目前皮帶輸送機已成為食品、建材、化工和港口等諸多領域物流運輸系統(tǒng)的主要輸送設備。隨著國民經濟的快速發(fā)展，長距離、高帶速、大運量皮帶輸送機已成為發(fā)展方向，特別是長距離整芯帶皮帶輸送機的不斷應用。由于輸送帶伸長量急劇增加，就需要動態(tài)性能好、適應長距離皮帶輸送機發(fā)展需要的自動張緊裝置。

　　1、張緊裝置功能

　　張緊裝置是皮帶輸送機不可缺少的重要組成部分，它的性能好壞直接影響輸送機整體的性能，張緊裝置的功能主要有以下幾點：

　　(1)保證皮帶輸送機驅動滾筒分離點的足夠張力和驅動裝置依靠摩擦傳動所必須傳遞的摩擦牽引力，以帶動輸送機的正常運轉，防止輸送帶打滑；

　　(2)保證承載分支最小張力點的必須張力，限制輸送帶在托輥之間的垂度，保證皮帶輸送機正常運行；

　　(3)補償塑性變形與過渡工況時輸送帶伸長量的變化。由于負載變化會引起輸送帶發(fā)生長度變化，蠕變現象也會造成輸送帶伸長，張緊力有變小趨勢，需要張緊裝置來吸收由蠕變產生的伸長，維持輸送機正常運行所需的最小張緊力；

　　(4)為輸送帶重新接頭做必要的行程準備。每部皮帶輸送機都有若干個接頭，可能在某一時間接頭會出現問題，必須截頭重做，張緊裝置為皮帶輸送機準備了負荷以外的輸送帶，這樣接頭故障就可以通過放松張緊裝置重新接頭來解決。

　　2、國內外現狀

　　國內常見的皮帶輸送機張緊裝置有重錘張緊和固定絞車張緊，近幾年又出現了液壓油缸式張緊裝置。

　　(1)重錘式張緊裝置結構最簡單，應用最廣泛，由于重錘的作用，它能保證張緊力在各種工況下保持不變，其力學特點是張緊力不變，張緊位移可變。

　　(2)固定式張緊裝置是指張緊滾筒在輸送機啟動前或停機后可改變張緊力。其中螺旋張緊裝置常用于短距離輸送機中；電動絞車和手動絞車固定式張緊裝置適用于水平運輸和小傾角運輸的大型輸送機。但當輸送帶產生塑性變形后，引起輸送帶張力變小，懸垂度增大，就必須重新調整張緊位移。

　　(3)油缸式張緊裝置可根據輸送機的不同工況及輸送帶張力的不同要求調節(jié)輸送機啟動時和穩(wěn)定運行時的張緊力，皮帶輸送機啟動時，輸送帶的松邊突然松弛伸長，此時張緊油缸在蓄能站的作用下立即收縮活塞桿，補償輸送帶的伸長量，使輸送機啟動平穩(wěn)，有效地保護了輸送帶。

　　(4)液壓絞車式張緊裝置可根據皮帶輸送機不同布置線路的需要自動調整輸送帶張力，使輸送機更經濟、安全地運行。對大運量、長距離皮帶輸送機，液壓絞車張緊裝置可根據輸送機張力的變化實現自動控制，能夠在輸送機起、制動時迅速產生足夠的拉力。

　　從目前國內較流行的自動張緊裝置的結構特點來看，是將油缸式和液壓絞車式結合起來：即通過液壓絞車實現皮帶輸送機長距離的快速調整和預拉緊，再通過張力調節(jié)油缸實現短距離的行程調整，一般將系統(tǒng)張力調為3個階段：啟動張力、運行張力和卷帶張力(順槽輸送機用)。

　　3、動態(tài)張緊裝置的控制策略

　　國內YZLA系列或DYL系列的產品設計都只是在靜態(tài)特性基礎上實現各階段獨立的控制。即把整個張緊過程分成起動和運行兩個階段，在每個階段設置固定張力的限定范圍，只有當輸送帶產生的張力超出限定范圍時，張緊系統(tǒng)才進行調整，而不能對輸送帶張力的變化及時調整，因此產生調節(jié)的不合理性。有時張力余量過度，有時張力余量不足。

　　本文提出的方案——基于電機電流輸入控制的力反饋動態(tài)張緊裝置。由于驅動電機電流與負載之間存在一一對應的比例關系，利用識別電流變化來直接識別輸送帶上載荷量的變化，以電機電流為閉環(huán)回路的控制信號，通過電流與負載對應關系計算出理論張緊力的值，與力傳感器所測的實際張緊力的值比較后，經過PID調節(jié)張緊力，適應輸送機各階段張力的需要。它的特點

是將變頻技術作為調速離合機構，一方面克服了液黏調速方案滯后補償等問題；另一方面要實現動態(tài)控制，液壓系統(tǒng)將一直處于工作狀態(tài)，這對輸送設備泄漏和維護都帶來麻煩。其系統(tǒng)結構如圖1所示。

圖1  皮帶輸送機動態(tài)張緊裝置系統(tǒng)結構

　　目前的皮帶輸送機張緊裝置都是基于靜態(tài)設計觀念而設計的，無法從根本上解決因張緊力變化而產生的不協調問題。動態(tài)張緊具有響應速度快、張緊效果好等特點，隨著輸送機運距、運量的不斷增加以及動態(tài)分析技術不斷成熟，實時控制的動態(tài)張緊將成為一種發(fā)展方向，并將產生巨大的經濟效益。