液压自动张紧装置使用说明书(煤仓间皮带机)
DYL型自控液压拉紧装置使用说明书
徐州五洋科技有限公司
目录
一、概述 (1)
二、工作原理 (1)
三、主要技术参数 (3)
四、设备安装及连接 (4)
五、现场调试步骤 (3)
六、操作规程 (5)
七、维护和维修 (6)
八、其它 (7)
九、附录
附录一电控系统原理图
附录二电气外围信号接线图
附录三液压拉紧装置推荐用液压油
附录四电控系统面板布置图
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一、概述
带式输送机液压自动拉紧装置是根据我国散料运输特点，吸取世界工业发达国家的先进技术，考虑输送带在起动和正常运行时所需拉紧力不同，确定合理的张力模型而设计的。本拉紧装置的特点是：（1）改善带式输送机运行时胶带的动态受力效果，特别是胶带受到突变载荷时尤其明显；（2）起动和各种工况的不同拉紧力，可以根据带式输送机的实际需要任意调节（其调节范围由所选拉紧装置的型号规格确定）。系统一旦调定后，即按预定的程序自动工作，使输送机处在理想的工作状态下运行，大大改善输送带的受力状况。（3）响应快。由于输送机起动时，输送带松边会突然松弛伸长，引起“打带”、冲击现象。此时，拉紧装置能迅速收缩油缸，及时吸收输送带的伸长，从而大大缓和了输送带的冲击，使起动过程平稳，避免发生断带事故。（4）具有断带时自动停止输送机的保护功能。（5）结构紧凑，安装空间小，便于使用。
带式输送机液压自动拉紧装置于1992年通过部级鉴定，现已形成系列，并已全面推广应用。1994年获原煤炭工业部科技进步三等奖，1999年获教育部（原国家教委）科技进步三等奖，1996年被原煤炭部列为重点推广项目。
DYL型液压自动拉紧装置适用于长距离带式输送机的张紧，主要由拉紧油缸、液压泵站、蓄能站、地面PLC型智能型控制开关和拉紧附件等五大部分组成。其中液压泵站、蓄能站和地面PLC型智能控制开关不需要做地基，仅要求安放地点不落物料和水即可。
二、工作原理
图1为DYL的液压系统原理图及拉紧油缸与拉紧小车连接关系示意图。
为满足带式输送机对各种工况拉紧力变化大的要求，液压系统可相应地提供多点张力，而溢流阀3设定为安全压力。为此，首先需将各溢流阀和电接点压力表或压力继电器接点的整定值从大到小依次为溢流阀3、KP1、KP2和KP3。
液压系统的工作原理如下：
当合上控制开关内空气开关QF1手把后，系统处于待命停机状态。
在手动工况下开动油泵电机，油泵经粗过滤器2从油箱吸油。当手动换向阀5阀芯处在中阀位（图示位置）时，油泵排出的油液经精过滤器4到手动换向阀5后，返回油箱，即油泵不向系统提供压力油，这时油泵为卸荷工况。当手动换向阀处在右阀位时，油泵排出的压力油经手动换向阀5、液控单向阀6、截止阀14（事先已打开）进入油缸8右侧的有杆腔，推动活塞向左移动，拉动张紧小车10，以张紧输送带。在此过程中，油缸左侧无杆腔的回油，经换向阀5返回油箱。当油缸有杆腔一侧油压力打到一定值时（通常为6MPa左右），油泵排出的压力油将同时进入蓄能器11，并缓慢升高油压，直至系统压力上升到溢流阀3的调定压力，溢流阀3开启溢流。
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第 3 页 1－粗过滤器2－油泵3－溢流阀4－精过滤器5－手动换向阀 6－液控单向阀 7－电接点压力表 8－拉紧油缸9－动滑轮10－张紧小车11－蓄能器12－固定绳座 13-截止阀14-压力变送器 15-节流阀 16－电磁换向阀 17-比例溢流阀 18－油箱 19-手动油泵KP1、KP2-压力表电接点 YJ1-压力继电器 Y1、Y2-电磁铁线圈 图1 拉紧装置液压系统原理图
带式输送机起动后转入正常稳定运行，这时电磁换向阀12线圈Y2得电，阀芯转到
