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CST技術在礦用埋刮板輸送機上的應用

點擊數:51時間:2014-11-14 10:15:24 來源:百盛機械

摘要:通過對CST技術的研究以及對目前礦用埋刮板輸送機的性能分析,若重從降耗節能方面入手,著眼于煤獷安全生產,利用液壓控制理論設計出符合我國井下要求的CST液控系統,以實現我國礦用剎板精送機的安全自動拉制。

1問題的提出

目前,我國的礦用刮板輸送機傳動部大部分采用液力藕合器來實現軟啟動和過載保護,其突出優點如下

1.1改善電機的啟動性能。由電力拖動可知,電動機啟動時的力矩方程為:由上式可知,要使電動機啟動必需通過液力禍合器就可以改善啟動性能。

1.2改善電動機的保護性能。

1.3多臺電機轉動時,能使各臺電動機負荷分配均勻。綜上所述,液力輛合器對埋刮板輸送機的啟動和過載保護起了一定的作用。隨著電器設備的不斷發展,煤礦機械也要求向自動控制方面靠攏,這樣,對液力禍合器來說就是一個考驗,但從它的結構及特性方面分析,存在如下缺陷。首先,液力禍合器是靠加液的多少來控制其輸人、輸出功率,外界對它很難控制,這樣對煤礦機械的發展產生了一定的影響,尤其對埋刮板輸送機的遠程控制是一大障礙。其次,根據近年來刮極輸送機的發展,刮板輸送機在向機電控制方面靠攏的同時也向大型化發展。故刮板輸送機的裝機功率也不斷增大。提高工作機械的機械效率是當務之急。對液力藕合器來說,其功耗永遠達不到100%,也就是它給終不能和剛性連接相比。為此我們作如下的分析。對于液力輛合器,作用在泵輪軸土的力矩,除了工作輪的環流力矩外,還有摩擦主力矩(包括圓盤奉擦力矩、空氣阻力矩、軸承和其他機件的康擦力矩),故藕合器的能t損失包括兩部分,在循環回內的液力損失和摩擦阻力損失”效率曲線是一條過原點的直線。當i升高時”同時升高,由于刮板輸送機的運行阻力較大,i永遠也達不到1,再考慮到各機件的損耗,液力藕合器的效率最高也達不到99%,可見,裝機功率越大損耗在液力輛合器上的功耗也越大。另外,安全生產是煤礦的生產宗旨。這就要求液力藕合器易熔塞安全可靠。否則會引起嚴重的損傷事故,邢臺煤礦集團公司就有這樣的事發生,致使一名工作人員受傷。從井下工作來講,如果埋刮板輸送機過載或刮卡時難免要熔化易熔塞而瀉出液體,當再次起動時必須加液密封,這給生產和安裝帶來了很大不便。總的來說液力禍合器不論從遠程控制、節能降耗還是安全生產方面都存在一定的局限性。近年來,國內外在這方面都作了大t的工作,最為成功的是美國推出的CST技術,它從機械方面著手引人延時控。最近我國煤炭行業開始大盆的使用(黃睦一號并主平確帶式輸送機的驅動裝里用,而用在刮板輸送機上的還不多。本文從控制系統倒機械系統全方位的進行論述,來設計出適合我國礦山要求的埋刮板輸送機。

2CST技術概述

CST(ControlldeStartTransmission)可控起動傳輸是由美國RockwellAutomationDodge公司研制開發一種新型機電一體化產品,它由多級齒輪減速器、濕式線型離合器由多個動片和靜片交叉疊合而成,動片組經外齒花鍵與活輪系的內齒圈連接,靜片組經內花鍵與固定在減速箱上的軸套連接,離合器的動作由環形液壓缸操作。電機起動后,多片型離合器的液壓缸不加壓,動靜片之間有較大的間隙,輸人軸經一級齒輪減速后,帶動星行輪的太陽輪旋轉,由于動靜片之間的間隙較大,動片的轉動不受阻,內齒圈可自由轉動,使得星行輪只能自轉,行星架和輸出軸不能動,從而達到了無載起動的目的,當達到了額定轉速穩定后,通過環形液壓缸向離合器的動片上加壓,使離合器結合,帶動負載起動。CST設計的目的是用來平滑的起動高慣性負載,通過改變加在離合器上的液壓力,來改變輸出力矩。

