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)等散料輸送的場所。帶式輸送機(jī)正常運(yùn)行時需要適當(dāng)?shù)膹埩肀ＷC膠帶的運(yùn)動從而達(dá)到輸送散料的目的。對于長距離帶式輸送機(jī)，輸送機(jī)啟動前帶張力應(yīng)該是運(yùn)行時張力的1.5倍，并且這各種張力過渡時應(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，堆料運(yùn)行，取料啟動，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)動的斗輪機(jī)桿13，該種輸送機(jī)的張力控制要求：堆料啟動、堆料運(yùn)行、取料啟動取料運(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渡時，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，斗輪機(jī)桿13轉(zhuǎn)動從而帶動移動滾筒14移動，造成膠帶張力變化，但要求該轉(zhuǎn)換過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)啟動張力和運(yùn)行張力。工作原理：啟動張力和運(yùn)行張力的控制主要是利用開關(guān)閥的動作和蓄能器的緩沖來實現(xiàn)的，兩種張力的平緩過渡是靠節(jié)流閥8的阻尼保證的。但在斗輪機(jī)狀態(tài)轉(zhuǎn)換時，液壓缸12要配合移動滾筒14動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。我們曾提出在圖1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)場使用發(fā)現(xiàn)存在以下問題：①斗輪機(jī)狀態(tài)轉(zhuǎn)換膠帶張力設(shè)定不方便，需要用手動調(diào)節(jié)溢流閥；②手動溢流閥的調(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，相對于伺服閥所需液壓油的清潔度低，便于和計算機(jī)結(jié)合實現(xiàn)電液閉環(huán)控制等優(yōu)點，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現(xiàn)閉環(huán)控制，簡化液壓系統(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，連接移動滾筒提供膠帶張力；蓄能站的目的有兩個：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，減少液壓站的起動次數(shù)，延長控制元件的壽命，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、堆料運(yùn)行、取料啟動和取料運(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，系統(tǒng)張力由比例閥開環(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，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，所有元件停止動作，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，斗輪機(jī)桿轉(zhuǎn)動會帶動移動滾筒的位置移動，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，所以斗輪機(jī)桿的運(yùn)動對于膠帶張力控制來說是個干擾信號，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)動給張力控制系統(tǒng)帶來的干擾。
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)云南滇東電廠三號帶現(xiàn)場使用，結(jié)果表明：該方案能滿足多個張緊力點恒值控制和各張緊力間平緩過渡的控制要求，特別可以解決斗輪機(jī)狀態(tài)變化時帶來的對張力控制的干擾，這是原來適用于單向運(yùn)行輸送機(jī)張緊裝置所不能解決的問題。
