CN109353759B - 带式输送机的双模式驱动可制动装置 - Google Patents

带式输送机的双模式驱动可制动装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种带式输送机的双模式驱动可制动装置，包括液压驱动滚筒和电机驱动滚筒，电机驱动滚筒的转轴通过联轴器一连接减速器，减速器连接有驱动电机，液压驱动滚筒连接有液压马达，液压马达连接有行星齿轮减速箱，行星齿轮减速箱与液压驱动滚筒固定，行星齿轮减速箱的中间轴设有液压制动器，液压马达连接液压站，液压站包括油箱、动力油路和电液换向阀，动力油路一端连接电液换向阀，另一端连接油箱，制动油缸连接制动油路，制动油路和主控油路均连接有PLC控制器。本发明解决双机驱动功率不平衡的问题；液压系统可以自动调整输出扭矩和转速,保证各驱动单元的出力和转速完全相同；可以进行有效制动。液压系统可吸收部分冲击载荷。

Description

带式输送机的双模式驱动可制动装置
技术领域
本发明属于带式输送机技术领域，具体涉及一种带式输送机的双模式驱动可制动装置。
背景技术
带式输送机是一种摩擦驱动以连续方式运输物料的机械。主要由机架、输送带、托辊、滚筒、张紧装置、驱动装置等组成。胶带输送机的牵引力是通过传动滚筒与胶带之间的摩擦力来传递的，通过驱动装置驱动传动滚筒，驱动装置实际上是一种能量转换装置，根据能量可能进行的转换方式分为好多种。目前常使用的方式为双电机驱动，在理想情况下，功率分配比与驱动力分配比相同，但是实际情况中由于滚筒制造、安装误差等差异，造成两个滚筒的电机功率负载不均衡，严重时会造成其中某电机超载运行，甚至损坏，因此需要一种功率平衡的双模式驱动。
发明内容
本发明的目的是提供一种带式输送机的双模式驱动可制动装置，解决目前的双驱动装置的双机驱动存在功率不平衡的问题。
本发明带式输送机的双模式驱动可制动装置，包括液压驱动滚筒和电机驱动滚筒，电机驱动滚筒的转轴通过联轴器一连接减速器，减速器连接有驱动电机，液压驱动滚筒连接有液压马达，液压马达连接有行星齿轮减速箱，行星齿轮减速箱的外部与液压驱动滚筒固定，行星齿轮减速箱的中间轴另一端设置有液压制动器，液压马达连接液压站，液压站包括油箱、动力油路和电液换向阀，动力油路一端连接电液换向阀另一端连接油箱，电液换向阀的两个出油口连接液压马达，电液换向阀的两个出油口之间连接有梭阀一，梭阀一的中间油口连接有梭阀二，梭阀二的中间油口连接液压制动器的制动油缸，梭阀二另一油口连接有齿轮泵，齿轮泵通过联轴器连接有制动电机，制动电机连接有变频控制器，变频控制器连接有PLC控制器，液压马达输出轴上连接有转速传感器一，电机驱动滚筒上连接有转速传感器二，动力油路出油口处连接压力传感器和流量传感器，PLC控制器连接驱动电机、转速传感器一、转速传感器二、压力传感器、动力油路中的动力部件和流量传感器。
所述驱动电机上连接有软启动器，减速器的输入轴一端连接有软制动器，减速器输出轴一端连接有盘式制动器。
所述液压马达的两个油口处连接有液压锁，液压锁的两个进油口分别连接电液换向阀的两个出油口。
所述梭阀二与齿轮泵之间连接有单向阀二和精过滤器，单向阀二出油口处连接有溢流阀，溢流阀另一端连接油箱。
所述梭阀二另一端连接有手动换向阀，手动换向阀的进油口连接有单向阀三，单向阀三的进油口连接有手动泵，手动泵连接油箱。
所述油箱内设置有液温计和空气过滤器。
所述动力油路设置有两个，且两个动力油路均与电液换向阀的进油口连接，动力油路包括双联油泵，双联油泵连接有油箱，双联油泵通过联轴器连接有主动电机，双联油泵每个齿轮油泵的出油口均连接有单向阀一和电磁溢流阀，每个所述电磁溢流阀均设置在单向阀一的前端，当两泵有一个泵卸荷时，由于单向阀一的设置，工作泵的油液不会进入到卸荷泵里面，此时工作泵压力为系统压力，而对应卸荷油路压力表显示应该为零，单向阀一另一端连接电液换向阀，电磁溢流阀另一端连接油箱，压力传感器和流量传感器连接在单向阀一的出口端，单向阀一的出口端还连接有蓄能器。