3星齒行星減速器星齒行星減速器是在擺線針輪減速器的基礎上采用現代的科研方法,將活齒傳動引人擺線針輪減速器,這樣就攻克了擺線針輪減速器的兩個的弱點:

①要求制造精度高,加工難度大,否則達不到多齒接觸。

②擺線齒的磨削需要專用的機床。并兼顧了擺線針輪減速器的所有優點:

(1)轉劈軸承載荷只有漸開線的60%左右,即壽命提高了3一5倍左右。

(2)擺線齒和針輪之間幾乎半數齒接觸(制造精度較高的情況下,運輸平穩,噪聲小)。

(3)斜齒銷可能加套簡,使擺線輪接觸成為滾動摩擦,延長了擺線輪這一重要零件的壽命。

(4)效率較高。

4、CST液控系統設計

隨著礦用機械自動化程度的提高,對埋刮板輸送機的安全自動控制的要求越來越高。刮板輸送機是撓性鏈牽引機構,在起動的過程中由電機學可知,雙鼠籠電機隨設計參數的不同基本上可以設計成三種不同的機械特性。即我國用于刮板輸送機上的電機,這三種特性均有,就刮板輸送機的使用情況看,當前主要問題是起動力矩小,故在起動的過程中我們的目的就是要電機的力矩達到Mmax,這樣就可能使得在電機最大力矩作為刮板輸送機的起動力矩。當刮板鏈被卡住或運盆過載時,我們要求使電機泛篷明空轉狀態,以防止燒壞電機。從這些方面來看,系統控制是一個致關重要的環節,本文主要著重從液控方面人手來實現安全自動控制,為了操竹方便適合并下工作,CST系統將泵固定在多級減速橄的箱體內,通過第一軸來使得泵工作。則注滿濃缸所需時間t為:C=V/Q式中:Q一油泵的流量;V一靜摩擦片壓緊動摩擦片時環形油缸所裕油液的體積。要實現電機在最大力矩時,加載起動輸送機,容易看出:輸送機的起動時間場為電機的起動時間tq和注滿油缸時間之和,即:tsq=tq+t由此可以看出,要實現輸送機的延時控制,必須控制電動機的起動時間和注油時間。通過公式還可以計算出該時間的長短,問題是女剛可控制流最的問題。由液壓原理可知,我們可以用日水院閥來進行這一控制。要實現安全控制,必須通過其外齒圈加在摩擦片上的力矩來實現,通過對CST減速器的性能分析可知,外載過大時,由力學原理可知加在內齒圈上的力矩也將越大,又因齒圈和靜動摩擦片通過花鍵連在一起,這樣,只有在動、靜片之間加上一個游動圈就可以實現對過載力矩的控制,為了便于復位,用彈贊作為復位元件,當齒圈承受的力矩過大時,則會壓縮彈簧。而使該位移為控制信息來操縱液控順序閥,使得液缸活塞收縮,而齒圈變為游動狀態,使得電機空轉達到了過載保護的目的,利用彈焚復位,更為突出的優點是,可根據刮板輸送機的要求進行調整控制力矩的大小。而使得刮板輸送機的適應能力增強。

5、結束語

通過本文研究分析,將CST技術、星齒行星傳動引人埋刮板輸送機,并將液控系統潛人動力傳動部,使刮板輸送機傳動部體積縮小、重t減輕,給井下安裝帶來了很大方便,并采用液控延時方法,使得起動運行過程平滑,降低能耗使得安全自動控制得以解決。更重要的是給刮板輸送機的自動控制帶來了美好前景。

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