1、前言
膠帶拉緊裝置是帶式輸送機(jī)（以下簡(jiǎn)稱為膠帶機(jī)）不可缺少的重要組成部分，它直接關(guān)系到膠帶機(jī)的安全運(yùn)行及使用壽命，對(duì)于大運(yùn)量、長(zhǎng)距離等大型膠帶機(jī)而言更是如此。以往的帶式輸送機(jī)一般采用兩種拉緊方式，即垂直拉緊方式和重錘塔架車式拉緊方式。
對(duì)于垂直拉緊方式，其優(yōu)點(diǎn)是較好的利用了原有的空間位置，拉緊結(jié)構(gòu)形式簡(jiǎn)單，拉緊裝置本身不需要?jiǎng)恿?，維護(hù)量小。但垂直拉緊方式具有以下幾點(diǎn)缺陷：
（1）拉緊滾筒及重錘箱懸掛在半空中，在膠帶機(jī)檢修時(shí)，松帶、緊帶及增減張緊力都很不方便，工人的勞動(dòng)強(qiáng)度大，使得整機(jī)檢修時(shí)間長(zhǎng)、效率低。
（2）膠帶機(jī)起、制動(dòng)時(shí)，重錘上下振動(dòng)，對(duì)膠帶的沖擊大，直接影響到膠帶及膠帶接頭的使用壽命，易造成斷帶事故。
（3）膠帶張力無(wú)法自行調(diào)整。此類拉緊方式始終以起動(dòng)時(shí)所需的張緊力來(lái)選擇配重的，所以，在膠帶機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，膠帶始終處于過(guò)張緊狀態(tài)，對(duì)膠帶、滾筒及托輥的損害都很大。
（4）具有明顯的安全隱患：
a)萬(wàn)一發(fā)生斷帶（或斷繩），配重下落帶來(lái)的安全隱患；
b)增減配重時(shí)，給檢修人員帶來(lái)的安全隱患；
c)因?yàn)闊o(wú)法與膠帶機(jī)集控裝置連接進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，所以不具備保護(hù)功能；
d)當(dāng)重錘拉緊行程不夠時(shí)，會(huì)造成膠帶打滑，以致于無(wú)法起動(dòng)膠帶機(jī)（此時(shí)必須縮短一截膠帶）。
對(duì)于重錘塔架車式拉緊方式，除了具有和上述垂直拉緊方式相同的缺陷以外，還具有以下幾點(diǎn)不足：
{dy}、此類拉緊方式需占用較大的場(chǎng)地空間。
第二、此類拉緊方式采用的改向滑輪較多，因滑輪生銹等因素會(huì)造成拉緊裝置的動(dòng)態(tài)響應(yīng)滯后，繼而造成膠帶機(jī)起動(dòng)時(shí)出現(xiàn)打滑現(xiàn)象。
第三、成本相對(duì)較高。此類拉緊方式的重錘塔架一般高達(dá)成10米以上，塔架的鋼結(jié)構(gòu)重量大，配重塊的重量也大。從太鋼2*90 m2燒結(jié)機(jī)易地大修工程膠帶機(jī)的有關(guān)拉緊參數(shù)來(lái)分析，可以得出明確的結(jié)論。
DYL型膠帶自控液壓拉緊站以及后來(lái)拓展的ZLY型膠帶自動(dòng)液壓拉緊裝置是根據(jù)膠帶機(jī)的工況特點(diǎn)，吸收世界工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的先進(jìn)技術(shù)，考慮膠帶在起動(dòng)和正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)對(duì)拉緊力需要不同，經(jīng)合理的膠帶張力模型分析研究而設(shè)計(jì)的。它適合于煤礦、電力、港口、金屬礦山、鋼鐵、建材等行業(yè)廣泛使用。
2、組成結(jié)構(gòu)
DYL型膠帶自控液壓拉緊站由液壓泵站、張緊油缸、蓄能器、PLC可編程電氣控制箱、滑輪組、高壓膠管、鋼絲繩及附件等組成，采用高可靠性PLC控制系統(tǒng)，以滿足對(duì)張緊力的有效控制。
液壓系統(tǒng)由液壓源、溢流閥、液控單向閥、電磁換向閥和手動(dòng)換向閥、截止閥、蓄能器及張緊油缸等組成。
電控系統(tǒng)主要由SIEMENS S7-200PLC系統(tǒng)（包括CPU224模塊、EM223數(shù)字量輸入/輸出擴(kuò)展模塊、EM235模擬量擴(kuò)展模塊、TD200文本顯示器）、空氣斷路器、接觸器、中間繼電器、變壓器等組成。