右阀位，将比例溢流阀17油缸前腔接通。系统油压下降到运行张力调定值，自动工况
转入自动补压阶段。有两种方式：（1）继电器方式；（2）变送器方式。在继电器方式
时，电接点压力表接点KP1、
KP2控制油缸工作腔压力，
升到KP1以上时停止打压，
降到KP2以下时开始补压；
变送器方式时，压力维持在
文本显示器设定运行张力±
××kN ，升到设定运行张力+
××kN 时停止补压，降到运
行张力-××kN 时开始补
压。可见，输送机稳定运行
期间，液压系统的压力（即
油缸有杆腔的压力）是在一
固定动作压力值范围内变动
的。由于两者的压力整定值
相差甚小，一般为1～2MPa
左右，可以近似认为是恒压
力，所以，稳定运行期间油
缸对输送机的拉紧力可以看
成是恒张力。
注意：输送机不论是起动阶
段或者稳定运行阶段，手动换
向阀的手把应始终打在使其阀
芯处于右阀位（油缸处于拉紧）
的位置。
当换向阀阀芯处在左位
时，油泵排出的压力油经换向
阀进入油缸左侧，推动活塞使活塞杆向外伸出的同时，压力油又经控制油路（图中虚线）
将液控单向阀打开，可使油缸右侧的回油经液控单向阀、手动换向阀回油箱。通常是在
需要将张紧放松的时候，才将油缸活塞杆向外伸出。当需要重新张紧皮带时，可直接启
动泵站后将手动换向阀手把打到右阀位，直至拉紧力上升到设定值为止。
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三、主要技术参数
型 号 ：DYL — — /
1、最大拉紧力 kN
2、最大拉紧行程 m
3、拉紧力调节范围 kN
4、泵站电机功率 4 kW
5、额定工作电压 380 VAC
四、设备安装及连接
1、机械安装：包括油缸支座及油缸、固定绳座等，注意：油缸支座与固定绳座应
能承受相应的拉力；拉紧钢丝绳的安装应在油缸往复动作数次后进行，以便于
排出油缸内部的气体。
2、电气连接：
液压泵站与电控箱之间的动力回路、控制回路以及检测回路的接线，拉紧装置
控制开关和集控中心之间的信息交换采用开关量信号来实现，它们之间的信号回路
和供电回路接线，以及测速传感器与拉紧电控箱之间的信号接线，请参考附录二（电
气外围信号接线图）中的相关部分；实际使用所有电缆的线径不得小于附录二的标
注线径。
3、液压连接：
连接液压部件之间的高压胶管共有三根（二长一短），连接关系如图2所示，其中
一根长胶管一端与泵站底座上正对压力表下面位置的快速接头座相连，另一端连接蓄能
器上的截止阀；一根短胶管的两头分别与蓄能器上的接头座和油缸上通往有杆腔的接头
座连接；另一根长胶管的一端与泵站底座上左侧的另一接头座相连，胶管另一端与油缸
上通向无杆腔的接头座连接。各胶管插入接头座时，必须装入U 形卡，以防出现高压油
伤人事故。
1－泵站 2－蓄能器 3－油缸 4、5、6－高压胶管 6－短高压胶管 7－截止阀
图2 液压系统高压胶管连接图
4、其它
（1）泵站液压油的加注：用户应采用附录三所推荐的液压油，并保证油液的
清洁度；加注至油箱上部油位计2/3以上高度。
（2）用户应严格按照电气外围接线图和相关的技术要求进行接线。
五、现场调试步骤
1、调试前系统检查
在进行电控箱上电和拉紧装置调试前，应确保下述项目内容满足要求：
◆泵站油箱油量是否充足，否则应补充到位；高压胶管连接是否正确、牢靠，
每个接头处的“U”形卡是否都已安装；
◆电气外围信号接线（包括泵站接线盒、集控中心、电控箱和测速传感器四
部分的信号线及动力电缆）是否连接完毕，并且进行了仔细的校线工作。
2、系统上电
合上隔离换相开关手把QF1，如果电控箱的电源指示灯H1未亮及电控箱内有异味或者产生冒烟现象，应立即切断电源，检查箱内及外围接线；如果“电
源”指示灯H1点亮且无其它异常现象发生，方可以进行下一步的调试；
3、电机旋向判定
