CN201895917U - 刮板机软启动同速器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种刮板机软启动同速器，包括刮板机电动机、旋涡泵、筒壳、附装在旋涡泵泵壳上的油箱、输入轴以及输出装置。采用本实用新型的技术方案，可以使动力机启动从空载到轻载再逐渐自动加载至正常工作负载的状态，而正常负载运行时实现动力机与工作机同速，即没有速度滑差的液力传动。传动功率范围为30kW～150kW，传动效率达到99.2％以上。主要用于动力机与工作机间动力传递及动力机软启动，既可用于单独驱动，也可用于多驱动联合驱动。

Description

刮板机软启动同速器

(一)、技术领域：

本实用新型属于一种动力传动设备，具体是一种煤矿采煤工作面刮板机软启动液力传动设备。

(二)、背景技术：

目前，煤矿采矿工作面使用的中小规格刮板机的软启动设备主要是限矩型液力偶合器，以水作为偶合器的工作介质。刮板机的工作负载极不稳定，经常有频繁过载的现象。限矩型液力偶合器在正常工作时，存在着不可避免的3％～5％的速度滑差，偶合器安装在散热条件不好的筒壳内，产生的工作热量不易散发，而当工作负载过载时，偶合器的滑差更大，功率损耗更多。偶合器内部的温度很快升高，内部密封件易过早老化失效，易熔塞和易爆塞频繁损坏，更换这些易损件极费时间和精力，影响正常采矿工作。

(三)、发明内容：

本实用新型的目的在于提供一种结构简单、安全可靠、适应各种煤矿采煤工作面特殊环境、智能化的高效节能的刮板机软启动同速器。

为达到上述目的，本实用新型刮板机软启动同速器包括刮板机电动机、旋涡泵、筒壳、附装在旋涡泵泵壳上的油箱、输入轴以及输出装置，其特征是：所述筒壳的左端与刮板电动机固定，右端与外接减速器固定；所述旋转组件是由输入轴、工作腔、工作腔左侧盖、工作腔外壳、多组曲线轮组、高速轴承、行星齿轮、内齿圈、工作腔右侧盖以及输出轴组成，所述输入轴与刮板电动机通过输入轴联轴器固定连接，工作腔左侧盖与输入轴固定连接，工作腔是由工作腔左侧盖、工作腔外壳、工作腔右侧盖围成的一个腔体，工作腔外壳左端与工作腔左侧盖固定，右端与工作腔右侧盖固定，工作腔外壳的周围按一定规律均匀分布叶片，所述多组曲线轮组均匀分布固定在工作腔内，曲线轮组的叶片呈抛物线形，沿曲线轮组的回转轴均匀分布固定，每组曲线轮组的两端固定有高速轴承，曲线轮组通过左右两个高速轴承分别固定在工作腔左右侧盖上，曲线轮组的输出端固定连接有行星齿轮，内齿圈与行星齿轮啮合，内齿圈通过内齿圈联接座与输出轴固定连接，输出轴通过轴承固定在轴承座壳体上，轴承座壳体固定连接在筒壳上；所述工作腔与旋涡泵接油管相通，旋涡泵接油管的另一端与油泵供油接口相连。

所述轴承与轴的连接处都固定设有密封圈。

所述在工作腔侧板的壁上设有油量限位通道。

在筒壳的顶部固定装有空气过滤器。

所述在油箱的底部固定装有内置式水冷却器，水冷却器是由内装有水的盘管组成，水冷却器一端与进水管相接，另一端与出水管相连。

所述在油箱的外表面固定安装有检视安装窗和油位计。

在上述技术方案中，由刮板机电动机固定相连的输入轴带动工作腔同速旋转，工作油在工作腔的周壁形成油环；曲线轮组随工作腔公转的同时，高速自转，从油环中快速充油；曲线轮组自转产生的离心力矩和曲线轮组公转产生的离心力矩之和与工作负载阻力矩达到平衡时，曲线轮组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。工作腔外壳周围的叶片和筒壳固定联接的泵壳形成的旋涡泵，旋涡泵作为工作过程中的主要供油泵，本身没有任何易损件，自动控制的外置油泵作为启动阶段和过载阶段的辅助供油，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。另外，在油箱底部设有内置式水冷却器的结构，可以使旋涡泵处于速度和温度双重保护之中。采用这种技术方案，使动力机启动从空载到轻载再逐渐自动加载至正常工作负载的状态，而正常负载运行时实现动力机与工作机同速，即没有速度滑差的液力传动，传动功率范围为30Kw～150Kw，传动效率达到99.2％以上。这种方案主要用于动力机与工作机间动力传递及动力机软启动，刮板机软启动同速器主要用于中、小功率(30Kw～150Kw)的煤矿采煤工作面处的刮板机电机软启动和电机软驱动。具有以下功能：第一，联轴器的功能，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，既可用于单独驱动，也可用于多驱动联合驱动。