配置特點(diǎn)：控制系統(tǒng)先進(jìn)。作為工控領(lǐng)域國(guó)際公認(rèn)的知名品牌，西門子公司享有盛譽(yù)，本系統(tǒng)人機(jī)界面、PLC等控制核心部件全部選用該公司的產(chǎn)品。其優(yōu)點(diǎn)如下：
（1）完善的操作方式及故障處理手段
本系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)定靈活、方便。所有參數(shù)設(shè)定和各種故障報(bào)警提示均采用漢字顯示。電控箱面板上設(shè)有急停開(kāi)關(guān)，便于發(fā)生事故時(shí)緊急停車。
（2）系統(tǒng)的可擴(kuò)展性
西門子S7-200系統(tǒng)具有很大的擴(kuò)展空間。既可以作為AS-1網(wǎng)的主站控制多臺(tái)現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，也可以作為profibus—pp網(wǎng)的一個(gè)從站方便地納入管控一體化的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。
（3）經(jīng)濟(jì)性
由于S7-200屬于小型PLC控制系統(tǒng)，性價(jià)比優(yōu)于中、大型PLC控制系統(tǒng),也減少了布線、維護(hù)方面的費(fèi)用。
3、系統(tǒng)特征
（1）系統(tǒng)具備以下四種工作模式：近控（機(jī)旁）手動(dòng)，近控（機(jī)旁）自動(dòng)，遠(yuǎn)控（中控）手動(dòng)和遠(yuǎn)控（中控）聯(lián)動(dòng)，四種模式可以通過(guò)機(jī)旁按鈕任意切換。上電初始化設(shè)置可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)需要設(shè)定，出廠設(shè)置為：近控自動(dòng)模式。
（2）液壓系統(tǒng)中張緊油缸前腔工作壓力分為四個(gè)等級(jí)：P1、P2、P3和P4，P1為系統(tǒng)起動(dòng)壓力，P2為正常工作壓力，P3為系統(tǒng)停機(jī)時(shí)壓力，P4為停機(jī)后的壓力。系統(tǒng)壓力由P1到P2，P2到P3改變時(shí)間段T1、T2，P1、P2、P3、P4、T1、T2，均可由TD200文本顯示器上人為現(xiàn)場(chǎng)設(shè)定。

油缸壓力變化簡(jiǎn)圖
（3）系統(tǒng)工作方式和工作狀態(tài)，于機(jī)旁控制箱的TD200文本顯示器上實(shí)時(shí)顯示，顯示各種狀態(tài)信息列表如附表（還可根據(jù)需要現(xiàn)場(chǎng)添加或刪除，最多不得超過(guò)80條信息）。
⑤電控箱設(shè)置張緊力觀測(cè)旋鈕，張緊力通過(guò)壓力變送器，送到PLC模擬量轉(zhuǎn)換模塊，經(jīng)PLC換算，由TD200實(shí)時(shí)顯示。
⑥系統(tǒng)具有上電自動(dòng)檢測(cè)遠(yuǎn)控按鈕短路故障功能，如發(fā)現(xiàn)此類故障，張緊裝置顯示“張緊裝置起動(dòng)按鈕上電短路”的故障信息。
⑦當(dāng)張緊油缸碰到行程開(kāi)關(guān)時(shí)，系統(tǒng)于TD200文本顯示器自動(dòng)顯示“油缸到極限位置”故障信息。
4、自動(dòng)張緊裝置工作過(guò)程
（1）狀態(tài)設(shè)定
①工況選擇：張緊裝置電控箱上電后，PLC初始化，將張緊裝置工作狀態(tài)設(shè)定為“自動(dòng)近控”方式（可根據(jù)用戶需要在四種工況中任選一種）。在機(jī)旁電控箱上，可通過(guò)按鈕進(jìn)行工況選擇。
②常量設(shè)定：將常數(shù)設(shè)定旋鈕打到設(shè)定位置，根據(jù)理論計(jì)算依次設(shè)定起動(dòng)壓力P1、工作壓力P2、停車壓力P3、停車后壓力P4，在現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試時(shí)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際工況對(duì)P1、P2、P3、P4進(jìn)行調(diào)整。