将转换开关SA3打到“手动”位置，SA2打到“近控”位置，按下启动按钮SB1，待电机运行后，立即按下SB2“停止”按钮。观察泵站驱动电机的
旋转方向是否正确。如果和液压泵的标示方向不同，则需交换相序使之正确。
4、手动动作调试
将电控箱上转换开关SA2打到“近控”位置，然后进行下面的手动操作：●SA1选择旋钮打到“手动”位置时，按下SB2“启动”按钮，油泵运转；按
下SB2“停止”按钮，油泵停止运转。
注意：要在按下停止按钮后才能进行档位转换。
5、自动动作调试
将电控箱上转换开关SA2打到“自动”位置，按下SB2“启动”按钮，此时，系统进入自动拉紧状态，执行过程如下：
a.当系统压力低于接点补压上限设定值（变送器式为启动设定值）时，
液压泵启动运行；直到系统压力到接点KP1设定值（变送器式为启动设定值）为止；
b.系统压力到达接点补压上限设定值（变送器为式启动设定值），延时
一定时间后，电控箱使得84、85接点接通，向集控发送“允许启动”信号；
c.“允许启动”信号发出完成后，系统进入自动运行阶段阶段，维持运
行阶段压力。
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d.变送器式时，得到准备停机信号后，压力升至制动设定张力，电控箱
使得88、89接点接通，送出允许停机信号，以后进入停机阶段。
e.如果系统压力大于压力继电器YJ1设定值，接点46、47保持接通状态，
给集控发送“压力正常”信号；
液压拉紧系统一直执行上述项内容，除非按下“停止”（或者远控停止）按钮。
当按下该按钮，系统退出运行转入待命停机状态。
6、系统压力点的调节
（注意：应绝对避免将两个溢流阀3和13同时关死）
（1）溢流阀3的调定
溢流阀3的调定压力值，应满足输送机起动张紧力的需要，并小于油泵最大允许压力。
调定的方法是：关闭截止阀13和溢流阀3，开动油泵电机，将手动换向阀手把打到右阀位后，慢慢拧紧溢流阀3的手把，观察压力表压力，
直到指示到设定值，然后拧紧其锁紧螺母。
（2）接点KP1、KP2的调定
KP1和KP2的调定压力即它们的动作压力，是输送机稳定运行期间张紧力需要的压力，为实现油泵开、停的自动控制，把稳定运行所需张力
对应的压力设定为KP2的动作压力；KP1的动作值比KP2高1～2MPa。
调定的方法是：在系统处于自动运行工况下，先后调整电接点压力表高低限指针，使得油泵电机在高限停止，低限启动即可。
（3）压力继电器YJ1的调定
YJ1的调定压力值，一般比KP2动作压力小1～2MPa。其调定步骤是：先将泵站工作压力打到需要设定的压力值，测量接点46、47，同时慢慢逆时针方向拧动YJ1手把，当接点由断开转入闭合状态时，说明YJ1已调好。
六、操作规程
1、近控手动
将电控箱上“近控/远控”选择开关SA2切换到“近控”位置，然后进行下面的手动操作(如果处于自动拉紧控制方式，还应按下“停止”按钮SB3)：
转换开关SA3旋转到“手动”位置，按下启动按钮SB1，油泵运转；按下“停止”按钮SB2，油泵停止运转；
注意：要在按下停止按钮后才能进行档位转换。
2、近控自动
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将转换开关SA3切换到“自动”位置，近控/远控选择开关SA2切换到“近控”位置。按下“启动”按钮SB1，此时，系统进入自动拉紧状态，执行过程
如下：
a.当系统压力低于接点补压上限设定值（变送器式为启动设定值）时，
液压泵启动运行；直到系统压力到接点KP1设定值（变送器式为启动设定值）为止；
b.系统压力到达接点补压上限设定值（变送器为式启动设定值），延时
一定时间后，电控箱使得84、85接点接通，向集控发送“允许启动”信号；
c.“允许启动”信号发出完成后，系统进入自动运行阶段阶段，维持运
行阶段压力。
d.变送器式时，得到准备停机信号后，压力升至制动设定张力，电控箱