所述齿轮泵与油箱之间、双联油泵与油箱之间均设置有吸油过滤器。
每个所述电磁溢流阀的进油口处和溢流阀的进油口处均设置有压力表。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
1、解决双机多机驱动功率不平衡的问题。
2、液压系统可以自动调整输出扭矩和转速,保证各驱动单元的出力和转速一致。
3、可以实现软起动的功能。
4、可以进行有效制动。
5、液压系统可吸收部分冲击载荷。
6、液压驱动的优点是传动比大，可以实现大范围的无级调速，结构紧凑，运转平稳，操作方便，过载保护性能好。
附图说明
图1为输送带缠绕结构示意图；
图2为本发明的安装结构示意图；
图3为液压马达安装结构示意图；
图4为液压马达的液压原理图；
图中：1、输送带，2、张紧滚筒，3、液压驱动滚筒，4、电机驱动滚筒，5、改向滚筒，6、液压马达，7、联轴器一，8、减速器，9、盘式制动器，10、驱动电机，11、软启动器，12、软制动器，13、液压站，14、行星齿轮减速箱，15、液压制动器，16、油箱，17、电磁溢流阀，18、压力表，19、双联油泵，20、单向阀一，21、压力传感器，22、流量传感器，23、电液换向阀，24、梭阀一，25、液压锁，26、转速传感器一，27、制动油缸，28、梭阀二，29、溢流阀，30、单向阀二，31、精过滤器，32、齿轮泵，33、手动换向阀，34、单向阀三，35、手动泵，36、吸油过滤器，37、变频控制器。
具体实施方式
下面对照附图，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
如图1至图4所示的带式输送机的双模式驱动可制动装置，包括液压驱动滚筒3和电机驱动滚筒4，电机驱动滚筒4的转轴通过联轴器一7连接减速器8，减速器8连接有驱动电机10，液压驱动滚筒3连接有液压马达6，液压马达6连接有行星齿轮减速箱14，行星齿轮减速箱14的外部与液压驱动滚筒3固定，行星齿轮减速箱14的中间轴另一端设置有液压制动器15，液压制动器15为液压常闭式盘式制动器，液压马达6连接液压站13，液压站13包括油箱16、动力油路和电液换向阀23，动力油路一端连接电液换向阀23另一端连接油箱16，电液换向阀23的两个出油口连接液压马达6，电液换向阀23的两个出油口之间连接有梭阀一24，梭阀一24的中间油口连接有梭阀二28，梭阀二28的中间油口连接液压制动器15的制动油缸27，梭阀二28另一油口连接有齿轮泵32，齿轮泵32通过联轴器连接有制动电机，制动电机连接有变频控制器37，变频控制器37连接有PLC控制器，液压马达6输出轴上连接有转速传感器一26，电机驱动滚筒4上连接有转速传感器二，动力油路出油口处连接压力传感器21和流量传感器22，动力油路出油口处连接蓄能器，蓄能器可以更好的吸收冲击载荷，PLC控制器连接驱动电机10、电液换向阀23、转速传感器一26、转速传感器二、压力传感器21、动力油路中的动力部件和流量传感器22。
驱动电机10上连接有软启动器11，减速器8的输入轴一端连接有软制动器12，减速器8输出轴一端连接有盘式制动器9。
液压马达6的两个油口处连接有液压锁25，液压锁25的两个进油口分别连接电液换向阀23的两个出油口。
梭阀二28与齿轮泵32之间连接有单向阀二30和精过滤器31，单向阀二30出油口处连接有溢流阀29，溢流阀29另一端连接油箱16。
梭阀二28另一端连接有手动换向阀33，手动换向阀33的进油口连接有单向阀三34，单向阀三34的进油口连接有手动泵35，手动泵35连接油箱16。
油箱16内设置有液温计和空气过滤器。
