[01202086]可伸缩带式输送机变频调速自动张紧装置

一、项目来源与背景 本项目源于国家“十一 五”科技支撑计划项目“年产千万吨级矿井大采高综采成套装备及关键技”的子课题六《大运量超长距离可伸缩带式输送机及其关键技术》（项目编号：07BAB13B01）中可伸缩带式输送机张紧装置的研究。 为解决煤矿井下大型可伸缩带式输送机张紧力自动调节问题，分析研究了带式输送机在不同工况下的张力变化特点，研制了煤矿井下可伸缩带式输送机变频调速自动张紧装置。 二、技术原理及性能指标 该装置是典型的机电液一体化系统。以PLC为控制核心，通过与带式输送机主控系统实时通讯，确定胶带机在启动、运行和停机过程的所需张力，通过张力传感器实时检测并反馈胶带张力，采用四象限变频器拖动张紧绞车实现张力自动调节，利用湿式摩擦制动器实现绞车的定车制动。 根据对带式输送机拉紧力的动态特性分析，提出了带式输送机张力控制装置为大惯性、大滞后系统；设计了张力补偿算法与模糊控制算法，实现了系统的稳定运行与张力的精确控制。 研制的四象限变频器，实现了张力释放过程能量回馈制动，且保证胶带张力调节过程的平稳、准确控制。研制的蓄能器—液压缸组成的张力缓冲机构，保障了断电及紧急停机时张力的自动快速释放，消除了胶带弹性变形产生的冲击载荷。 技术性能指标 总装机功率：55+7.5+1.1kW； 钢丝绳最大牵引力：100.6kN； 钢丝绳牵引速度：0～0.53m/s； 最大静态制动扭矩：740Nm； 最大动态制动扭矩：410～500Nm； 适用电压等级：AC660/1140V 三、主要创新点 1）以动态分析技术为基础，确定了张力调节参数；针对包含大惯性、高弹性及非线性摩擦的系统特点，设计了控制算法，实现了张力补偿。 2）开发的以PLC为核心的控制系统，实现了张力自动控制及系统自动监测、诊断与通信。 3）研制了四象限变频器，实现了张力释放过程能量回馈制动，且保证胶带张力调节过程的平稳、准确控制。 4）研制了蓄能器-液压缸组成的张力缓冲机构，保障了断电及紧急停机时张力的自动快速释放，消除了胶带弹性变形产生的冲击载荷。 四、推广应用前景 本项目研制的变频调速自动张紧已在山西焦煤集团晋兴能源有限责任公司斜沟矿、晋神沙坪矿投入使用，并取得良好的运行效果，它的研制成功解决了带式输送机不同工况下对张力调节的不同响应速度问题，有效降低了带式输送机停机时的峰值张力，从而解决了因输送机停机时峰值张力过高，导致破坏机架、绞车或断带问题。 随着煤矿综采技术的不断进步，长距离（3000m至7000m）、大运量（3500t/h）可伸缩带式输送机越来越多。因此，变频自动张紧装置的用量会不断增加，从国内市场看，每年至少使用100套左右。