1.1調(diào)速型液力耦合器軟起動
調(diào)速型液力耦合器是一種液力傳動裝置,它是利用旋轉(zhuǎn)的外輪工作,輸入軸和輸出軸是非剛性連接,通過液體動能變化傳遞動能,泵輪和輸入軸相聯(lián),接受電動機傳來的機械能,并將其轉(zhuǎn)化為液體的動能。渦輪與輸出軸相聯(lián),將液體的動能轉(zhuǎn)化成機械能輸出。調(diào)速型液力耦合器工作腔內(nèi)的充液量大小是通過改變導(dǎo)桿在工作腔內(nèi)的位置來實現(xiàn)的。
(1)優(yōu)點起動時間可根據(jù)帶式輸送機的主要參數(shù)調(diào)節(jié),使輸送機按照設(shè)定曲線平穩(wěn)起動;該產(chǎn)品已國產(chǎn)化,設(shè)備初期投入成本較低;設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單,技術(shù)含量不高,使用中維護較為簡單。
(2)缺點 有滑差,調(diào)速范圍小,調(diào)速精度低;低速運行時提供的力矩比較。涸擃惍a(chǎn)品的主要部件使用壽命較低,有待于提高。
1.2 CST可控軟起動
CST是帶有電液反饋裝置的齒輪減速器,在低速軸端裝有濕性摩擦離合器的機電一體化的高技術(shù)驅(qū)動系統(tǒng)。工作時,可根據(jù)實際需要通過控制器設(shè)置所需要的加速度曲線和起動時間。在收到信號后,電機空載起動,達到額定轉(zhuǎn)速后,在控制系統(tǒng)的指令下,液壓系統(tǒng)開始增加離合器反映盤的系統(tǒng)壓力,其輸出力矩與液壓系統(tǒng)的壓力成正比,設(shè)在輸出軸上的速度傳感器,檢測出速度并反饋給控制系統(tǒng),該速度信號將與系統(tǒng)設(shè)定的起動加速度曲線相比較,其差值將用于控制反映盤的壓力,從而確保穩(wěn)定的加速度。
(1)優(yōu)點 軟起動性能好,可使帶式輸送機在各種工況下平穩(wěn)啟動;啟動加速度可任意調(diào)節(jié),調(diào)節(jié)精度高:在其速度范圍內(nèi)可實現(xiàn)無級調(diào)速,可滿足輸送機各種工況的需要。
(2)缺點摩擦片壽命短,設(shè)備價格昂貴;系統(tǒng)復(fù)雜,維護維修工作量大,維護成本高;對油液的性能要求相對較高,一般至少30 d更換一次油,費用較高。
1.3變頻調(diào)速
變頻調(diào)速裝置主要有ICBT絕緣柵極可控晶體管、控制器與電抗組成。電機轉(zhuǎn)速n=60f/p,電機轉(zhuǎn)速與電源頻率f成正比。當(dāng)交流電源的頻率由小到大時,電動機轉(zhuǎn)速也隨之由小到大。通過控制電源頻率變化范圍和時間,就可使輸送機按照設(shè)定的加速度曲線平穩(wěn)起動。
(1)優(yōu)點調(diào)速精度高;可以變速運行;調(diào)速范圍大。
(2)缺點 電動機不能空載啟動;軟起動性能差:產(chǎn)生熱量大,需要良好的通風(fēng)環(huán)境;對外界電源有污染。
1.4 BOSS
BOSS是在電機和減速器間的柔性連接,其控制方式也是通過油膜剪切的摩擦片來傳遞動力的,和CST的控制原理類似。
(1)優(yōu)點 體積。黄饎有阅芎;防過載能力強;可大幅降低輸送帶的動張力。
(2)缺點 摩擦片壽命短;有滑差,發(fā)熱量較大;密封容易泄露。
2、 XCQ軟起動的結(jié)構(gòu)及工作原理
2.1結(jié)構(gòu)及工作過程
