CN1035893C - 用于采煤机和刮板运输机的驱动装置 - Google Patents

Abstract

用于采矿作业中所使用的采煤机和链式刮板运输机的驱动装置，具有主、辅驱动机构以及用于驱动马达和安全滑动离合器的测量和控制单元。在重载起动和重载运行期间，一个控制传感装置检测驱动马达极限速度的下降，该极限速度可根据程序予以预选，驱动控制同步或顺序地换至低速档。此外，在起动过程中，可调节安全滑动离合器的驱动力。

Description

用于采煤机和刮板运输机的驱动装置

本发明涉及一种用于在采矿作业中使用的采煤机和/或刮板运输机的驱动装置，该装置包括一个主驱动机构和一个辅助驱动机构，两者均具有驱动马达，传动机构和可控制的安全滑动离合器，一个用于控制驱动马达和安全滑动离合器的测量和控制单元。

在将现有的具有陡峭特性曲线的普通变极驱动马达和柴油机用于刮板运输机和采煤机时，不能尽如人意地解决上述设备的起动，尤其是所谓重载起动的问题。虽然用于所谓的重载起动和重载运转的驱动系统可以采用在低速档中具有逐渐增加扭矩的变形驱动马达，但是所需的保护运作方式，尤其是对链子松弛或下重的防止以及对链子上、采煤机牵引部上、刮板运输机和类似物上的冲击载荷的防护问题均未予以考虑。采用动力换档齿轮增强了所出现的冲击载荷，即在动力换档齿轮的低速档中由马达传递至牵引部和链子上的扭矩大大增加了。实际上，为防止重载起动或重载运转，已采用可变的液力耦合器，但其工作液的管道和对它们的冷却需要占据大量空间是一个缺点。此外，至少在突然制动时，例如突然停车或不规则载荷增加时，次级轮及分布于次级减速器高速旋转齿轮轴上的相当大的离心力均会产生不良影响。由于不可避免的滑动，还会造成连续且不必要的功率损失。

本发明的目的在于提供一种用于在采矿作业中使用的采煤机和刮板运输机的驱动装置，该装置可以分别实现重载起动和重载运行，且避免了诸如刨链或运输机链的松弛以及垂链。

对于这种类型的驱动装置，本发明是以一个控制传感装置检测驱动马达的极限速度的下降来实现上述目的的，这种极限速度是可根据程序预选的。这样，驱动控制同步地或是由于检测分别将主、辅驱动机构和辅、主驱动机构换至低速档，且在已超过可根据程序预选的低速档的极限速度之后再换回到高速档。在本发明的范围之内，为了换至低速档，控制传感装置可从速度下降的暂时趋势中检测驱动马达的热负荷，并将其与驱动马达现时的冷却相比较，以便防止不可接受的温升和驱动马达的过早脱开。另外，本发明还指出：主、辅驱动装置中的安全离合器二者之一或者二者可同时或顺序地置放在滑动状态并且在达到可根据程序预选的下极限速度时，或是在高速和低速档中在低于可根据程序预选的下极限速度之后进入平稳停车时，闭合该离合器。在本发明范围之内，“平稳停车”是指与急停车时不同的稳定载荷增量发生时，急停车是在不规则的载荷增量发生时进行。

在具有安全滑动离合器的驱动系统之中于采矿作业中常用的驱动马达-通常为异步马达-的陡峭特性曲线范围之内，在实时负载较高的驱动马达上，通过对载有煤、垃圾和类似物的刮板运输机的超载分别在功率比较和电流消耗比较之后确定短时滑动来实现负载的补偿控制。然后，假如驱动马达上的载荷再增加，便出现“重载运行”或刮板运输机进入所谓的“平稳停车”状态。对于低于可根据程序预选的极限速度的状态由驱动装置的控制传感装置进行检测，驱动控制自动地将主和/或辅助驱动机构同步或顺序地换至低速档。极限速度典型地可以在作为驱动马达最大扭矩的制动扭矩之前，也可以在其后。在低速档中的刮板运输机“松弛运动”之后，在已达到低速档的上极限速度之后自动换至高速档，藉此，考虑到高速档中的扭矩顺序，根据程序选择低速档的上限速度。但假如速度再降低，驱动装置便进入平稳停车状态，且通过控制离合器推力而使两个驱动机构之一的或两个驱动机构(主、辅驱动机构)的安全滑动离合器同步或顺序地进入滑动，然后在达到高或低速档的较低极限速度时，为充分利用驱动马达而在前载荷补偿控制之后再使离合器闭合。在根据本发明的带有安全滑动离合器的驱动装置中，上述较低极限速度是可根据程序预选的。这样，除制动力矩外，驱动马达的转动能被优先用于克服停车。此外，链子上不可计算的冲击载荷和碰撞载荷如由链条突然拉伸而产生的载荷不会出现。假如不能达到稳定运行，则不管相应的安全滑动离合器程序化压力增量如何本驱动装置均会脱开，且如有必要控制过程亦可重复。在新的一轮起动之前，必须消除导致停车的原因。随着不规则载荷增加，如在进入急停车时，没有被控制的驱动机构(主或辅助驱动机构)的安全滑动离合器便作为链子或驱动机构的过载保护。根据本发明的具有独立重要意义的优选实施例，在起动、重载运行或平稳停车时，安全滑动离合器的压力是可独立地、连续地或逐渐地可调的。

