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CST技术在矿用埋刮板输送机上的应用

点击数:51时间:2014-11-14 10:15:24 来源:百盛机械

摘要:通过对CST技术的研究以及对目前矿用埋刮板输送机的性能分析,若重从降耗节能方面入手,着眼于煤犷安全生产,利用液压控制理论设计出符合我国井下要求的CST液控系统,以实现我国矿用刹板精送机的安全自动拉制。

1问题的提出

目前,我国的矿用刮板输送机传动部大部分采用液力藕合器来实现软启动和过载保护,其突出优点如下

1.1改善电机的启动性能。由电力拖动可知,电动机启动时的力矩方程为:由上式可知,要使电动机启动必需通过液力祸合器就可以改善启动性能。

1.2改善电动机的保护性能。

1.3多台电机转动时,能使各台电动机负荷分配均匀。综上所述,液力辆合器对埋刮板输送机的启动和过载保护起了一定的作用。随着电器设备的不断发展,煤矿机械也要求向自动控制方面靠拢,这样,对液力祸合器来说就是一个考验,但从它的结构及特性方面分析,存在如下缺陷。首先,液力祸合器是靠加液的多少来控制其输人、输出功率,外界对它很难控制,这样对煤矿机械的发展产生了一定的影响,尤其对埋刮板输送机的远程控制是一大障碍。其次,根据近年来刮极输送机的发展,刮板输送机在向机电控制方面靠拢的同时也向大型化发展。故刮板输送机的装机功率也不断增大。提高工作机械的机械效率是当务之急。对液力藕合器来说,其功耗永远达不到100%,也就是它给终不能和刚性连接相比。为此我们作如下的分析。对于液力辆合器,作用在泵轮轴土的力矩,除了工作轮的环流力矩外,还有摩擦主力矩(包括圆盘奉擦力矩、空气阻力矩、轴承和其他机件的康擦力矩),故藕合器的能t损失包括两部分,在循环回内的液力损失和摩擦阻力损失”效率曲线是一条过原点的直线。当i升高时”同时升高,由于刮板输送机的运行阻力较大,i永远也达不到1,再考虑到各机件的损耗,液力藕合器的效率最高也达不到99%,可见,装机功率越大损耗在液力辆合器上的功耗也越大。另外,安全生产是煤矿的生产宗旨。这就要求液力藕合器易熔塞安全可靠。否则会引起严重的损伤事故,邢台煤矿集团公司就有这样的事发生,致使一名工作人员受伤。从井下工作来讲,如果埋刮板输送机过载或刮卡时难免要熔化易熔塞而泻出液体,当再次起动时必须加液密封,这给生产和安装带来了很大不便。总的来说液力祸合器不论从远程控制、节能降耗还是安全生产方面都存在一定的局限性。近年来,国内外在这方面都作了大t的工作,最为成功的是美国推出的CST技术,它从机械方面着手引人延时控。最近我国煤炭行业开始大盆的使用(黄睦一号并主平确带式输送机的驱动装里用,而用在刮板输送机上的还不多。本文从控制系统倒机械系统全方位的进行论述,来设计出适合我国矿山要求的埋刮板输送机。

2CST技术概述

CST(ControlldeStartTransmission)可控起动传输是由美国RockwellAutomationDodge公司研制开发一种新型机电一体化产品,它由多级齿轮减速器、湿式线型离合器由多个动片和静片交叉叠合而成,动片组经外齿花键与活轮系的内齿圈连接,静片组经内花键与固定在减速箱上的轴套连接,离合器的动作由环形液压缸操作。电机起动后,多片型离合器的液压缸不加压,动静片之间有较大的间隙,输人轴经一级齿轮减速后,带动星行轮的太阳轮旋转,由于动静片之间的间隙较大,动片的转动不受阻,内齿圈可自由转动,使得星行轮只能自转,行星架和输出轴不能动,从而达到了无载起动的目的,当达到了额定转速稳定后,通过环形液压缸向离合器的动片上加压,使离合器结合,带动负载起动。CST设计的目的是用来平滑的起动高惯性负载,通过改变加在离合器上的液压力,来改变输出力矩。

3星齿行星减速器星齿行星减速器是在摆线针轮减速器的基础上采用现代的科研方法,将活齿传动引人摆线针轮减速器,这样就攻克了摆线针轮减速器的两个的弱点:

①要求制造精度高,加工难度大,否则达不到多齿接触。

②摆线齿的磨削需要专用的机床。并兼顾了摆线针轮减速器的所有优点:

(1)转劈轴承载荷只有渐开线的60%左右,即寿命提高了3一5倍左右。

(2)摆线齿和针轮之间几乎半数齿接触(制造精度较高的情况下,运输平稳,噪声小)。

(3)斜齿销可能加套简,使摆线轮接触成为滚动摩擦,延长了摆线轮这一重要零件的寿命。

(4)效率较高。

4、CST液控系统设计

随着矿用机械自动化程度的提高,对埋刮板输送机的安全自动控制的要求越来越高。刮板输送机是挠性链牵引机构,在起动的过程中由电机学可知,双鼠笼电机随设计参数的不同基本上可以设计成三种不同的机械特性。即我国用于刮板输送机上的电机,这三种特性均有,就刮板输送机的使用情况看,当前主要问题是起动力矩小,故在起动的过程中我们的目的就是要电机的力矩达到Mmax,这样就可能使得在电机最大力矩作为刮板输送机的起动力矩。当刮板链被卡住或运盆过载时,我们要求使电机泛篷明空转状态,以防止烧坏电机。从这些方面来看,系统控制是一个致关重要的环节,本文主要着重从液控方面人手来实现安全自动控制,为了操竹方便适合并下工作,CST系统将泵固定在多级减速橄的箱体内,通过第一轴来使得泵工作。则注满浓缸所需时间t为:C=V/Q式中:Q一油泵的流量;V一静摩擦片压紧动摩擦片时环形油缸所裕油液的体积。要实现电机在最大力矩时,加载起动输送机,容易看出:输送机的起动时间场为电机的起动时间tq和注满油缸时间之和,即:tsq=tq+t由此可以看出,要实现输送机的延时控制,必须控制电动机的起动时间和注油时间。通过公式还可以计算出该时间的长短,问题是女刚可控制流最的问题。由液压原理可知,我们可以用日水院阀来进行这一控制。要实现安全控制,必须通过其外齿圈加在摩擦片上的力矩来实现,通过对CST减速器的性能分析可知,外载过大时,由力学原理可知加在内齿圈上的力矩也将越大,又因齿圈和静动摩擦片通过花键连在一起,这样,只有在动、静片之间加上一个游动圈就可以实现对过载力矩的控制,为了便于复位,用弹赞作为复位元件,当齿圈承受的力矩过大时,则会压缩弹簧。而使该位移为控制信息来操纵液控顺序阀,使得液缸活塞收缩,而齿圈变为游动状态,使得电机空转达到了过载保护的目的,利用弹焚复位,更为突出的优点是,可根据刮板输送机的要求进行调整控制力矩的大小。而使得刮板输送机的适应能力增强。

5、结束语

通过本文研究分析,将CST技术、星齿行星传动引人埋刮板输送机,并将液控系统潜人动力传动部,使刮板输送机传动部体积缩小、重t减轻,给井下安装带来了很大方便,并采用液控延时方法,使得起动运行过程平滑,降低能耗使得安全自动控制得以解决。更重要的是给刮板输送机的自动控制带来了美好前景。

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