本裝置主要由機械本體,液壓控制站,潤滑冷卻站3部分組成。機械本體如圖1,該裝置從箱體內(nèi)部看是由減速齒輪和行星齒輪構(gòu)成的一個行星減速機,故此該裝置可完成減速功能,并達到減速要求。外部液控盤形閘控制的齒輪與行星機構(gòu)的內(nèi)齒圈嚙合,實現(xiàn)對內(nèi)齒圈的速度控制,其速度控制原理類似于CST和內(nèi)齒輪調(diào)度絞車,故可實現(xiàn)軟起動功能。工作過程:
(1)油泵電機起動,松開調(diào)節(jié)閘;
(2)各電機延時空載起動,同時液壓站起動;
(3)行星機構(gòu)中心輪帶動行星輪旋轉(zhuǎn)。行星架由于負載作用不產(chǎn)生轉(zhuǎn)動,內(nèi)齒圈轉(zhuǎn)動并帶動增速齒輪及制動盤轉(zhuǎn)動;
(4)液壓站工作壓力按設(shè)定加速度曲線逐漸調(diào)節(jié),通過調(diào)節(jié)盤對內(nèi)齒圈的力矩逐漸增加,達到一定值,行星架開始逐漸轉(zhuǎn)動。行星架轉(zhuǎn)動后,通過速度反饋與設(shè)定值比較調(diào)節(jié)液壓站壓力,逐漸完成起動過程,并達到軟起動性能。
控制系統(tǒng)的壓力調(diào)節(jié)由電液比例閥控制。電液比例閥的電流是由速度給定及速度反饋決定的,故通過控制壓力可以實現(xiàn)速度和加速度的控制。
2.2帶載起動能力及過載保護性能分祈
行星齒輪傳動的3個軸有固定的力矩關(guān)系,在調(diào)節(jié)過程中,其力矩關(guān)系是不變的。即
當(dāng)負載要求的輸出力矩M2為某一定值(輸送機基本為恒力矩負載)時,只要M3和M,滿足式(1)關(guān)系,即只要電動機拖動力矩足夠、離合盤制動力矩足夠、構(gòu)件強度足夠,完全可以帶載起動,也就是說有多少負載都能起動。
同樣道理,限定了M3值,就能限定Mz值,故通過限制壓力值就能起到過載保護作用。
2.3主要性能
(1)減速機功能,并滿足傳動比要求。
(2)軟起動功能,電動機空載起動,能有效降低對電網(wǎng)沖擊:負載慢速可控起動,可有效降低對負載的沖擊。
(3)帶載起車能力強,在構(gòu)件強度許可下,可滿足負載任意起動能力要求。
3、XCQ軟起動在輸送機上的應(yīng)用實況
青山礦是個中小型煤礦。2005年琿春礦業(yè)集團為雞西局青山礦設(shè)計了一條強力帶式輸送機,由于其傾角較大、運輸距離較長,造價較低,需要選用軟起動裝置來降低起動動張力,降低帶強、提高運行時安全系數(shù),降低整機的造價,通過對現(xiàn)有軟起動性能和價格的比較分析選用了XCQ行星軟起動傳動裝置。
通過近2a的使用,經(jīng)礦方反映該設(shè)備起動性能良好、運行可靠;維護維修量少;工作可靠性高。
4、結(jié)語
(1)調(diào)速型液力耦合器,滑差較大,效率低,軸頭易滲油,但t作可靠性較高。
(2)液黏、BOSS軟起動設(shè)備,摩擦片極易損壞,發(fā)熱量大,密封件一般壽命為0.5~1 a,且系統(tǒng)復(fù)雜,功率平衡時發(fā)熱很大。
(3)CST性能優(yōu)良,調(diào)節(jié)方便,但價格高。大修及維修需要到原廠維修,使用費用高,維護運行費用高。
(4)變頻型軟起動設(shè)備,價格高、維護量大,特別是大功率變頻,其工作可靠性尚未在現(xiàn)場充分表現(xiàn),變頻一般不能在線運行,故不能進行功率平衡調(diào)節(jié)。
(5)XCQ行星軟起動傳動裝置,調(diào)節(jié)原理簡單,設(shè)備實用、維護量少,價格適中,有較高的性價比。