使得88、89接点接通，送出允许停机信号，以后进入停机阶段。
e.如果系统压力大于压力继电器YJ1设定值，接点46、47保持接通状态，
给集控发送“压力正常”信号；
液压拉紧系统一直执行上述内容，除非按下SB2“停止”按钮。当按下该按钮，系统退出自动运行工况转入停机待命状态。
3、远控自动
将转换开关SA3切换到“自动”位置，近控/远控选择开关SA2切换到“远控”位置时，集控给出“远控启动”信号，此时，系统进入自动拉紧运行状态，
执行过程如下：
a. 当系统压力低于接点补压上限设定值（变送器式为启动设定值）时，液
压泵启动运行；直到系统压力到接点KP1设定值（变送器式为启动设定值）
为止；
b. 系统压力到达接点补压上限设定值（变送器为式启动设定值），延时一
定时间后，电控箱使得84、85接点接通，向集控发送“允许启动”信号；
c. “允许启动”信号发出完成后，系统进入自动运行阶段阶段，维持运行
阶段压力。
d变送器式时，得到准备停机信号后，压力升至制动设定张力，电控箱使得
88、89接点接通，送出允许停机信号，以后进入停机阶段。
e如果系统压力大于压力继电器YJ1设定值，接点46、47保持接通状态，给集控发送“压力正常”信号；
液压拉紧系统一直执行上述内容，除非集控发出“停止”信号。当接到停
止信号后，系统退出自动运行工况转入停机待命状态。
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4 参数设定
enter进入设定界面，按上下箭头才选中要设参数，再次按下enter，按右键选中要设数字的个位十位百位，按上下箭头调整大小，再次
按下enter确认设定参数，再次按上下箭头选中要设其它参数，按
esc退出设定状态。
七、维护和维修
1.日常维护
a、油液清洁是保证系统正常工作的必要条件，需始终注意保持油液清洁；
b、电控箱周围环境温度不超过-5～40°Ｃ；周围空气相对湿度在25°Ｃ时不大于
95％；
c、当超过二个星期不使用时，应首先将压力继电器、溢流阀中的调压弹簧拧到
最松的位置，使用时再重复上述过程进行调整。
d、加油前要进行过滤，加油时把空气过滤器盖拧出后从滤网上加油。
e、检修时应将端子排上的压线螺丝紧固一次；
f、蓄能器内充气为普通氮气，在出厂时均已充好，充气压力为6～6.3MPa；当
气体压力降至4.5MPa以下时应充气加压，每三个月检查一次；
g、初始使用或停用一个月以上而重新使用时，应首先空转一刻钟。
八、注意事项
1、电气开关箱在进行检查和维修时，必须注意将箱内总开关分断后再进行处理。
2、当系统不能正常工作时，首先应检查判定，是电气部分出现问题，还是机械或液压系统出现问题，判明后再予以维修处理。如果开关箱内部出现故障，请在技术人员协助下解决问题。
3、在操作、维护液压拉紧装置时，操作人员应仔细阅读本说明书。并根据说明书的要求严格执行操作和维护。
附加说明
拉紧油缸及固定绳座等所用的地脚螺栓，以及钢丝绳、绳卡等均由用户自备。
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目前带式输送机已成为煤矿、冶金和港口等诸多领域物流运输系统的主要输送设备[ 1]。随着国民经济的快速发展以及煤炭产量的进一步加大,作为煤炭开采运输的重要设备,带式输送机近年来呈现向长距离、高带速、大运量方向发展的趋势,特别是整芯带长距离带式输送机的应用不断增多。由于长距离带式输送机的输送带伸长量较大,为了确保带式输送机的正常运行,需要研制动态性能好、适应其发展的动态自动张紧装置。
1 带式输送机张紧装置的主要功能[2] 张紧装置是带式输送机不可缺少的重要组成部分,其性能好坏直接影响带式输送机整体性能。一般带式输送机张紧装置的功能主要有4点:
