摘要：皮带输送机在煤炭港口用于煤炭的输送，而输送带在长时间运行过程中，会因为各种因素如输送带的塑性变形、温度变化、负载波动等，导致输送带张力发生变化。如果输送带张力过小，会出现打滑现象，不仅降低输送效率，还可能导致输送带磨损加剧，甚至引发火灾等安全事故；若张力过大，则会增加输送带的疲劳程度，缩短其使用寿命，同时也会对驱动装置和其他部件造成过大的压力，影响设备的整体性能和可靠性。因此，张紧装置的作用就是通过调节输送带的张力，使其始终保持在合适的范围内，确保皮带输送机的稳定运行，提高煤炭输送的效率和安全性。研究卷扬机在煤炭港口张紧装置中的应用，能够进一步优化张紧装置的性能，提高其张紧精度和可靠性，从而保障皮带输送机等设备的稳定运行，减少设备故障和维护成本，提高煤炭港口的作业效率和经济效益。此外，随着煤炭行业的发展以及对环保、安全要求的不断提高，对煤炭港口设备的性能和可靠性也提出了更高的要求。深入研究卷扬机在张紧装置中的应用，有助于推动煤炭港口设备的技术创新和升级，促进煤炭行业的可持续发展。

关键词： 卷扬机;张紧；技术创新

1 引言

煤炭港口作为煤炭运输的关键节点，其装卸系统的效率和可靠性直接影响整个煤炭供应链的顺畅运行。张紧装置是带式输送机系统的重要组成部分，其性能直接关系到输送机的运行稳定性、使用寿命和能耗水平。卷扬机作为张紧装置的核心执行元件，负责为输送带提供合适的张紧力，防止输送带打滑，补偿输送带的弹性伸长和粘性伸长，并为输送带重新接头及修补提供必要的行程

随着煤炭港口向大型化、专业化方向发展，对张紧装置中卷扬机的要求也越来越高。一方面，需要卷扬机提供更大的张紧力和更长的张紧行程，以适应大运量、长距离带式输送机的需求；另一方面，对卷扬机的自动化程度、响应速度、可靠性和能耗等方面也提出了更高的要求。

同时，不同规模的港口、不同的环境条件以及不同的货物吞吐量，都对卷扬机的设计和应用提出了多样化的需求。

本文旨在全面梳理煤炭港口张紧装置中卷扬机的技术发展历程，分析卷扬机在功率、自动化程度、可靠性和能耗等方面的技术革新，并探讨不同应用场景下卷扬机的实践应用情况，为煤炭港口张紧装置的选型、设计和优化提供参考。

2 国内外发展情况

在国外，欧美等发达国家的煤炭港口发展较早，技术也较为先进。他们对卷扬机在张紧装置中的应用研究起步早，投入了大量的人力、物力和财力进行研发和创新。在张紧控制技术方面，国外已经实现了高度自动化和智能化的控制。例如，采用先进的传感器技术实时监测输送带的张力、速度等参数，并通过计算机控制系统根据预设的参数和实际监测数据自动调整卷扬机的工作状态，实现对输送带张力的精确控制。德国的一些煤炭港口使用的张紧装置中，卷扬机配备了高精度的张力传感器和先进的变频调速系统，能够根据输送带的运行情况快速、准确地调整张力，确保输送带始终处于最佳工作状态。此外，国外在卷扬机的结构设计、材料选用等方面也取得了显著的成果。采用新型的高强度、耐磨材料制造卷扬机的关键部件，如卷筒、钢丝绳等，提高了卷扬机的使用寿命和可靠性；在结构设计上，更加注重紧凑性和轻量化，减少了设备的占地面积和能耗。