动力油路设置有两个，且两个动力油路均与电液换向阀23的进油口连接，动力油路包括双联油泵19，双联油泵19连接有油箱16，双联油泵19通过联轴器连接有主动电机，双联油泵19每个齿轮油泵的出油口均连接有单向阀一20和电磁溢流阀17，每个所述电磁溢流阀17均设置在单向阀一20的前端，当双联油泵19有一个泵卸荷时，由于单向阀一20的设置，工作泵的油液不会进入到卸荷泵里面，此时工作泵压力为系统压力，而对应卸荷油路压力表显示应该为零，单向阀一20另一端连接电液换向阀23，电磁溢流阀17另一端连接油箱16，PLC控制器连接电磁溢流阀17和主动电机，压力传感器21和流量传感器22连接在单向阀一20的出口端，单向阀一20的出口端还连接有蓄能器。
齿轮泵32与油箱16之间、双联油泵19与油箱16之间均设置有吸油过滤器36。
每个电磁溢流阀17的进油口处和溢流阀29的进油口处均设置有压力表18。
输送带1安装时缠绕在电机驱动滚筒4和液压驱动滚筒3上，并且通过改向滚筒5进行改向，然后通过张紧滚筒2进行张紧，使输送带1在传动滚筒分离处具有一定的初张力。
正常情况：PLC控制器控制其中一个主动电机通过联轴器带动双联油泵19顺时针旋转，经吸油过滤器36吸油，通过电磁溢流阀17调压后，再经过单向阀一20，进入电液换向阀23的左位，此时左边电磁铁得电，一小部分液压油从左位进入梭阀一24再通过梭阀二28的左位进入制动油缸27，使液压制动器15开闸，同时另一部分液压油通过液压锁25进入液压马达6，液压马达6带动行星齿轮减速箱14转动，从而带动液压驱动滚筒3旋转，至此设备起动过程完成，在此过程中系统会通过压力传感器21、流量传感器22、转速传感器一26采集相关信息及时给PLC控制器反馈，形成闭环控制，控制双机驱动功率平衡。并且在液压马达6正常运转后PLC控制器控制驱动电机10再起动，带动减速箱8转动，然后驱动电机驱动滚筒4转动，启动时设有软启动器，更加安全，驱动电机10一般为双电机形式，启动时可以先启动一个电机，等系统稳定后再启动另一个电机，配合液压马达6减小驱动电机10的启动电流，防止跳电。制动时驱动电机10通过软制动器12制动，电机驱动滚筒4通过盘式制动器9进行制动。
刚开始工作时，双联油泵19中其中一个齿轮油泵中的油压通过电磁溢流阀17卸荷，通过转速传感器一26和转速传感器二采集反馈的相关信息，PLC控制器对着两者进行对比，如果发现液压驱动滚筒3转速较慢，存在被驱动电机10拖动的现象，PLC控制器及时控制另一个卸荷的电磁溢流阀17，此时双联油泵19的双泵同时供油提高液压马达转速，达到双机平衡运转。
按照煤矿要求的一用一备的设计理念，主动电机和双联油泵19均设有两套，主动电机和双联油泵19互为备用，也可以同时使用。该双联油泵19前泵与后泵排量可以也可以不一致。
特殊情况：与电机驱动滚筒4连接的驱动电机10可以单独驱动整个皮带机，或不想使用液压驱动模式时，只需要通过变频控制器37给制动电机通电，通过联轴器一带动小排量的齿轮泵32顺时针旋转吸油，经过精过滤器31，单向阀二30，梭阀二28的右位进入制动油缸27，使液压制动器15开闸，此时液压马达6没有液压油进入，与液压马达6连接的液压驱动滚筒3空转。如果转速传感器一26检测到皮带转速超过警戒值，PLC控制器接收信号，可以通过变频控制器37降低制动电机的工作频率，间接的降低进入制动油缸27的控制流量和油压，达到缓慢制动的目的，通过转速传感器一26反馈皮带机运行速度在可控范围之内后，再通过变频控制器37提高制动电机的工作频率。
还可以使用手动泵35，手动换向阀33进行手动开闸。
制动过程：当液压驱动充当可控制动的时候，只需改变控制双联油泵19的流量即可，可以让其中一个泵卸荷，达到有效制动的目的，类似于，前轮转的快，后轮转的慢，前轮拖拉后轮旋转。
综上所述，本发明解决双机驱动功率不平衡的问题；液压系统可以自动调整输出扭矩和转速,保证各驱动单元的出力和转速一致；可以进行有效制动。液压系统可吸收部分冲击载荷。可以实现大范围的无级调速，结构紧凑，运转平稳，操作方便，过载保护性能好。