1)保证带式输送机驱动滚筒分离点的足够张力和驱动装置依靠摩擦传动所必须传递的摩擦牵引力,以带动输送机的正常运转,防止输送带打滑。
2) 2)保证承载分支最小张力点的必需张力,限制输送带在托辊之间的垂度,保证带式输送机正常运行。
3) 3)补偿塑性变形与过渡工况时输送带伸长量的变化。由于负载变化会引起输送带发生长度变化,蠕变现象也会造成输送带伸长,张紧力有变小趋势,需要张紧装置来吸收由蠕变产生的伸长,维持输送机正常运行所需的最小张紧力。
4)4)为输送带重新接头做必要的行程准备。每部带式输送机都有若干个接头,可能在某一时间接头会出现问题,必须截头重做,张紧装置为带式送机准备了负荷以外的输送带,接头故障可以通过放松张紧装置重新接头来解决。
2 长距离下运带式输送机的动态张紧随着综采工作面的不断向前推进,采区上山运输普遍采用可伸缩带式输送机。通过对下运带式输送机的张力计算可知,在下运输送机上,当输送机倾角大于临界倾角时,将驱动装置布置在输送机尾部可使输送带的张力最小。由于可伸缩带式输送机的尾部需要随着工作面的推进而适时地移动,所以其驱动装置一般需布置在机头位置。下运机头驱动带式输送机的运行示意如图1所示。图1 下运机头驱动带式输送机运行示意211 启动和正常运行过程的动态自动张紧在下运带式输送机启动过程中的自由下滑加速阶段,由于输送带的伸缩变化量较大,容易在最小张力点处发生叠带事故,此时,需要对带式输送机的输送带进行动态自动张紧。当带速达到一定的值之后,驱动电机启动投入运行,直到带式输送机达到正常运行的速度。正常运行时,其驱动电机处于发电工况运行,电机轴的扭矩通过减速器作用到传动滚筒上,再通过输送带和传动滚筒的摩擦力,以平衡下运带式输送机运行中的下滑力,使输送带以正常平稳的速度运行。由于运行过程中负载是不断变化的,为了保证输送带的带速稳定,传动滚筒与输送带的摩擦作用需要动态变化,因此,下运带式输送机正常运行时在保证输送带具有足够张力的同时,需要通过张紧装置对张紧力进行调整。212 制动过程的动态自动张紧下运机头驱动带式输送机运行中最难以解决的问题是其制动问题。制动过程就是由制动装置产生的制动力矩,通过传动滚筒和输送带的摩擦作用到输送带上,此摩擦力大于输送机运行的下滑力,从而使带式输送机减速停车。解决这一难题必须把制动装置和张紧装置作为一个整体,为了使输送带在制动过程中不发生叠带事故,同时获得足够的制动力矩,必须让制动装置和张紧装置协调工作。
3 液压绞车自动张紧装置工作原理通过对国内外带式输送机张紧技术的研究,经过攻关和实际应用,研制成了适合于对长距离带式输送机进行自动张紧的液压绞车自动张紧装置,其原理如图2所示。1)油箱; 2)液压泵; 3)溢流阀; 4)单向阀; 5)截止阀;6)压力传感器; 7)液压绞车锁紧油缸; 8)液压绞车滚筒;9)带式输送机张紧小车; 10)输送带; 11)测力油缸; 12)张紧小车右滑轮; 13)压力表; 14)测力油缸底座; 15)钢丝绳; 16)定滑轮; 17)定滑轮底座; 18)张紧小车左滑轮;19)联轴器; 20)单向节流阀; 21)液压马达; 22)节流阀;23)单向阀; 24)电磁比例溢流阀; 25)液控单向阀; 26)手动换向阀; 27)电磁换向阀图2 液压绞车自动张紧装置原理液压绞车自动张紧系统包括有张紧力监控装置、液压装置和液压绞车。张紧力监控装置包括有测力油缸、压力传感器、截止阀和压力表。截止阀经过压力传感器与测力油缸的有杆腔进油口相连接,压力表接在测力油缸有杆腔的放气口上。液压装置包括有液压泵、电磁换向阀、溢流阀、手动换向阀、液控单向阀、电磁比例溢流阀、单向节流阀、单向阀、节流阀、油箱、油路。液压泵的出油口经过单向阀分别与张紧力监控装置,液压绞车锁紧油缸的有杆腔以及液压绞车驱动回路这3部分相连。在液压绞车驱动回路上,串联着电磁换向阀和手动换向阀,手动换向阀的A口串接液控单向阀、电磁比例溢流阀和并联的单向阀、节流阀,再与液压绞车的C口连接。手动换向阀的B口通过单向节流阀连到液压绞车的D口上。