国内对卷扬机在煤炭港口张紧装置中的应用研究也在不断深入和发展。近年来，随着我国煤炭港口的建设和发展，对张紧装置的性能要求越来越高，国内的科研机构、高校和企业加大了对这方面的研究力度。在张紧装置的设计和优化方面，国内学者通过理论分析、数值模拟和实验研究等方法，对卷扬机的传动系统、制动系统、张紧力计算模型等进行了深入研究，提出了一些新的设计思路和方法。一些研究通过建立输送带的力学模型，分析输送带在不同工况下的张力分布规律，从而为卷扬机张紧力的合理设定提供了理论依据。在实际应用中，国内煤炭港口也在不断引进和吸收国外先进的技术和经验，同时结合自身的实际情况进行技术改造和创新。一些大型煤炭港口通过对现有张紧装置进行升级改造，采用了先进的卷扬机和自动化控制系统，提高了张紧装置的性能和可靠性。然而，与国外先进水平相比，国内在某些方面仍存在一定的差距，如高端传感器技术、智能化控制算法等方面还需要进一步加强研究和开发。

3 主要开发内容

研究卷扬机构提升装置自动控制

4 卷扬机的工作原理与技术特点

4.1 卷扬机的基本工作原理

卷扬机作为一种实现重物提升或牵引的轻小型起重设备，其工作原理基于电动机驱动卷筒旋转，进而实现钢丝绳的收放，产生拉力以完成相关作业。 卷扬机的系统构成中 电动机是核心动力源，通过通电运转将电能转化为机械能，输出旋转运动。 轴、 齿轮等 件组成的减速机构进行减速增扭处理。减速的目的在于降低电动机的输 使卷扬机能够满足不同工况下对较大牵引力的需求。例如，在煤炭港口张紧装 输送带的张紧需要较大的拉力，通过减速机构，卷扬机能够将电动机的高速低扭矩输出转化为低速高扭矩，从而有效地拉动输送带。

经减速后的旋转运动传递至卷筒，使卷筒开始旋转。卷筒是缠绕钢丝绳的关键部件，其表面通常设计有特定的绳槽，用于引导钢丝绳整齐缠绕，防止钢丝绳在缠绕过程中出现乱绳、叠绳等现象，确保卷扬机工作的稳定性和安全性。随着卷筒的旋转，钢丝绳被逐渐卷入或放出。当钢丝绳卷入卷筒时，其末端连接的重物（在煤炭港口张紧装置中为输送带相关部件）会被提升或拉近，实现张紧力的施加；反之，当钢丝绳放出时，重物则会下降或远离，调整张紧力的大小 。

在这一过程中，电磁制动器发挥着重要的安全保障作用。电磁制动器与卷筒相连，当卷扬机停止工作或需要紧急制动时，电磁制动器通电产生电磁力，使制动片紧紧抱住卷筒，阻止卷筒的旋转，从而防止重物因重力作用而自行下滑或移动，确保设备和人员的安全。例如，在煤炭港口的实际作业中，当输送带张紧到合适程度后，电磁制动器会及时制动，保持张紧状态，避免输送带因张力变化而出现松动或位移。此外，在遇到突发情况如电力故障时，电磁制动器也能迅速动作，保障作业的安全进行 。

4.2 应用于张紧装置的卷扬机技术特点

用于煤炭港口张紧装置的卷扬机，在多个关键性能方面展现出独特的技术特点，以满足复杂的作业需求。

在张紧行程调整范围方面，这类卷扬机通常具备较大的调整范围。煤炭港口的皮带输送机长度不一，且在运行过程中输送带会因各种因素 紧装置的卷扬机能够提供足够的行程来适应这些变化。以常见的 JZB 210m，这意味着在输送带伸长时，卷扬机能够放出足够长度的钢丝 紧状态；而当输送带收缩时，又能将多余的钢丝绳卷回卷筒，避免输送带过紧。这种较大的张紧行程调整范围，使得卷扬机能够灵活适应不同长度和工况的皮带输送机，保障煤炭输送的连续性和稳定性 。

张紧力控制精度是衡量卷扬机性能的重要指标之一。在煤炭港口，输送带的张力需要精确控制，以确保煤炭的平稳输送。应用于张紧装置的卷扬机采用 进的控制技术和高精度的传感器，能够实现对张紧力的精确调节。一些卷扬机配备了张力传感 并将信号反馈给控制系统。控制系统根据预设的张力值，通过调节电动机的转速 从而实现对张紧力的微调。这种精确的张紧力控制，不仅能够提高煤炭输送的效率和质量，还能延长输送带和相关设备的使用寿命，降低维护成本 。

