CN102616532A - 带式输送机双速液力软启动装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带式输送机双速液力软启动装置，包括箱体、固定在箱体上的旋转组件和自动控制的双路油路控制系统，在箱体的侧壁上固定设有外接油路控制系统进油接头，进油接头一端与双路油路控制系统由管道连接，另一端与工作腔相通。本发明根据不同工况要求在控制系统中进行设定工作程序，实现对带式输送机的动力传动要求进行自动控制。采用本发明的技术方案，结构简单，控制方便，安全可靠，运行成本低，能适应带式输送机各种工况和环境，高效节能，启动时间和启动曲线可调，正常负载运行时实现传动系统没有速度滑差，传动效率达到99.2%以上，验带工况时可长时间随意低速运行，既可用于单独驱动，也可用于多驱动联合驱动。

Description

带式输送机双速液力软启动装置

技术领域

本发明属于一种动力传动设备，具体是一种带式输送机双速液力软启动装置。

背景技术

目前，市场上在用的大、中功率带式输送机的软启动传动设备主要为液粘软启动（CST、YNRQD、MST）、调速型液力偶合器、变频控制电机，它们各有特点和优势，但也都存在不足。液粘软启动在解决大功率软启动方面具有很好的特性，但是它的传动性质近于刚性传动，结构复杂，工作片表面附有特殊纸料，磨损后更换相当费劲，购置成本很高，对油质要求苛刻，油品更换周期较短，费用高昂，整个运行成本相当高。带式输送机验带工况时需另配一套专用驱动装置以适应验带的低速工况。调速型偶合器在传递功率小于1500Kw的场所，占有一席之地，目前由于其传动效率较低，在大功率传动，故障率相对较高，逐惭被市场冷落。变频控制电机综合性能较好，但设备购置费用昂贵，对环境有一定的要求，产生高次谐波，电机和变压器产生额外损耗。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构简单、控制方便、安全可靠、运行成本低、能适应带式输送机各种工况和环境、高效节能的带式输送机双速液力软启动装置。

为达到上述目的，本发明带式输送机双速液力软启动装置包括包括箱体、固定在箱体上的旋转组件和自动控制的双路油路控制系统，其特征是：在箱体的侧壁上固定设有外接油路控制系统进油接头，进油接头一端与双路油路控制系统由管道连接，另一端与工作腔相通；所述旋转组件是由输入轴、工作腔壳体、辅助工作腔、叶轮组、左右高速轴承、行星齿轮、内齿圈、左右轴承座、输出轴和调心轴承座组成；输入轴与外接电机固定连接，并通过左轴承座固定连接在箱体上，工作腔是由工作腔壳体、辅助工作腔以及调心轴承座围成的一个腔体，工作腔与输入轴固定连接，工作腔与辅助工作腔连通，在辅助工作腔的腔壁上设有筛孔；所述叶轮组均匀分布固定在工作腔内，叶轮组的叶片呈多折线料斗状，沿叶轮组的回转轴均匀分布固定，每组叶轮组的两端固定有左右高速轴承，叶轮组的输出端固定连接行星齿轮，内齿圈与行星齿轮啮合，内齿圈通过齿圈联接盘与输出轴固定连接，输出轴通过轴承固定在右轴承座上，右轴承座固定连接在箱体上；

所述双路油路控制系统是由大油泵油路和小油泵油路组成，双路油路控制系统通过进油接头与旋转组件中的工作腔相通；大油泵油路包括磁性过滤器Ⅰ、精滤器Ⅰ、固定在箱体机座上的大油泵、冷却器Ⅰ、比例流量方向阀Ⅰ和精过滤器Ⅰ，油从油池由管道进入磁性过滤器Ⅰ，进行粗滤，再到精滤器Ⅰ进行精滤，经过大油泵泵入到冷却器Ⅰ，冷却后由管道进入比例流量方向阀Ⅰ和精过滤器Ⅰ，精滤后经过进油接头进入工作腔，所述大油泵上还连接有油泵出口压力传感器Ⅰ和调压溢流阀Ⅰ；小油泵油路包括磁性过滤器Ⅱ、精滤器Ⅱ、固定在箱体机座上的小油泵、冷却器Ⅱ、比例流量方向阀Ⅱ和精过滤器Ⅱ，油从油池由管道进入磁性过滤器Ⅱ，进行粗滤，再到精滤器Ⅱ进行精滤，经过小油泵泵入到冷却器Ⅱ，冷却后由管道进入比例流量方向阀Ⅱ和精过滤器Ⅱ，精滤后经过进油接头进入工作腔，所述小油泵上连接有油泵出口压力传感器Ⅱ和调压溢流阀Ⅱ。