(四)附图说明：

图1是本实用新型刮板机软启动同速器的结构示意图；

图2是图1的B-B剖视图；

图3是图2的E向结构示意图。

(五)、具体实施方式：

下面结合附图对本实用新型刮板机软启动同速器作进一步详细说明。

由图1可见，本实施例是由刮板机电动机1、旋涡泵2、筒壳3、附装在旋涡泵2泵壳上的油箱4、输入轴5以及输出装置组成，刮板电动机1通过输入轴联轴器15与输入轴5固定连接，筒壳3的左端与刮板电动机1通过螺丝固定，右端通过法兰与减速器固定，在本实施例中，刮板机电动机1和同速器重量由外接减速器端面法兰联接螺栓承担，在靠近刮板机电动机1的筒壳3下方设弹性承重机构，以辅助承重。旋涡泵2是由工作腔外壳8和旋涡泵外壳组成，工作腔左侧盖7与输入轴5通过螺丝固定连接，工作腔6是由工作腔左侧盖7、工作腔外壳8、工作腔右侧盖13围成的一个腔体，工作腔外壳8左端与工作腔左侧盖7通过螺丝固定，右端与工作腔右侧盖13通过螺丝固定，工作腔外壳8的周围按一定规律均匀分布叶片16，多组曲线轮组9均匀分布固定在工作腔6内，曲线轮组9的叶片呈抛物线形，沿曲线轮组9的回转轴均匀分布固定，每组曲线轮组9的两端固定有高速轴承10，曲线轮组9通过左右两个高速轴承10分别固定在工作腔左右侧盖7和13上，曲线轮组9的输出端固定连接行星齿轮11；输出装置包括内齿圈12和输出轴14，内齿圈12与行星齿轮11啮合，内齿圈12通过内齿圈联接座17与输出轴14固定连接，输出轴14通过轴承固定在轴承座壳体18上，轴承座壳体18固定连接在筒体3上；工作腔6与旋涡泵接油管19相通，旋涡泵接油管19的另一端与油泵供油接口20相连。在工作腔侧板9的壁上设有油量限位通道21。在筒壳3的顶部固定装有空气过滤器22。在油箱4的底部固定装有内置式水冷却器23，水冷却器23是由内装有水的盘管组成。

由图2、图3可见，水冷却器23一端与进水管24相接，另一端与出水管25相连。在油箱4的外表面固定安装有检视安装窗26和油位计27。由图3可见，旋涡泵2固定在旋涡泵油箱4的箱体上，多组曲线轮组9均匀分布固定在工作腔6内，曲线轮组9的叶片呈抛物线形，沿曲线轮组9的回转轴均匀分布固定。

在本实施例中，输入轴5、工作腔输入端左、右侧盖7和13、工作腔外壳8、曲线轮组9、高速轴承10、行星齿轮11、内齿圈12、齿圈联接座17、输出轴14组成动力旋转组件；工作腔左右侧盖7和13、工作腔外壳8组成工作腔6；工作腔外壳8的周围按一定规律分布叶片16，这就是旋涡泵2的叶片；工作腔6的内部均匀分布有数组曲线轮组9，此曲线轮组9的叶片为抛物线形，沿回转轴线均匀分布固定，曲线轮组9两轴端装有高速轴承10，支承在工作腔6的轴承座孔上，曲线轮组9的输出端侧配行星齿轮11，行星齿轮11与内齿圈12一直处于啮合状态，内齿圈12与齿圈联接座17继而与输出轴14联接；动力旋转组件支承在筒壳3两端的轴承座和轴承座壳体18上，由图3可见，在筒壳3的内部固定焊接有渐开线形的旋涡泵2，曲线轮组9的圆周上分布的叶片与渐开线形的旋涡泵2的外壳组成旋涡泵2；在筒壳3的箱体的底部距离底板一定高度装有内置式水冷却器23和外置供油泵的油滤器，在油箱4的箱体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；在筒壳3的顶部固定设有空气过滤器22，以保持筒壳内部气压与环境气压间的平衡；在输出轴上设计有测速齿轮，并在相应位置装有测速器及速度保护传感器；在筒壳3的上方装有外置油泵控制和速度保护控制的电控箱；输出轴14为内花键空心轴，外接减速器的输入轴与之 匹配，动力由此传给减速器。

本实施例的工作原理是：当电动机启动时，电机轴通过输入轴联轴器带动输入轴5旋转，输入轴5与工作腔左侧盖7固定联接，从而带动工作腔6同速旋转，旋涡泵2进入工作状态，工作油从旋涡泵2底部的进油口被吸入泵腔，被泵入旋涡泵油箱4，通过油管19进入进油室，从动力旋转组件内通道进入工作腔6，工作油在工作腔6的周壁形成油环；

