摘  要：帶式輸送機(jī)的拉緊力對啟動和運(yùn)行工況影響較大，甚至決定了膠帶的使用壽命。文章以中興煤礦主斜井拉緊裝置選型為例，在帶式輸送機(jī)牽引力計算的基礎(chǔ)上,討論了3種拉緊裝置的適用性及經(jīng)濟(jì)性,為合理確定拉緊裝置提供了理論參考。
　　關(guān)鍵詞：拉緊裝置；拉緊力；適用性；輸送帶
　　
　　1 拉緊裝置概述
　　常見的拉緊裝置有重力拉緊裝置、固定絞車?yán)�緊裝置、自動拉緊裝置和螺旋拉緊裝置等。
　　1.1重錘拉緊裝置
　　重錘拉緊裝置是結(jié)構(gòu)最簡單，應(yīng)用最廣泛的一種拉緊裝置。它是利用重錘來自動拉緊。由于靠自重拉緊，所以它能保證拉緊力在各種工況下保持恒定不變，能自動補(bǔ)償膠帶的伸長。重錘拉緊裝置的特點(diǎn)是拉緊力不變，拉緊位移可變，它適用于固定式長距離運(yùn)輸機(jī)，優(yōu)點(diǎn)是安全可靠性高；缺點(diǎn)是拉緊力不能調(diào)節(jié)，空間要求大，在空間受限制的地方，無法使用。
　　1.2固定絞車?yán)�緊裝置
　　固定絞車?yán)�緊裝置是利用小型絞車來拉緊，絞車一般用蝸輪蝸桿減速器帶動卷筒來纏繞鋼絲繩，從而拉緊膠帶。這種拉緊裝置的優(yōu)點(diǎn)是體積小、拉力大，所以被廣泛應(yīng)用于井下帶式輸送機(jī)中。缺點(diǎn)是它調(diào)定后只能產(chǎn)生固定的拉緊力，當(dāng)絞車和控制系統(tǒng)出現(xiàn)問題時，不能產(chǎn)生恒定的拉緊力或拉緊力失效，安全可靠性相對降低。
　　1.3液壓自動拉緊裝置
　　該拉緊裝置由液壓缸及液壓伺服系統(tǒng)等組成，采用大拉力張緊裝置張緊輸送帶，同時配備張力傳感器測定輸送帶的張力，當(dāng)輸送帶張力發(fā)生變化，超過輸送機(jī)正常運(yùn)行的范圍時，自動張緊裝置能迅速調(diào)整輸送帶張力，從而保證輸送機(jī)正常運(yùn)行。
　　2 中興煤礦主斜井輸送機(jī)正常運(yùn)行時拉緊力計算
　　輸送物料原煤ρ=1.0 t/m3，輸送距離L=1 342 m，提升高度H=367 m，輸送能力Q=1 000 t/h，角度16°。
　　膠帶輸送機(jī)參數(shù)預(yù)選：帶寬B=1 200 mm，帶速v=3.15 m/s，承載托輥組為Φ133 mm槽形托輥，回程托輥組為Φ133 mmV型托輥，鋼繩芯膠帶ST4500。
　　根據(jù)帶式輸送機(jī)的實(shí)際工作條件及國內(nèi)設(shè)備生產(chǎn)廠家的加工水平，同時考慮到現(xiàn)場的管理水平等因素后，確定采用并計算出如下參數(shù)：
　　托輥運(yùn)行阻力系數(shù)：f=0.03
　　傳動滾筒摩擦系數(shù)：μ=0.35
　　每米物料重量：qG=88.19 kg/m
　　膠帶強(qiáng)度：st=4 500 N/mm
　　每米膠帶重量：qB＝54.12 kg/m
　　上托輥每米長轉(zhuǎn)動部分重量：qRO=18.45 kg/m
　　下托輥每米長轉(zhuǎn)動部分重量：qRU=6.91 kg/m
　　主要阻力：
　　FH=fgL[（2qB+qG）cosδ+（qRO +qRU）]= 84 595 N
　　附加阻力：FN=FbA+Ff+F1+Ft=2 596 N
　　主要特種阻力：Fs1=Fε+Fgl=4 036 N
　　附加特種阻力：Fs2=Fr+Fa=1 764 N
　　傾斜阻力：Fst=qGgH=332 918 N
　　傳動滾筒所需圓周驅(qū)動力：
　　Fu =FH+FN+FS1+FS2+FSt=425 909 N
　　帶式輸送機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行時傳動滾筒所需運(yùn)行軸功率：
　　PA=Fu×V/1000＝1 342 kW
　　帶式輸送機(jī)驅(qū)動電動機(jī)功率：
　　PM=PA/η=1 714 kW