为防止不可接受的温升并接着使驱动马达脱开，在换至重载运行的低速档或进入平稳停车之前，驱动控制除了要检测驱动马达上的极限速度外还要检测热载荷。可以直接或通过由控制传感装置所检测到的速度下降的暂时趋势来确定热载荷并在驱动控制中对其进行评估。将热载荷与当时的冷却相比较。如果重载运行工作需要的话，可由驱动控制自动地、暂时地增加冷却剂的流速。

此外，在根据本发明的驱动设备中，金属线温度测量头可直接插在设计成多层盘式离合器的安全滑动离合器的固定盘片支架的盘片之间。另外，通过改变闭合的多层盘式离合器的活塞位置并改变安全滑动离合器，利用设计成转换器的金属线接近开关即可精确地检测多层盘式离合器和安全滑动离合器的磨损情况。然后将测得值输入测量和控制装置以便评估。假如必须准确确定温度趋势、安全滑动离合器及其磨擦片的磨损情况，例如在起动过程中啮合安全滑动离合器，对于多驱动装置的情况，在暂时顺序中啮合安全滑动离合器或多层盘式离合器，上述测量是较可取的。

下面将仅以举例的方式参考与实施例相对应的附图对本发明进行详细描述，其中：

图1是带有根据本发明的驱动装置的一台刮板运输机的示意侧视图，其中表示了下垂的链子；

图2是为了防止链子在刮板运输机中穿过时下垂式变松，启动过程的示意图形；

图3是在链子导向机构中张紧的链子的局部视图；

图4是在链子导向机构中松弛的链子的局部视图；

图5示意性地表示一台根据本发明的驱动装置。

参见图1和2，下面将仅以举例的方式描述以低预紧力或重载启动的方式防止链子在刮板运输机中穿过时的下垂或变松。

1.正常启动

1.1当主驱动机构不带载时，驱动马达1加速。

1.2辅助驱动机构的离合器推力较小时，驱动马达2加速，链子3张紧，辅助驱动机构的离合器滑动。

1.3辅助驱动机构的滑动脉冲通过驱动控制促使用于主、辅驱动机构上的安全滑动离合器的压力增加。

1.4安全滑动离合器-即多层盘式离合器-的压力根据程序增加，直至再没有滑动脉冲出现为止。

1.5驱动控制从“启动”状态转换为正常工作状态。

如果由程序控制的压力增加未能啮合住安全滑动离合器，即还有滑动脉冲出现，则驱动控制又与驱动马达1，2脱开，并切换至“重载启动”状态。

2.重载起动

2.1如正常起动中的步骤1.1至1.3。

2.2根据“重载起动”程序，将安全滑动离合器的压力瞬时增至可将马达的最大扭矩传至主、辅驱动机构的值。起动过程的进一步发展亦可由驱动马达1和2的转动能量予以辅助支持。

不考虑上述例子，在主、辅驱动机构上的驱动马达1和2自由加速之后，也可以控制安全滑动离合器的压力，使驱动链轮的扭矩及相应链子及运输机链子的起动加速根据下述条件分别与刮板运输机各自的工作条件相适应，

a.根据载荷类型，

b.根据可能产生的起动阻力(如：在延迟间歇之后)。

对于变极驱动电机1和2，上述过程亦可在低速档中以及在高速档中进行。控制装置中的各种起起程序均可用于此目的。假如预选的起动程序并不能实现起动，那么起动尝试的有效参数均在测量和控制装置的评估单元中自动转入程序计划中(如，重载起动)。所述参数是诸如：

安全滑动离合器的滑动趋势(如：脉冲顺序)，主、辅驱动机构的驱动马达1、2各自的功率特性和功率消耗。

利用运输机链子的特定预应力，一种受控的起动过程可防止所谓的松链现象出现。藉此，在安全滑动离合器中所形成的被控制的压力根据程序使链式刮板运输机加速，直至安全滑动离合器不再滑动并通过安全滑动离合器将全部速度传至起动轴为止。至此，不会再有由于滑动而导致的效率损失。对所述被控制的压力而言，例如为了与各安全滑动离合器的暂时滑动脉冲相对应并与足以满足驱动速度的速度值相对应，可在测量和控制装置中对其进行评估并由控制传感装置予以测量，且该压力亦可不同于主、辅驱动机构中的压力。