待以上狀態(tài)設(shè)定完成后，將設(shè)定旋鈕回復(fù)到工作狀態(tài)。
（2）“中控聯(lián)動(dòng)”模式工作過(guò)程
由中控通過(guò)控制線發(fā)出“起動(dòng)準(zhǔn)備”信號(hào)，傳送到機(jī)旁自動(dòng)張緊裝置電控系統(tǒng)（電控箱），電控箱接到起動(dòng)準(zhǔn)備信號(hào)后，起動(dòng)液壓系統(tǒng)投入工作，此時(shí)由溢流閥1控制，將張緊油缸對(duì)膠帶的張緊力升至起動(dòng)張緊力P1，開(kāi)關(guān)箱內(nèi)有一無(wú)源常開(kāi)接點(diǎn)閉合，為膠帶輸送機(jī)集控裝置送允許起動(dòng)的信號(hào)，通過(guò)一磁霍爾元件檢測(cè)膠帶輸送機(jī)轉(zhuǎn)速，將轉(zhuǎn)速信號(hào)送到電控箱內(nèi)PLC，待膠帶輸送機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)正常后（中控通過(guò)控制線發(fā)出“運(yùn)轉(zhuǎn)正常”信號(hào)），PLC開(kāi)始使溢流閥2控制壓力下降，使油缸對(duì)膠帶的張緊力逐漸下降至運(yùn)行張緊力P2。此后，張緊裝置一直動(dòng)態(tài)保持P2張力值，直至中控發(fā)出停機(jī)信號(hào)為止。當(dāng)中控發(fā)出停機(jī)信號(hào)時(shí)，有兩種停機(jī)信號(hào)：{dy}種是正常停機(jī)，第二種是緊急停機(jī)。當(dāng)中控“正常停機(jī)”信號(hào)發(fā)出后，張緊裝置中PLC使溢流閥1逐漸將壓力上升至設(shè)定值P3（即膠帶輸送機(jī)停機(jī)時(shí)的張力值）。膠帶機(jī)停機(jī)后，系統(tǒng)將張力值自動(dòng)保持在P4張力值。當(dāng)中控緊急停機(jī)信號(hào)發(fā)出后，張緊裝置起動(dòng)至設(shè)定的膠帶輸送機(jī)停機(jī)時(shí)的張力值P3，完成此工作后自動(dòng)張緊裝置停止工作。系統(tǒng)接到正常停機(jī)信號(hào)，張緊裝置在T2時(shí)間段內(nèi)，將張緊力升由P2上調(diào)至P3。
在膠帶輸送機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，膠帶張緊力通過(guò)壓力傳感器經(jīng)壓力變送器檢測(cè)送到PLC。由于膠帶的{yj}性變形等原因致使張緊力下降，當(dāng)張緊力下降值在設(shè)定值P2的-10%以內(nèi)時(shí)，張緊裝置不動(dòng)作；當(dāng)膠帶張緊力下降值超過(guò)-10%時(shí)，油泵啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，系統(tǒng)升壓至P2的110%值。
為了防止壓力變送器、溢流閥等張力控制及檢測(cè)元件失靈，在張緊油缸前后裝置有限位行程開(kāi)關(guān)，一旦膠帶張力超出設(shè)定范圍，張緊裝置發(fā)出故障信號(hào)（無(wú)源接點(diǎn)信號(hào)），迫使膠帶機(jī)停機(jī)，同時(shí)TD200文本顯示器顯示張緊裝置超限故障信息。
上述動(dòng)作過(guò)程一旦設(shè)定，即按預(yù)定程序周而復(fù)始地工作。
當(dāng)設(shè)定在“近控手動(dòng)”模式時(shí)，張緊裝置可單獨(dú)進(jìn)行工作，并可以對(duì)每種工況下的張力值等進(jìn)行設(shè)定和調(diào)節(jié)。
當(dāng)設(shè)定在“遠(yuǎn)控聯(lián)動(dòng)”模式時(shí)，自動(dòng)張緊裝置接受由中控室發(fā)出的指令進(jìn)行聯(lián)動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)。
5、主要技術(shù)特點(diǎn)
DYL型拉緊站具有以下幾方面的特點(diǎn)：