　　式中：η為驅(qū)動系統(tǒng)正功率運(yùn)行時的傳動效率（含電壓降），η=0.78。帶式輸送機(jī)采用雙滾筒三電機(jī)傳動，功率配比2∶1。確定第一傳動滾筒的圍包角α1=180°，第二傳動滾筒圍包角α2=200°。設(shè)Fu1、Fu2 分別為第一和第二傳動滾筒圓周力，F(xiàn)1 、F1-2和 F2min 分別為第一和第二傳動滾筒處的輸送帶趨入點(diǎn)和奔離點(diǎn)的張力，F(xiàn)umax為起動狀態(tài)傳動滾筒圓周力。其中 Fumax=FU×KA、KA為啟動系數(shù) ，取值KA=1.25。
　　第一傳動單元滾筒上圓周力 Fu1= Fumax/3
　　第二傳動單元滾筒上圓周力 Fu2= 2Fumax/3
　　設(shè)第二傳動滾筒eμα2值用足時，則：
　　F2min=Fu2/3（eμα2－1）=74 128N，為保證重載段膠帶垂度要求,取F2min=200 145N
　　F1-2=F2min＋Fu2=342 114 N
　　F1=Fu＋F2min=626 054 N
　　尾部改向滾筒合力Fs=42 270 N
　　很明顯，由于頭部張力較大，在頭部使用液壓拉緊裝置不理想；而尾部拉緊力較小，在尾部使用重錘車?yán)�緊裝置較為合理。而且液壓張力過大，輸送機(jī)起動導(dǎo)致輸送帶損壞嚴(yán)重，而輸送帶幾乎占了整部輸送機(jī)成本的1/2。通過實(shí)踐證明,重錘車?yán)�緊可以有效地降低輸送帶的磨損情況,延長輸送帶的使用壽命，降低輸送機(jī)的成本。
　　3 主斜井運(yùn)輸拉緊裝置的選型分析
　　在對帶式輸送機(jī)的工藝布置中，確定合理的拉緊裝置，是保證輸送機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)、起動和制動時安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理的必要前提。而各種拉緊裝置的適用性是工程技術(shù)人員關(guān)心的重要問題之一。有關(guān)文獻(xiàn)中根據(jù)帶式輸送機(jī)剛體動力學(xué)原理，對3種拉緊裝置的特性進(jìn)行分析，結(jié)合多年實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)可得出如下結(jié)論：
　　主斜井向上運(yùn)輸情況下，隨著角度的增大，固定絞車?yán)�緊裝置膠帶最大張力與自動式膠帶最大張力及重錘式膠帶最大張力的差值越來越小，當(dāng)傾角大到一定程度時，采用固定式拉緊裝置和重錘拉緊裝置的效果都差不多。固定絞車?yán)�緊裝置膠帶最大張力與重錘式膠帶最大張力相比，前者受傾角影響較大，后者受運(yùn)距的影響較大。總之，在提升傾角較大時，推薦采用重錘拉緊裝置或者液壓拉緊裝置。
　　從經(jīng)濟(jì)方面看，在運(yùn)距或傾角較大的情況下，采用固定拉緊裝置使膠帶強(qiáng)度乃至整個設(shè)備升級，如按膠帶升高一級，其價格上升100元/ｍ(以鋼繩芯膠帶為例)計算，則2 800 ｍ長的膠帶(以中興為例)會因拉緊裝置選擇不當(dāng)，造成僅膠帶的一次性投資就多增加100元/ｍ×2 800×2=56萬元。故建議，在運(yùn)距較長的情況下，應(yīng)采用自動式拉緊裝置；在傾角較大或運(yùn)距相對較短的情況下，例如小于1 000 ｍ，可采用重錘式拉緊裝置。
　　4 結(jié)論
　　帶式輸送機(jī)所需的拉緊力，在起動、穩(wěn)定運(yùn)行和制動過程中是不同的。因此，計算拉緊力時，應(yīng)按各種工況下輸送帶在驅(qū)動滾筒上都不打滑的條件計算，理想的拉緊裝置應(yīng)在考慮自身適用性及經(jīng)濟(jì)性的基礎(chǔ)上，能根據(jù)輸送機(jī)在不同工況下的要求自動調(diào)整拉緊力，這樣，既可滿足輸送帶在垂度和摩擦牽引力方面的要求，又可保證輸送帶不承受過大的張力。