在上述技术方案中，带式输送机在正常工况启动时，电机带动旋转组件转动，从而带动工作腔同速旋转，小油泵油路系统开始向工作腔供油，根据带式输送机的启动延时和多驱动联机启动的要求，现场可设定大油泵油路系统延时供油的延时时间，工作油在工作腔的周壁形成油环，叶轮随工作腔公转的同时，高速自转，从油环中快速充油，叶轮自转产生的离心力矩和叶轮公转产生的离心力矩之和与工作负载阻力矩达到平衡时，叶轮输出端上的行星齿轮与内齿圈不再相对运动，从而使输出端的速度与输入端的速度取得相同值。

带式输送机在工作过程中，短时工作负载增大到超过带式输送机双速液力软启动装置额定扭矩，输出轴转速下降值超过3%时，输出端的速度传感器将输出速度突然降低的信息及时反馈给控制系统，小油泵油路系统增加供油速度，向工作腔内增供油量以增加工作腔内的油环厚度，增大带式输送机双速液力软启动装置传递扭矩；超过2分钟尚不能消除转速滑差时，大油泵油路系统及时工作，快速向工作腔内补供工作油，同时通过冷却器降低油温。当消除转速滑差10~15分钟后，大油泵油路系统停止工作。当带式输送机出现设备故障，负载增大到额定值的140%以上，输出轴转速急速下降时，报警器鸣叫通知工作人员，同时控制系统切断电机电源，从而保护电动机和工作机的安全。

带式输送机在验带工况工作时，带速只有正常工作工况时的1/4~1/10，负载不及正常工况时的1/3，工作腔内的油环厚度须维持在一个较小稳定值，辅助工作腔壁上的筛孔与自动闭环控制的小油泵油路控制系统配合，实现验带工况的低转速运行。此时大油泵油路系统同时工作，维持油池内的工作油温度在正常工作温度。

小油泵油路系统作为工作过程的常开式供油系统，大油泵油路系统作为启动阶段和过载阶段的短时供油及强化冷却，作为验带工况低转速运行时的维持油池内的工作油温度在正常工作温度。这种组合供油方式，既最大限度的节能，又很好的达到了设备在不同阶段的性能需求。

带式输送机双速液力软启动装置具有以下功能：第一、联轴器的功能，正常工况时同速传递动力，不发热；第二、软驱动的功能，柔性传动，可吸震隔震；第三、可随意调整启动时间的软启动的功能；第四、过载保护的功能；第五、高效节能的功能，传动效率高，一般在0.992以上；第六、验带工况时不需另配其它驱动，节省设备投入和设备安装空间；第七、既可用于单独驱动，也可用于多驱动联合驱动。

附图说明

图1是本发明带式输送机双速液力软启动装置的结构剖视图；

图2是图1的A—A剖视图；

图3是本发明带式输送机双速液力软启动装置的双路油路控制系统示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明带式输送机双速液力软启动装置作进一步详细说明。

由图1和图2可见，本实施例是由自动控制的油路控制系统、箱体1、固定在箱体1上的旋转组件组成，在箱体1的侧壁上固定设有外接油路系统进油接头2，与工作腔14相通；旋转组件是由输入轴3、工作腔壳体4、辅助工作腔5、叶轮组6、左右高速轴承7和8、行星齿轮9、内齿圈10、左右轴承座11和12、输出轴13和调心轴承座16组成，输入轴3与外接电机固定由螺丝固定，并通过左轴承座11通过螺丝固定连接在箱体1上；工作腔14是由工作腔壳体4、辅助工作腔5以及调心轴承座16围成的一个腔体，工作腔14与输入轴3通过螺丝固定。由图2可见，叶轮组6均匀分布固定在工作腔14内，叶轮组6的叶片呈多折线料斗状，沿叶轮组6的回转轴均匀分布固定，每组叶轮组6的两端固定有左右高速轴承7和8，叶轮组6的输出端固定连接行星齿轮9，内齿圈10与行星齿轮9啮合，内齿圈10通过齿圈联接盘17与输出轴13通过螺丝固定连接，输出轴13通过轴承固定在右轴承座12上，轴承座12固定连接在箱体1上。在本实施例中，内齿圈10和行星齿轮9啮合副与工作腔14脱离，使齿轮工作时的微量磨粒不进入工作腔内的高速轴承，从而确保高速轴承的使用寿命。