运行速度稳定性也是卷扬机在张紧 发挥良好作用的关键因素。在煤炭输送过程中，输送带需要保持稳定的运行速度，以避免煤炭的堆积 先进的调速技术，能够实现运行速度的稳定控制。例如，采用变频 ，实时调整电动机的转速，使卷筒的旋转速度保持稳定，进而保 稳定运行。即使在输送带启动、制动或负载变化等情况下，卷扬机也能通过相 行速度，确保输送带的平稳过渡，减少对设备和煤炭的冲击 。

5 卷扬机在张紧设备的应用

配重自动提升装置由电机、减速机、卷筒、动滑轮组、钢丝绳等构成，安装示意如下图所示：

5.1 配重提升电机卷筒安装

1）根据图纸对钢结构上电机卷筒安装位置进行核对；

2）对钢结构上电机卷筒安装位置进行表面处理；

3）对钢结构和电机减速机在地面进行预组装，用吊车将电机减速机提升至安装位置，放置后调整其安装位置，后经水平仪测量无误后可把紧螺栓；

图 1 电机减速机及卷筒安装示意图

4）安装卷筒，卷筒与减速机之间为联轴器联接，安装方式为过渡配合，无误后把紧轴向固定螺栓。

5.2 配重提升电机卷筒支架安装

1）设备到货后，根据现场实际尺寸及图纸对平台进行核对

2）根据图纸对平台安装位置提前进行校对，并做好相关基准线的定位；

3）清除配重塔上平台焊接位置处油污、铁锈等杂物，为后续钢结构平台安装做准备

4）焊接完成后对支架安装位置及水平进行复测，检查焊缝焊接质量，并由业主方进行验收，完成后方可进行下一步。

5.3 配重提升滑轮组安装

1）参照图纸、电机卷筒及配重吊耳位置绘制安装基准线；

2）对配重塔上方滑轮组安装位置清理铁锈、油污等杂物；

3）用吊车将滑轮组吊装至配重塔顶安装位置，工人在系挂好安全带后由配重塔维修梯爬至塔顶进行焊接工作，焊接处应满焊，若安装位置高空作业较危险，需使用高空车配合作业；

4）将钢丝绳头部系挂在牵引绳上，由工人将钢丝绳由电机卷筒处缓慢牵引至配重塔顶滑轮组处，然后绕过动滑轮至另一侧固定端。

图 2 钢丝绳缠绕示意图

6 结论与展望

本文对卷扬机在煤炭港口张紧装置中的应用展开了全面且深入的研究，取得了一系列具有重要理论与实践价值的成果。在工作原理层面，详细剖析了卷扬机通过电动机驱动卷筒旋转，经减速机构减速增扭，实现钢丝绳收放，进而调节输送带张力的过程，明确了电磁制动器在保障设备安全运行中的关键作用。在技术特点方面，揭示了应用于煤炭港口张紧装置的卷扬机具备张紧行程调整范围大、张紧力控制精度高以及运行速度稳定等显著优势，这些特点使其能够很好地适应煤炭港口复杂多变的工况需求 。

通过对日照港和秦皇岛港等实际应用案例的分析，直观地展示了卷扬机在煤炭港口张紧装置中的实际应用效果。在日照港，选用的特定型号卷扬机有效提升了煤炭输送效率， 虽在应用中遇到张紧力调节滞后问题，但通过优化控制系统得以解决；秦皇岛港对原有液压式张紧装置进行技术改进，采用卷扬机后，张紧力控制精度和响应速度大幅提升，煤炭输送的稳定性和高效性得到显著改善 。

参考文献：

[1] 张磊，李明。卷扬机在带式输送机张紧系统中的演进与关键技术 [J]. 机械工程学报，2019， 55 （14）：123-131.

[2] 陈明，刘强。大型煤炭港口长距离带式输送机张紧卷扬机选型与应用 [J]. 港口装卸，2022， （4）： 18-22.