（1）根據(jù)輸送機(jī)的工況及對(duì)膠帶張力的不同要求，可以任意調(diào)節(jié)輸送機(jī)起動(dòng)時(shí)和穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)的拉緊力（拉緊力的調(diào)節(jié)范圍由所選型號(hào)確定），完全可以達(dá)到起動(dòng)時(shí)的拉緊力比穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)的拉緊力大1.4-1.5倍的要求。電液系統(tǒng)一旦調(diào)定后，即按預(yù)定程序自動(dòng)工作，保證膠帶在理想狀態(tài)下工作，克服了其他類型拉緊裝置拉緊力或大或小、難以控制的弊病。
由于拉緊站的拉緊力可以根據(jù)需要自動(dòng)調(diào)節(jié)，所以使輸送機(jī)在穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)的張力明顯降低（一般可降低15-30％），在輸送機(jī)基本參數(shù)不變的情況下，該拉緊站與其他類型的拉緊裝置相比，可以降低膠帶的強(qiáng)度等級(jí)，并能減小輸送機(jī)的功率，因而能減少設(shè)備的初期投資及運(yùn)行費(fèi)用。
（2）響應(yīng)快。帶式輸送機(jī)起動(dòng)時(shí)，膠帶的松邊會(huì)突然松弛伸長(zhǎng)，此時(shí)拉緊油缸在蓄能站的作用下，能立刻收縮活塞桿，及時(shí)補(bǔ)償膠帶的伸長(zhǎng)量，減小了膠帶松邊對(duì)緊邊的沖擊，不但使得輸送機(jī)起動(dòng)平穩(wěn)、可靠，而且較好地保護(hù)了膠帶，可減少斷帶事故的發(fā)生。過(guò)也是其他絞車系列拉緊裝置所無(wú)法比擬的特點(diǎn)。
（3）適應(yīng)性強(qiáng)。該拉緊站現(xiàn)已系列化，適應(yīng)范圍較廣，設(shè)計(jì)拉緊小車{zd0}拉緊力為600kN，{zd0}拉緊行程為24m，所以一般可滿足各種大型帶式輸送機(jī)對(duì)拉緊系統(tǒng)的要求。
由于拉緊站僅由拉緊油缸與輸送機(jī)的拉緊小車相連，所以可根據(jù)實(shí)際需要靈活地布置拉緊系統(tǒng)；當(dāng)采用機(jī)頭或中部拉緊時(shí)，拉緊油缸安裝在輸送機(jī)機(jī)身內(nèi)；當(dāng)采用機(jī)尾拉緊時(shí)，拉緊油缸既可以安裝在輸送機(jī)的尾部，也可以借助于平面改向滑輪組將拉緊油缸置于輸送機(jī)機(jī)身外側(cè)，因而給帶式輸送機(jī)的選型設(shè)計(jì)提供了方便。
（4）當(dāng)發(fā)生斷帶或膠帶被異物卡住等意外情況時(shí)，該拉緊站能立即終止帶式輸送機(jī)的運(yùn)行；當(dāng)輸送機(jī)膠帶出現(xiàn)打滑現(xiàn)象時(shí)，拉緊站能自動(dòng)增加拉緊力。
（5）以往的絞車?yán)o裝置或重錘拉緊裝置一般均采用多種滑輪組使拉緊鋼絲繩多繩纏繞，不但使得拉緊系統(tǒng)復(fù)雜化，而且使得拉緊的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性差。DYL型液壓拉緊站結(jié)構(gòu)緊湊，拉緊用的鋼絲繩纏繞的布置形式極為簡(jiǎn)單，因而簡(jiǎn)化了帶式輸送機(jī)的拉緊系統(tǒng)，使得拉緊的動(dòng)態(tài)響應(yīng)好，改善了帶式輸送機(jī)的運(yùn)行特性。
（6）該拉緊站還可以與輸送機(jī)的集控裝置連接，以實(shí)現(xiàn)對(duì)拉緊站的遠(yuǎn)距離控制。另外，考慮到膠帶機(jī)環(huán)境條件差的實(shí)際情況，DYL型拉緊站的液壓泵站采用了集中油路閥塊并且采取全封團(tuán)式護(hù)罩結(jié)構(gòu)，泵站與油缸及蓄能站之間采用膠管快速接頭聯(lián)接，保證了液壓系統(tǒng)無(wú)外部泄漏。當(dāng)帶式輸送機(jī)處于穩(wěn)定運(yùn)行階段時(shí)，液壓泵站僅起到“補(bǔ)油”的作用，因而泵站的運(yùn)行時(shí)間極為短暫，確保了拉緊站的工作可靠性。