如图3可见，本实施例中的双路油路控制系统是由大油泵油路和小油泵油路组成，双路油路控制系统通过进油接头2与旋转组件中的工作腔14相通。大油泵油路包括磁性过滤器Ⅰ18、精滤器Ⅰ19、固定在箱体1机座上的大油泵20、冷却器Ⅰ21、比例流量方向阀Ⅰ22和精过滤器Ⅰ23，油从油池30由管道进入磁性过滤器Ⅰ18，进行粗滤，再到精滤器Ⅰ19进行精滤，经过大油泵20泵入到冷却器Ⅰ21，冷却后由管道进入比例流量方向阀Ⅰ22和精过滤器Ⅰ23，精滤后经过进油接头2进入工作腔14，在本实施例中，在大油泵20上还连接有油泵出口压力传感器Ⅰ31和调压溢流阀Ⅰ32，对大油泵20中的油进行检测和调节。小油泵油路包括磁性过滤器Ⅱ24、精滤器Ⅱ25、固定在箱体1机座上的小油泵26、冷却器Ⅱ27、比例流量方向阀Ⅱ28和精过滤器Ⅱ29，油从油池30由管道进入磁性过滤器Ⅱ24，进行粗滤，再到精滤器Ⅱ25进行精滤，经过小油泵26泵入到冷却器Ⅱ27，冷却后由管道进入比例流量方向阀Ⅱ28和精过滤器Ⅱ29，精滤后经过进油接头2进入工作腔14，在本实施例中，小油泵26上连接有油泵出口压力传感器Ⅱ33和调压溢流阀Ⅱ34，对小油泵26中的油进行检测和调节。

在本实施中，工作腔14与辅助工作腔5连通，辅助工作腔5的腔壁上设有筛孔15，筛孔15布置的型式和筛孔15的大小依据设备的型式试验和计算来确定。筛孔15设置的作用是配合油路控制系统对带式输送机双速液力软启动装置根据不同工况要求，例如荷载性质、荷载大小、速度要求等在控制系统中进行设定工作程序，实现针对带式输送机的动力传动要求进行自动控制。另外，在箱体1的侧下方装有油位计、温度计、放油塞，在箱体的相应位置设有观察窗和检修窗；在箱体顶部设有空气呼吸器35使箱体内外气压平衡。在输出轴13上设计有测速齿轮，并装有测速器及速度保护传感器；在箱体的侧壁上挂装有外置油泵控制和速度保护控制的电控箱；输出轴13配合联接高速联轴器，将动力传递给工作机或减速器输入轴。

本实施例的工作原理是：带式输送机在正常工况启动时，电机带动旋转组件转动，从而带动工作腔同速旋转，小油泵油路系统开始向工作腔供油，根据带式输送机的启动延时和多驱动联机启动的要求，现场可设定大油泵油路系统延时供油的延时时间，工作油在工作腔的周壁形成油环；叶轮随工作腔公转的同时，高速自转，从油环中快速充油；叶轮自转产生的离心力矩和叶轮公转产生的离心力矩之和与工作负载阻力矩达到平衡时，叶轮输出端上的行星齿轮与内齿圈不再相对运动，从而达到输出端的速度与输入端的速度取得相同值。

