摘要：带式输送机的拉紧力对启动和运行工况影响较大，甚至决定了胶带的使用寿命。文章以中兴煤矿主斜井拉紧装置选型为例，在带式输送机牵引力计算的基础上,讨论了3种拉紧装置的适用性及经济性,为合理确定拉紧装置提供了理论参考。
关键词：拉紧装置；拉紧力；适用性；输送带
1拉紧装置概述
常见的拉紧装置有重力拉紧装置、固定绞车拉紧装置、自动拉紧装置和螺旋拉紧装置等。
1.1重锤拉紧装置
重锤拉紧装置是结构最简单，应用最广泛的一种拉紧装置。它是利用重锤来自动拉紧。由于靠自重拉紧，所以它能保证拉紧力在各种工况下保持恒定不变，能自动补偿胶带的伸长。重锤拉紧装置的特点是拉紧力不变，拉紧位移可变，它适用于固定式长距离运输机，优点是安全可靠性高；缺点是拉紧力不能调节，空间要求大，在空间受限制的地方，无法使用。
1.2固定绞车拉紧装置
固定绞车拉紧装置是利用小型绞车来拉紧，绞车一般用蜗轮蜗杆减速器带动卷筒来缠绕钢丝绳，从而拉紧胶带。这种拉紧装置的优点是体积小、拉力大，所以被广泛应用于井下带式输送机中。缺点是它调定后只能产生固定的拉紧力，当绞车和控制系统出现问题时，不能产生恒定的拉紧力或拉紧力失效，安全可靠性相对降低。
1.3液压自动拉紧装置
该拉紧装置由液压缸及液压伺服系统等组成，采用大拉力张紧装置张紧输送带，同时配备张力传感器测定输送带的张力，当输送带张力发生变化，超过输送机正常运行的范围时，自动张紧装置能迅速调整输送带张力，从而保证输送机正常运行。
2中兴煤矿主斜井输送机正常运行时拉紧力计算
输送物料原煤ρ=1.0t/m3，输送距离L=1342m，提升高度H=367m，输送能力Q=1000t/h，角度16°。
胶带输送机参数预选：带宽B=1200mm，带速v=3.15m/s，承载托辊组为Φ133mm槽形托辊，回程托辊组为Φ133mmV型托辊，钢绳芯胶带ST4500。
根据带式输送机的实际工作条件及国内设备生产厂家的加工水平，同时考虑到现场的管理水平等因素后，确定采用并计算出如下参数：
托辊运行阻力系数：f=0.03
传动滚筒摩擦系数：μ=0.35
每米物料重量：qG=88.19kg/m
胶带强度：st=4500N/mm
每米胶带重量：qB＝54.12kg/m
上托辊每米长转动部分重量：qRO=18.45kg/m
下托辊每米长转动部分重量：qRU=6.91kg/m
主要阻力：
FH=fgL=84595N
附加阻力：FN=FbA+Ff+F1+Ft=2596N
主要特种阻力：Fs1=Fε+Fgl=4036N
附加特种阻力：Fs2=Fr+Fa=1764N
倾斜阻力：Fst=qGgH=332918N
传动滚筒所需圆周驱动力：
Fu=FH+FN+FS1+FS2+FSt=425909N
带式输送机稳定运行时传动滚筒所需运行轴功率：
PA=Fu×V/1000＝1342kW
带式输送机驱动电动机功率：
PM=PA/η=1714kW
式中：η为驱动系统正功率运行时的传动效率（含电压降），η=0.78。带式输送机采用双滚筒三电机传动，功率配比2∶1。确定第一传动滚筒的围包角α1=180°，第二传动滚筒围包角α2=200°。设Fu1、Fu2分别为第一和第二传动滚筒圆周力，F1、F1-2和F2min分别为第一和第二传动滚筒处的输送带趋入点和奔离点的张力，Fumax为起动状态传动滚筒圆周力。其中Fumax=FU×KA、KA为启动系数，取值KA=1.25。
第一传动单元滚筒上圆周力Fu1=Fumax/3
第二传动单元滚筒上圆周力Fu2=2Fumax/3
设第二传动滚筒eμα2值用足时，则：
F2min=Fu2/3（eμα2－1）=74128N，为保证重载段胶带垂度要求,取F2min=200145N
F1-2=F2min＋Fu2=342114N
F1=Fu＋F2min=626054N
尾部改向滚筒合力Fs=42270N
很明显，由于头部张力较大，在头部使用液压拉紧装置不理想；而尾部拉紧力较小，在尾部使用重锤车拉紧装置较为合理。而且液压张力过大，输送机起动导致输送带损坏严重，而输送带几乎占了整部输送机成本的1/2。通过实践证明,重锤车拉紧可以有效地降低输送带的磨损情况,延长输送带的使用寿命，降低输送机的成本。
3主斜井运输拉紧装置的选型分析
在对带式输送机的工艺布置中，确定合理的拉紧装置，是保证输送机正常运转、起动和制动时安全可靠、经济合理的必要前提。而各种拉紧装置的适用性是工程技术人员关心的重要问题之一。有关文献中根据带式输送机刚体动力学原理，对3种拉紧装置的特性进行分析，结合多年实践经验可得出如下结论：
主斜井向上运输情况下，随着角度的增大，固定绞车拉紧装置胶带最大张力与自动式胶带最大张力及重锤式胶带最大张力的差值越来越小，当倾角大到一定程度时，采用固定式拉紧装置和重锤拉紧装置的效果都差不多。固定绞车拉紧装置胶带最大张力与重锤式胶带最大张力相比，前者受倾角影响较大，后者受运距的影响较大。总之，在提升倾角较大时，推荐采用重锤拉紧装置或者液压拉紧装置。
从经济方面看，在运距或倾角较大的情况下，采用固定拉紧装置使胶带强度乃至整个设备升级，如按胶带升高一级，其价格上升100元/ｍ(以钢绳芯胶带为例)计算，则2800ｍ长的胶带(以中兴为例)会因拉紧装置选择不当，造成仅胶带的一次性投资就多增加100元/ｍ×2800×2=56万元。故建议，在运距较长的情况下，应采用自动式拉紧装置；在倾角较大或运距相对较短的情况下，例如小于1000ｍ，可采用重锤式拉紧装置。
4结论
带式输送机所需的拉紧力，在起动、稳定运行和制动过程中是不同的。因此，计算拉紧力时，应按各种工况下输送带在驱动滚筒上都不打滑的条件计算，理想的拉紧装置应在考虑自身适用性及经济性的基础上，能根据输送机在不同工况下的要求自动调整拉紧力，这样，既可满足输送带在垂度和摩擦牵引力方面的要求，又可保证输送带不承受过大的张力。