曲线轮组9随工作腔6公转，同时行星齿轮11沿内齿圈12的齿中心线的轨迹高速自转；由于工作机负载对同速器输出轴14形成与工作旋转方向相反的阻力矩，因此在电机启动初始时，与输出轴14间接固联的内齿圈12处于静止状态。曲线轮组9在工作腔6油环中快速充油，形成强劲的离心力矩，阻止曲线轮组9继续旋转。随着电机转速逐渐升高，工作腔6内的油环逐渐增厚，曲线轮组9充液率不断增大，此离心力矩逐渐增大，曲线轮组9自转产生的离心力矩和曲线轮组公转产生的离心力矩之和与工作负载阻力矩达到平衡时，曲线轮组9的输出端上的行星齿轮11与输出端的内齿圈12不再相对运动，输出端的速度与输入端的速度取得相同值，启动过程结束，进入正常运行阶段。

由于旋涡泵2供油速度较慢，在正常运行时，维持工作腔油量的稳定，在启动阶段作为辅助供油泵。外置油泵由变频电机驱动，根据不同规格的软启动同速器和客户对启动时间的要求，在出厂时，已将外置油泵供油速度在电控箱内将程序设定完成，用户也可以在使用过程中变换设定。

刮板机软启动同速器的传递扭矩与工作腔内的工作油量有直接关系，在一定的工作油量范围内，传递扭矩与工作腔内的工作油量成正比关系，但是，当工作腔的油量超过一定值时，同速器的扭矩开始减小，因此，我们需要在工作腔设置油量限位通道21，这是本实用新型的又一结构特点。

当工作负载短时增大时，输出轴速度会因此突然降低，此时软启动同速器出现类似启动时的状态。当速度滑差大于0.2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，外置供油泵工作，当曲线轮组9自转产生的离心力矩和曲线轮组公转产生的离心力矩之和与工作负载阻力矩达到新的平衡时，曲线轮组9上的行星齿轮11与输出端的内齿圈12不再相对运动，输出端的速度与输入端的速度再次取得相同值，进入正常运行阶段，外置供油泵接到同速反馈信息后，停止工作。

当工作负载增大到超过刮板机软启动同速器出厂限定的允许最大扭矩时，输出轴转速急速下降，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。

由于软启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，考虑启动和过载过程会产生速度滑差，有一定的热量施放，所以设置了水冷却器23。

在本实施例中，为了保证油箱的密封需要，所有轴承与轴的连接处都固定设有密封圈。

Claims (6)

1.一种刮板机软启动同速器，包括刮板机电动机(1)、旋涡泵(2)、筒壳(3)、附装在旋涡泵(2)泵壳上的油箱(4)和旋转组件，其特征是：所述筒壳(3)的左端与刮板电动机(1)固定，右端与外接减速器固定；所述旋转组件是由输入轴(5)、工作腔(6)、工作腔左侧盖(7)、工作腔外壳(8)、多组曲线轮组(9)、高速轴承(10)、行星齿轮(11)、内齿圈(12)、工作腔右侧盖(13)以及输出轴(14)组成，所述输入轴(5)与刮板电动机(1)通过输入轴联轴器(15)固定连接，工作腔左侧盖(7)与输入轴(5)固定连接，工作腔(6)是由工作腔左侧盖(7)、工作腔外壳(8)、工作腔右侧盖(13)围成的一个腔体，工作腔外壳(8)左端与工作腔左侧盖(7)固定，右端与工作腔右侧盖(13)固定，工作腔外壳(8)的周围按一定规律均匀分布叶片(16)，所述多组曲线轮组(9)均匀分布固定在工作腔(6)内，曲线轮组(9)的叶片呈抛物线形，沿曲线轮组(9)的回转轴均匀分布固定，每组曲线轮组(9)的两端固定有高速轴承(10)，曲线轮组(9)通过左右两个高速轴承(10)分别固定在工作腔左右侧盖(7)和(13)上，曲线轮组(9)的输出端固定连接有行星齿轮(11)，内齿圈(12)与行星齿轮(11)啮合，内齿圈(12)通过内齿圈联接座(17)与输出轴(14)固定连接，输出轴(14)通过轴承固定在轴承座壳体(18)上，轴承座壳体(18)固定连接在筒壳(3)上；所述工作腔(6)与旋涡泵接油管(19)相通，旋涡泵接油管(19)的另一端与油泵供油接口(20)相连。

2.根据权利要求1所述的刮板机软启动同速器，其特征是：所述轴承与轴的连接处都固定设有密封圈。

3.根据权利要求1所述的刮板机软启动同速器，其特征是：所述在工作腔侧板(9)的壁上设有油量限位通道(21)。

4.根据权利要求1所述的刮板机软启动同速器，其特征是：在筒壳(3)的顶部固定装有空气过滤器(22)。

5.根据权利要求1所述的刮板机软启动同速器，其特征是：所述在油箱(4)的底部固定装有内置式水冷却器(23)，水冷却器(23)是由内装有水的盘管组成，水冷却器(23)一端与进水管(24)相接，另一端与出水管(25)相连。

6.根据权利要求1所述的刮板机软启动同速器，其特征是：所述在油箱(4)的外表面固定安装有检视安装窗(26)和油位计(27)。

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