带式输送机在工作过程中，短时工作负载增大到超过带式输送机双速液力软启动装置额定扭矩，输出轴转速下降值超过3%时，输出端的速度传感器将输出速度突然降低的信息及时反馈给控制系统，小油泵油路系统增加供油速度，向工作腔内增供油量以增加工作腔内的油环厚度，增大带式输送机双速液力软启动装置传递扭矩，同时工作油通过辅助工作腔壁上的筛孔向油池回流；超过2分钟尚不能消除转速滑差时，大油泵油路系统及时工作，快速向工作腔内补供工作油，同时通过冷却器降低油温。当消除转速滑差10~15分钟后，大油泵油路系统停止工作。当带式输送机出现设备故障，负载增大到额定值的140%以上，输出轴转速急速下降时，并可能出现堵转现象，输出端的速度传感器将输出速度突然降低的信息及时反馈给控制系统，报警器鸣叫通知工作人员，同时控制系统切断电机电源，从而保护电动机和工作机的安全。

由于软驱动同速器的以上特性和正常运行时电动机输出转速与工作机输入转速相同，传动效率高达0.992以上，正常运行没有传动部件发热的现象，所以基本没有额外无用功损耗。

Claims (1)

1.一种带式输送机双速液力软启动装置，包括箱体（1）、固定在箱体（1）上的旋转组件和自动控制的双路油路控制系统，其特征是：在箱体（1）的侧壁上固定设有外接油路控制系统进油接头（2），进油接头（2）一端与双路油路控制系统由管道连接，另一端与工作腔（14）相通；所述旋转组件是由输入轴（3）、工作腔壳体（4）、辅助工作腔（5）、叶轮组（6）、左右高速轴承（7、8）、行星齿轮（9）、内齿圈（10）、左右轴承座（11、12）、输出轴（13）和调心轴承座（16）组成；输入轴（3）与外接电机固定连接，并通过左轴承座（11）固定连接在箱体（1）上，工作腔（14）是由工作腔壳体（4）、辅助工作腔（5）以及调心轴承座（16）围成的一个腔体，工作腔（14）与输入轴（3）固定连接，工作腔（14）与辅助工作腔（5）连通，在辅助工作腔（5）的腔壁上设有筛孔（15）；所述叶轮组（6）均匀分布固定在工作腔（14）内，叶轮组（6）的叶片呈多折线料斗状，沿叶轮组（6）的回转轴均匀分布固定，每组叶轮组（6）的两端固定有左右高速轴承（7、8），叶轮组（6）的输出端固定连接行星齿轮（9），内齿圈（10）与行星齿轮（9）啮合，内齿圈（10）通过齿圈联接盘（17）与输出轴（13）固定连接，输出轴（13）通过轴承固定在右轴承座（12）上，右轴承座（12）固定连接在箱体（1）上；

所述双路油路控制系统是由大油泵油路和小油泵油路组成，双路油路控制系统通过进油接头（2）与旋转组件中的工作腔（14）相通；大油泵油路包括磁性过滤器Ⅰ（18）、精滤器Ⅰ（19）、固定在箱体（1）机座上的大油泵（20）、冷却器Ⅰ（21）、比例流量方向阀Ⅰ（22）和精过滤器Ⅰ（23），油从油池（30）由管道进入磁性过滤器Ⅰ（18），进行粗滤，再到精滤器Ⅰ（19）进行精滤，经过大油泵（20）泵入到冷却器Ⅰ（21），冷却后由管道进入比例流量方向阀Ⅰ（22）和精过滤器Ⅰ（23），精滤后经过进油接头（2）进入工作腔（14），所述大油泵（20）上还连接有油泵出口压力传感器Ⅰ（31）和调压溢流阀Ⅰ（32）；小油泵油路包括磁性过滤器Ⅱ（24）、精滤器Ⅱ（25）、固定在箱体（1）机座上的小油泵（26）、冷却器Ⅱ（27）、比例流量方向阀Ⅱ（28）和精过滤器Ⅱ（29），油从油池（30）由管道进入磁性过滤器Ⅱ（24），进行粗滤，再到精滤器Ⅱ（25）进行精滤，经过小油泵（26）泵入到冷却器Ⅱ（27），冷却后由管道进入比例流量方向阀Ⅱ（28）和精过滤器Ⅱ（29），精滤后经过进油接头（2）进入工作腔（14），所述小油泵（26）上连接有油泵出口压力传感器Ⅱ（33）和调压溢流阀Ⅱ（34）。

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