目前皮帶輸送機已成為食品、建材、化工和港口等諸多領(lǐng)域物流運輸系統(tǒng)的主要輸送設(shè)備。隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，長距離、高帶速、大運量皮帶輸送機已成為發(fā)展方向，特別是長距離整芯帶皮帶輸送機的不斷應(yīng)用。由于輸送帶伸長量急劇增加，就需要動態(tài)性能好、適應(yīng)長距離皮帶輸送機發(fā)展需要的自動張緊裝置。

　　1、張緊裝置功能

　　張緊裝置是皮帶輸送機不可缺少的重要組成部分，它的性能好壞直接影響輸送機整體的性能，張緊裝置的功能主要有以下幾點：

　　(1)保證皮帶輸送機驅(qū)動滾筒分離點的足夠張力和驅(qū)動裝置依靠摩擦傳動所必須傳遞的摩擦牽引力，以帶動輸送機的正常運轉(zhuǎn)，防止輸送帶打滑；

　　(2)保證承載分支最小張力點的必須張力，限制輸送帶在托輥之間的垂度，保證皮帶輸送機正常運行；

　　(3)補償塑性變形與過渡工況時輸送帶伸長量的變化。由于負載變化會引起輸送帶發(fā)生長度變化，蠕變現(xiàn)象也會造成輸送帶伸長，張緊力有變小趨勢，需要張緊裝置來吸收由蠕變產(chǎn)生的伸長，維持輸送機正常運行所需的最小張緊力；

　　(4)為輸送帶重新接頭做必要的行程準(zhǔn)備。每部皮帶輸送機都有若干個接頭，可能在某一時間接頭會出現(xiàn)問題，必須截頭重做，張緊裝置為皮帶輸送機準(zhǔn)備了負荷以外的輸送帶，這樣接頭故障就可以通過放松張緊裝置重新接頭來解決。

　　2、國內(nèi)外現(xiàn)狀

　　國內(nèi)常見的皮帶輸送機張緊裝置有重錘張緊和固定絞車張緊，近幾年又出現(xiàn)了液壓油缸式張緊裝置。

　　(1)重錘式張緊裝置結(jié)構(gòu)最簡單，應(yīng)用最廣泛，由于重錘的作用，它能保證張緊力在各種工況下保持不變，其力學(xué)特點是張緊力不變，張緊位移可變。

　　(2)固定式張緊裝置是指張緊滾筒在輸送機啟動前或停機后可改變張緊力。其中螺旋張緊裝置常用于短距離輸送機中；電動絞車和手動絞車固定式張緊裝置適用于水平運輸和小傾角運輸?shù)拇笮洼斔蜋C。但當(dāng)輸送帶產(chǎn)生塑性變形后，引起輸送帶張力變小，懸垂度增大，就必須重新調(diào)整張緊位移。

　　(3)油缸式張緊裝置可根據(jù)輸送機的不同工況及輸送帶張力的不同要求調(diào)節(jié)輸送機啟動時和穩(wěn)定運行時的張緊力，皮帶輸送機啟動時，輸送帶的松邊突然松弛伸長，此時張緊油缸在蓄能站的作用下立即收縮活塞桿，補償輸送帶的伸長量，使輸送機啟動平穩(wěn)，有效地保護了輸送帶。

　　(4)液壓絞車式張緊裝置可根據(jù)皮帶輸送機不同布置線路的需要自動調(diào)整輸送帶張力，使輸送機更經(jīng)濟、安全地運行。對大運量、長距離皮帶輸送機，液壓絞車張緊裝置可根據(jù)輸送機張力的變化實現(xiàn)自動控制，能夠在輸送機起、制動時迅速產(chǎn)生足夠的拉力。

　　從目前國內(nèi)較流行的自動張緊裝置的結(jié)構(gòu)特點來看，是將油缸式和液壓絞車式結(jié)合起來：即通過液壓絞車實現(xiàn)皮帶輸送機長距離的快速調(diào)整和預(yù)拉緊，再通過張力調(diào)節(jié)油缸實現(xiàn)短距離的行程調(diào)整，一般將系統(tǒng)張力調(diào)為3個階段：啟動張力、運行張力和卷帶張力(順槽輸送機用)。

　　3、動態(tài)張緊裝置的控制策略

　　國內(nèi)YZLA系列或DYL系列的產(chǎn)品設(shè)計都只是在靜態(tài)特性基礎(chǔ)上實現(xiàn)各階段獨立的控制。即把整個張緊過程分成起動和運行兩個階段，在每個階段設(shè)置固定張力的限定范圍，只有當(dāng)輸送帶產(chǎn)生的張力超出限定范圍時，張緊系統(tǒng)才進行調(diào)整，而不能對輸送帶張力的變化及時調(diào)整，因此產(chǎn)生調(diào)節(jié)的不合理性。有時張力余量過度，有時張力余量不足。

　　本文提出的方案——基于電機電流輸入控制的力反饋動態(tài)張緊裝置。由于驅(qū)動電機電流與負載之間存在一一對應(yīng)的比例關(guān)系，利用識別電流變化來直接識別輸送帶上載荷量的變化，以電機電流為閉環(huán)回路的控制信號，通過電流與負載對應(yīng)關(guān)系計算出理論張緊力的值，與力傳感器所測的實際張緊力的值比較后，經(jīng)過PID調(diào)節(jié)張緊力，適應(yīng)輸送機各階段張力的需要。它的特點

是將變頻技術(shù)作為調(diào)速離合機構(gòu)，一方面克服了液黏調(diào)速方案滯后補償?shù)葐栴}；另一方面要實現(xiàn)動態(tài)控制，液壓系統(tǒng)將一直處于工作狀態(tài)，這對輸送設(shè)備泄漏和維護都帶來麻煩。其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1  皮帶輸送機動態(tài)張緊裝置系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

　　目前的皮帶輸送機張緊裝置都是基于靜態(tài)設(shè)計觀念而設(shè)計的，無法從根本上解決因張緊力變化而產(chǎn)生的不協(xié)調(diào)問題。動態(tài)張緊具有響應(yīng)速度快、張緊效果好等特點，隨著輸送機運距、運量的不斷增加以及動態(tài)分析技術(shù)不斷成熟，實時控制的動態(tài)張緊將成為一種發(fā)展方向，并將產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟效益。