在本发明的描述中，术语“内”、“外”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种带式输送机的双模式驱动可制动装置，包括液压驱动滚筒(3)和电机驱动滚筒(4)，电机驱动滚筒(4)的转轴通过联轴器一(7)连接减速器(8)，减速器(8)连接有驱动电机(10)，液压驱动滚筒(3)连接有液压马达(6)，其特征在于：液压马达(6)连接有行星齿轮减速箱(14)，行星齿轮减速箱(14)的外部与液压驱动滚筒(3)固定，行星齿轮减速箱(14)的中间轴另一端设置有液压制动器(15)，液压马达(6)连接液压站(13)，液压站(13)包括油箱(16)、动力油路和电液换向阀(23)，动力油路一端连接电液换向阀(23)另一端连接油箱(16)，电液换向阀(23)的两个出油口连接液压马达(6)，电液换向阀(23)的两个出油口之间连接有梭阀一(24)，梭阀一(24)的中间油口连接有梭阀二(28)，梭阀二(28)的中间油口连接液压制动器(15)的制动油缸(27)，梭阀二(28)另一油口连接有齿轮泵(32)，齿轮泵(32)通过联轴器连接有制动电机，制动电机连接有变频控制器(37)，变频控制器(37)连接有PLC控制器，液压马达(6)输出轴上连接有转速传感器一(26)，电机驱动滚筒(4)上连接有转速传感器二，动力油路出油口处连接压力传感器(21)和流量传感器(22)，PLC控制器连接驱动电机(10)、电液换向阀(23)、转速传感器一(26)、转速传感器二、压力传感器(21)、动力油路中的动力部件和流量传感器(22)。
2.根据权利要求1所述的带式输送机的双模式驱动可制动装置，其特征在于：所述驱动电机(10)上连接有软启动器(11)，减速器(8)的输入轴一端连接有软制动器(12)，减速器(8)输出轴一端连接有盘式制动器(9)。
3.根据权利要求1所述的带式输送机的双模式驱动可制动装置，其特征在于：所述液压马达(6)的两个油口处连接有液压锁(25)，液压锁(25)的两个进油口分别连接电液换向阀(23)的两个出油口。
4.根据权利要求1所述的带式输送机的双模式驱动可制动装置，其特征在于：所述梭阀二(28)与齿轮泵(32)之间连接有单向阀二(30)和精过滤器(31)，单向阀二(30)出油口处连接有溢流阀(29)，溢流阀(29)另一端连接油箱(16)。
5.根据权利要求4所述的带式输送机的双模式驱动可制动装置，其特征在于：所述梭阀二(28)另一端连接有手动换向阀(33)，手动换向阀(33)的进油口连接有单向阀三(34)，向阀三(34)的进油口连接有手动泵(35)，手动泵(35)连接油箱(16)。
6.根据权利要求1所述的带式输送机的双模式驱动可制动装置，其特征在于：所述油箱(16)内设置有液温计和空气过滤器。
7.根据权利要求4所述的带式输送机的双模式驱动可制动装置，其特征在于：所述动力油路设置有两个，且两个动力油路均与电液换向阀(23)的进油口连接，动力油路包括双联油泵(19)，双联油泵(19)连接有油箱(16)，双联油泵(19)通过联轴器连接有主动电机，双联油泵(19)每个齿轮油泵的出油口均连接有单向阀一(20)和电磁溢流阀(17)，每个所述电磁溢流阀(17)均设置在单向阀一(20)的前端，单向阀一(20)另一端连接电液换向阀(23)，电磁溢流阀(17)另一端连接油箱(16)，PLC控制器连接电磁溢流阀(17)和主动电机，压力传感器(21)和流量传感器(22)连接在单向阀(20)的出口端，单向阀一(20)的出口端还连接有蓄能器。
8.根据权利要求7所述的带式输送机的双模式驱动可制动装置，其特征在于：所述齿轮泵(32)与油箱(16)之间、双联油泵(19)与油箱(16)之间均设置有吸油过滤器(36)。
9.根据权利要求7所述的带式输送机的双模式驱动可制动装置，其特征在于：每个所述电磁溢流阀(17)的进油口处和溢流阀(29)的进油口处均设置有压力表(18)。
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