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长距离胶带输送机拉紧装置改造及调试

发表时间：2020/3/3 来源：《电力设备》2019年第20期作者：陈天宝

[导读] 摘要：呼伦贝尔发电有限公司输煤系统厂外皮带机全长2350米，采用液压拉紧装置，但由于皮带较长，启动时液压拉紧蓄能装置无法及时跟踪皮带机启动时皮带的张力，投入运行后运行状况较差，后经改造为由滑轮组、蓄能器组合的重锤拉紧装置，并对软启动装置进行调整，取得了较好的效果。

        （内蒙古国华呼伦贝尔发电有限公司内蒙古呼伦贝尔市 021025）
        摘要：呼伦贝尔发电有限公司输煤系统厂外皮带机全长2350米，采用液压拉紧装置，但由于皮带较长，启动时液压拉紧蓄能装置无法及时跟踪皮带机启动时皮带的张力，投入运行后运行状况较差，后经改造为由滑轮组、蓄能器组合的重锤拉紧装置，并对软启动装置进行调整，取得了较好的效果。
        关键词：拉紧装置；蓄能器；软启动器；液力耦合器
        Transformation and debugging of the tension device of the long-distance belt conveyor
        一、引言
        呼伦贝尔发电有限公司厂外长距离胶带输送机由唐山冶金矿山机械厂生产，北京电力建设工程公司负责施工。由于液压拉紧装置一直存在拉紧行程小，反应滞后等问题，在投产后设备存在的问题一直没有得到彻底的根冶，在设备使用过程中，随时都会出现因拉紧装置故障而停机，严重影响设备的正常运行。鉴于上述原因，必须对厂外长距离胶带输送机拉紧装置进行改造，确保皮带机安全稳定的运行。
        二、国华呼伦贝尔发电公司长距离胶带输送机拉紧装置改造方案
        1.取消原液压拉近装置，改为配由滑轮组、蓄能器组合的重锤拉紧装置。重新制做一个加重型土建基础，基础上的预埋件要大于实际拉紧力的二倍，以保证在皮带机启动过程中，转向滑轮的地角螺栓，经过长期运行不发生断裂。
        2.设计一个蓄能装置，在皮带机启动过程中，能够更好的缓冲皮带起动时的冲击力，同时减少重锤箱下落的高度。安装配重支架和配重箱和蓄装置，在滑轮组上采用钢丝绳固定。蓄能器头部安装双定滑轮，在拉紧小车上安装4组滑轮（由于小车处于运动状态，相当于4组动滑轮），以减小配重箱的配重量。
        3.为减少配重箱行程特此将配重箱设计为四根钢丝绳，配重箱行程可减少二分之一，同时为保证皮带17t的设计拉紧力，重锤箱配重提高至8t左右，同时在重锤架顶部增加两个定滑轮，以保证重锤箱受力均匀。
        4.按照能承受10吨重的配重箱及支架进行设计，支架四根立柱采用150#工字钢，加强筋采用80的角钢，制做的配重箱能装重为7吨的配重块，箱体钢板采用δ=10mm。然后在配重箱支架下方地面向下挖4米，制做一个1米深的土建基础。
        5.将配重支架向上延伸到皮带机架下方，目的是增加配重箱的上下行程，防止皮带机在启动过程中因行程不足而受到较大的冲击而损坏设备。经过改造，配重箱总体行程约为8米左右，满足皮带机启动时拉紧小车的行程而不会使配重箱触地。
        6.将拉紧小车换成3.5吨以上拉力的卷扬机械，其作用是及时调整拉紧装置配重箱的位置，尤其是在设备检修时能够根据情况快速放松或拉紧皮带，提高检修速度。小车钢丝绳为φ22mm。所有滑轮改成适合φ22mm钢丝绳的滑轮。
        三、长距离胶带输送机拉紧装置的调试
        1.拉紧装置的安装：
        进行拉紧装置土建施工后，将卷扬机、蓄能器、滑轮、配重箱等设备安装完毕，按照设计图纸将钢丝绳穿好。
        将配重箱内添加配重块，总重量在8吨左右，启动卷扬机，调整配重箱的高度，距离皮带机顶部架构2米距离。配重箱支架下部下挖的地下基础上放一个废旧轮胎，在试运过程中可以起到缓冲作用。
        2.对软启动器、液力耦合器进行调试：
        长距离胶带输送机是一个完全柔性运动的系统，在实际运行中可能出现很多问题，比如“打滑”、不能启动等现象。这主要是因为带式输送机长度加长后，其系统惯性增大，起动所需动力相应加大。但是这个动力要受到两个力的限制，一是滚筒与皮带接触的最大静摩擦力，一个是皮带内部张力。从美国的有关研究成果来看（DODGE），当带式输送机长度超过1km时，不仅需要考虑圆周驱动力和皮带张力，还必须注意皮带中因张力不均匀引起的变形和滑动。
        解决此问题的办法从原理来说很简单，就是采用“软启动”方式，使最大圆周驱动力大幅度降低。因此，厂外长距离带式输送机采用了美国摩托托尼固态软启动器，并配合YOXYSE-750型延时限矩型液力耦合器，以实现设备安全启动。
        但在试运过程中，发现软启动装置与皮带机液力耦合器之间配合存在问题，造成拉紧装置重锤箱出现触地现象。软启动器按照常规调试方法，初始电压设定为45%，电流限流设定为400%，斜坡时间设定为25S，但实际应用中发现，皮带机启动时由于软启动装置作用，电机缓慢启动逐渐加速到额定值，但慢速运转时达不到液力耦合器的启动转矩，胶带并不转动。等到电机升到较高转速后，液力耦合器开始带动皮带机运行，但转速升高很快，造成长距离皮带瞬间拉伸较长，从而直接反应到配重装置的行程较长。于是从三方面进行了调整：一是减少液力耦合器的油量在规定值的低限，以延长启动过程时间；二是调整提高软启动器初始电压，以提高电动机的快速启动性，使转速得到较快提高；三是将电流限流降低，减小电动机开始运行的出力，但又不能引起电机堵转或过载保护跳闸。斜坡时间不作调整，以保证达到全电压的时间。经过试验、调整，软启动器初始电压由原来45%调整为65%，电流限流由原来400%降低为300%（重载时改为400%以提高转矩），经过在空载、重载各种工况下进行启动皮带试运，拉紧装置在运行中一直比较平稳，配重箱基本保持在上下1.5米左右的距离滑动，取得了较好的效果。
        四、结论
        改造后的长距离胶带输送机拉紧装置，有效利用了现有的空间，在皮带机启动时，拉紧装置能够及时反馈长距离皮带在启动过程中的拉伸长度，避免因配重箱行程不足而发生重锤触地现象，同时也避免皮带机启动时因冲击力过大，造成拉紧钢丝绳及设备在冲击力的作用下发生故障，减少了因皮带机故障而造成的直接经济损失。

        参考文献：
        [1]《MVC PLUS 系列数字固态软启动器使用维护手册》
        [2]《限矩型液力耦合器使用说明书》
        [3]《长距离胶带输送机皮带机设计说明书》
        作者简介：
        陈天宝：男，（1968- ），1984年12月参加工作，1988-1991年于沈阳电力专科学校脱产学习，2000年6月函授毕业于华北电力大学，本科学历，工程师职称、技师，曾任绥中发电有限责任公司工程公司燃料程控班班长和电气检修班班长，国华呼伦贝尔发电有限公司燃料高级主管、专业经理，维护部经理助理，现任国华呼伦贝尔发电有限公司安全监察专员。