輸送機(jī)啟動(dòng)前帶張力應(yīng)該是運(yùn)行時(shí)張力的1.5倍，并且這各種張力過(guò)渡時(shí)應(yīng)緩慢平穩(wěn)，以減小膠帶沖擊和提高膠帶壽命。目前，為了滿足物料雙向輸送的要求，大部分輸送機(jī)與斗輪機(jī)配套使用，因此輸送機(jī)的工況較單向輸送機(jī)復(fù)雜。雙向輸送機(jī)的工況為：堆料啟動(dòng)，堆料運(yùn)行，取料啟動(dòng)，取料運(yùn)行，斗輪機(jī)狀態(tài)轉(zhuǎn)換5種工況。每種工況下輸送帶需要恒定的張緊力，并且每種工況下的張緊力都不同。液壓張緊裝置是帶式輸送機(jī)的重要組成部分，其作用是控制輸送帶各種工況下的張緊力。
1、雙向運(yùn)行輸送機(jī)的張力控制要求
圖la中所示的是與斗輪機(jī)配套使用的雙向輸送機(jī)，與單向輸送機(jī)差別是增加了用于堆料和取料狀態(tài)轉(zhuǎn)換的調(diào)整滾筒20和可以轉(zhuǎn)動(dòng)的斗輪機(jī)桿13，該種輸送機(jī)的張力控制要求：堆料啟動(dòng)、堆料運(yùn)行、取料啟動(dòng)取料運(yùn)行和斗輪機(jī)狀態(tài)轉(zhuǎn)換5種工況膠帶張力必須恒定，5種張力各不相等，并且各種工況張緊力過(guò)渡時(shí)，膠帶張力變化必須平緩以防止膠帶張力沖擊。特別是斗輪機(jī)狀態(tài)轉(zhuǎn)換時(shí)，斗輪機(jī)桿13轉(zhuǎn)動(dòng)從而帶動(dòng)移動(dòng)滾筒14移動(dòng)，造成膠帶張力變化，但要求該轉(zhuǎn)換過(guò)程中膠帶張力也須恒定。
圖la所示液壓部分是適用于單向運(yùn)行輸送機(jī)的張緊裝置系統(tǒng)圖（作者以前參與研制），主要用于控制單向輸送機(jī)啟動(dòng)張力和運(yùn)行張力。工作原理：?jiǎn)?dòng)張力和運(yùn)行張力的控制主要是利用開(kāi)關(guān)閥的動(dòng)作和蓄能器的緩沖來(lái)實(shí)現(xiàn)的，兩種張力的平緩過(guò)渡是靠節(jié)流閥8的阻尼保證的。但在斗輪機(jī)狀態(tài)轉(zhuǎn)換時(shí)，液壓缸12要配合移動(dòng)滾筒14動(dòng)作才能維持膠帶張力恒定，該系統(tǒng)由于缺乏控制元件很難滿足張力控制精度要求。我們?cè)岢鲈趫D1中8和9支路右側(cè)增加一條由普通溢流閥構(gòu)成的張力控制回路，但經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)使用發(fā)現(xiàn)存在以下問(wèn)題：①斗輪機(jī)狀態(tài)轉(zhuǎn)換膠帶張力設(shè)定不方便，需要用手動(dòng)調(diào)節(jié)溢流閥；②手動(dòng)溢流閥的調(diào)壓偏差隨溢流流量變化較大，難易保證控制精度。
電液比例閥具有控制精度高，相對(duì)于伺服閥所需液壓油的清潔度低，便于和計(jì)算機(jī)結(jié)合實(shí)現(xiàn)電液閉環(huán)控制等優(yōu)點(diǎn)，所以本文提出將比例溢流閥應(yīng)用到液壓張緊裝置中，將各種工況張緊力用軟件實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制，簡(jiǎn)化液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，滿足各種工況張緊力控制要求。
2、雙向運(yùn)行輸送機(jī)液壓張緊裝置
圖lb所示系統(tǒng)由以下幾部分組成：張緊缸、蓄能站、油源、控制閥組、傳感器和液壓附件。張緊缸是執(zhí)行元件，連接移動(dòng)滾筒提供膠帶張力；蓄能站的目的有兩個(gè)：一是降低液壓缸小腔油液的彈性模量，補(bǔ)償系統(tǒng)油液泄漏，維持液壓缸小腔壓力恒定，減少液壓站的起動(dòng)次數(shù)，延長(zhǎng)控制元件的壽命，降低事故率；二是緩沖膠帶的張力沖擊，起到彈簧減震的作用。
3、張緊力控制原理
考慮液壓張緊裝置的系統(tǒng)效率和可靠性，輸送機(jī)在不同工況下，采用了不同的控制算法。
3.1堆料啟動(dòng)、堆料運(yùn)行、取料啟動(dòng)和取料運(yùn)行工況
在以上4種工況下，設(shè)定張力控制精度，采用了雙位開(kāi)關(guān)控制方式，其控制方框圖如圖2所示。
表1為軟件控制算法。
以上閉環(huán)雙位控制算法是指，系統(tǒng)張力大于控制精度上限時(shí)，系統(tǒng)張力由比例閥開(kāi)環(huán)線性降壓從而保證膠帶張力變化平緩；系統(tǒng)張力小于精度下限時(shí)，系統(tǒng)張力靠泵補(bǔ)充；系統(tǒng)張力處于控制范圍之內(nèi)時(shí)，所有元件停止動(dòng)作，這樣可以提高效率，減少熱損耗和元件故障。
3.2斗輪機(jī)狀態(tài)轉(zhuǎn)換工況
在斗輪機(jī)狀態(tài)轉(zhuǎn)換時(shí)，斗輪機(jī)桿轉(zhuǎn)動(dòng)會(huì)帶動(dòng)移動(dòng)滾筒的位置移動(dòng)，為了使得膠帶張力恒定，必須使得張緊缸配合斗輪機(jī)桿一起運(yùn)動(dòng)，所以斗輪機(jī)桿的運(yùn)動(dòng)對(duì)于膠帶張力控制來(lái)說(shuō)是個(gè)干擾信號(hào)，在該工況下的控制方框圖如圖3所示。
在這種工況下，電機(jī)、1DT、2DT和3DT全通電，由數(shù)字PID算法和比例溢流閥協(xié)同控制膠帶張力，消除斗輪機(jī)桿運(yùn)動(dòng)給張力控制系統(tǒng)帶來(lái)的干擾。
4、結(jié)論
與斗輪機(jī)配合使用的雙向輸送機(jī)運(yùn)行工況多，膠帶張力控制復(fù)雜，將比例溢流閥應(yīng)用到液壓張緊裝置中，經(jīng)云南滇東電廠三號(hào)帶現(xiàn)場(chǎng)使用，結(jié)果表明：該方案能滿足多個(gè)張緊力點(diǎn)恒值控制和各張緊力間平緩過(guò)渡的控制要求，特別可以解決斗輪機(jī)狀態(tài)變化時(shí)帶來(lái)的對(duì)張力控制的干擾，這是原來(lái)適用于單向運(yùn)行輸送機(jī)張緊裝置所不能解決的問(wèn)題。