4 液压绞车自动张紧装置模拟试验为了验证自动张紧系统的可行性,需进行实验室模拟试验。在试验中将液压绞车和测力油缸底座安装在工作台上,再将钢丝绳的两端分别固定在液压绞车和测力油缸上,如图3所示。试验时直接用液压绞车拉动测力油缸活塞杆,使其有杆腔内的油压缩,并由压力变送器将测力油缸有杆腔的压力传给电控系统,再通过PLC程序来控制液压系统的工作过程。在模拟试验中整个张紧系统的工作过程应与现场工作过程相似。模拟试验过程:图3 实验室模拟试验布置示意1)首先选取3组模拟试验数据,分别是启动阶段以及正常运行和制动阶段液压绞车的输出拉力、液压系统压力、测力油缸压力和此时压力变送器的输出值。2)将表1的3组压力变送器输出值作为标准值输入PLC程序中,给测力油缸有杆腔注入无压力油(不得高于2MPa)。将工作转换按钮扳到自动工作位置,按下张紧系统的启动按钮,观察是否完成输送带启动阶段,测力油缸压力达到518MPa。等待大约1
5 s后,再观察测力油缸的压力是否降到了415MPa,即模拟输送带正常工作状态时测力油缸有杆腔的压力。确认完成上述工作步骤后,点动张紧系统的停止按钮,此时测力油缸的压力降到317MPa以下,整个张紧系统停止工作。表1 模拟试验数据项目输送机启动阶段输送机正常运行阶段输送机制动阶段液压绞车输出拉力/kN 3010 2315 1916液压系统压力/MPa 8
6 5测力油缸压力/MPa 518 415 317压力变送器输出值14 75
7 12 596 11 266 3)张紧系统在正常检测工作状态时,人为的降低测力油缸的压力,观察液压泵电机是否重新启动,液压绞车张紧使测力油缸的压力回升到正常运行状态时的压力。4)用液压泵给缓冲装置的蓄能器打入16MPa的压力油后,再将蓄能器与缓冲油缸的有杆腔用液压管连接起来,观察此时缓冲油缸有杆腔的压力是否与现场运行所需的初始压力相同。在模拟试验中可以很明显地观察到张紧系统的具体工作过程。但是由于绞车至测力油缸的距离较短,与实际工作情况不同,这使得压力冲击较大;此外正常张紧力的范围设定较小,
在输送机正常运行阶段中,张紧系统张紧力监控装置过于灵敏使得泵电机频繁启动。鉴于以上情况,将正常张紧力的范围扩大,并调整启动张紧力与正常张紧力的差值。重新输入PLC程序,试验过程有很大的改善。
5 结语带式输送机输送带张紧装置是带式输送机的主要组成部分,其作用是在输送机工作时,保证输送带具有足够的张力,在启动、制动及正常运转时,使输送带与传动滚筒之间有所需的摩擦力而不致打滑,同时限制输送带在各支撑托辊间的垂度来防止输送带撒料。长距离带式输送机液压绞车自动张紧装置具有张紧行程调整范围大、张紧力控制精确、张紧速度平稳可调等优点,在煤矿井下已成功应用数十套,取得了良好的经济效益。
参考文献:[ 1] 戴建立.带式输送机自动张紧装置的现状及研究[ J].煤矿机械, 2007 ( 11).[ 2] 李国军,梁玉东.带式输送机的调试及其液压自动拉紧装置的研究[ J].黑龙江科技信息, 2007 ( 4).[ 3] 周立彬,陈焕国1带式输送机中拉紧装置的动态分析[ J].煤矿机械, 2003 ( 1).[ 4] 李翠兰,隋振岩,黄建人1液压自动张紧装置的研制[ J].工矿自动化, 2003 ( 3).[ 5] 杨奇顺,侯波1长运距带式输送机张紧装置研究[ J].煤矿机械, 2007 ( 9).[ 6] 李元元1带式输送机液压绞车自动张紧系统的研究[ D ].太原:太原理工大学, 2005. 作者简介:张宏明( 1970- ),男,山西应县人,高级工程师,从事机电管理工作。Te:l 139********, E- mai:l 7894950zhm@1631com收稿日期: 2009- 04- 18;责任编辑:张