假如不能够防止所谓的松链和垂链出现，例如由于运输机链子的预应力不足或刮板运输机过载，则由驱动控制器激发的主辅起动过程的程序调谐将以一种使松弛的或下垂的链段对刮板运输机的继续运行无害且对其无影响的方式将其堆在刮板运输机上。

在驱动马达1和2无载加速后，即使是使用具有陡峭特性曲线的驱动马达1、2和异步马达，亦可利用在安全滑动离合器中建立的被控制的压力来防止运输机链子和驱动部分上的冲击载荷，例如在起动刮板运输机时突然张紧松弛的运输机链子所形成的冲击载荷。这样便可充分地利用用于起动链型刮板运输机的驱动马达1、2的转动能量，即为了起动，不需要超大尺寸的驱动马达1，2以及电动马达。因而将运转费用降至最低。

图5表示一台根据本发明的可用于主驱动和辅助驱动机构的驱动装置。序号4表示一种采煤机，这种采煤机在图中表示刮板运输机，该刮板运输机包括：一台驱动马达1，一个下游传动机构5和一个由压力装置控制的安全滑动离合器。传动机构5可以是一种分支齿轮系和一种行星齿轮系，而安全滑动离合器6可以是一种多层盘式离合器。该离合器6总要带有一只用作测量转换器的滑动监测器和一个用于驱动安全滑动离合器6的测量和控制装置7。在本实施例中，将安全滑动离合器6居中地布置在传动链中，并将中空轮或上述行星轮的行星架的支撑力矩传至齿轮箱上。对由控制单元所提供的测量值进行电子评估。在超过相应分配的特定值时，利用电控装置8，准确地讲还配合串联设置的液压和气动控制装置9由测量和控制装置7使安全离合器6和驱动马达1动作。

Claims (9)

1.用于在采矿作业中使用的采煤机和链式刮板运输机(4)的驱动装置，包括一个主驱动机构和一个辅助驱动机构，两者分别带有驱动马达(1)和(2)，一个传动机构(5)，一个用于主辅驱动机构中分别控制驱动马达(1)和(2)的测量和控制装置(7)，以及安全滑动离合器(6)，其特征在于，还包括一个控制传感装置和一个驱动控制装置，所述控制传感装置可以检测驱动马达(1，2)的根据程序可选的极限速度的下降；所述驱动控制装置可以同步地或依次地降至低速档，藉此在超过一个可根据程序预选的低速档的极限速度之后，再换至高速档。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，设置一个控制传感装置，用以与用于驱动马达(1，2)的适宜的冷却相比较地从速度下降的暂时趋势中检测驱动马达(1，2)上的热载荷，以便在开始换至低速档时防止不允许的温升和驱动马达(1，2)过早地脱开。

3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，两个驱动器之一的安全滑动离合器(6)，或两个驱动器的安全滑动离合器(6)在高速或低速档中达到一个根据程序可预选的较低的极限速度时，被同时地或顺序地置于滑动状态并在两个或一个驱动马达(1或2)加速后再闭合。

4.如权利要求1至3之一所述的装置，其特征在于，随着一个驱动机构的控制，另一个驱动机构既可以其它全滑动离合器来用作链子和驱动装置的过载保护。

5.用于在采矿工作中使用的采煤机和链或刮板运输机的驱动装置，具有主驱动机构和辅助驱动机构，每个机构均具有一台驱动马达(1，2)，一个传动机构(5)和一个可控制的安全滑动离合器(6)，用于主、辅驱动机构的测量和控制装置(7)，该装置用以控制驱动马达(1，2)和安全滑动离合器(6)，其特征在于，安全滑动离合器(6)可以在重载起动过程中或平稳停车时单独地连续或逐步地调整相应的压力。

6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，在起动过程中，驱动马达(1，2)和安全滑动离合器(6)的控制相互连通，即驱动马达(1，2)的控制装置和安全滑动离合器(6)可以交换测量数据和/或操作指令。

7.如权利要求5或6所述的装置，其特征在于，起动过程、工作条件下的变化均可根据程序进行预选。

8.如权利要求5至6之一所述的装置，其特征在于，设有一个评估单元，该单元用于收集在起动过程中检测到的测量数据，由此根据评估结果自动开始程序化重复起动。

9.如权利要求7所述的装置，其特征在于，设有一个评估单元，该单元用于收集在起动过程中检测到的测量数据，由此根据评估结果自动开始程序化重复起动。

Images