输送机械

永磁耦合器是否可以应用于刮板输送机

发布时间:2024/12/24 13:31:45   
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各位读者大家好。

对于各位煤矿开采人员,大家是不是有过这种烦恼:

刮板输送机由于载荷突然成倍的增加,导致电机出现卡顿现象,情况严重时甚至需要停机进行人工卸炭,或者维修电机。

刮板输送机结构

那么我们为什么会遇到这种情况呢?

根据小编的进一步探究发现,是因为在长期以来,井下的刮板输送机因为工作环境的影响(如:大量煤炭塌帮)从而导致刮板机上的煤炭重量突然增加,造成的电机卡堵。

传统的处理方式是依靠人工卸载(将负载的煤炭卸载到采空区扔掉),其不仅劳动强度大,用时久,且造成对资源的浪费。

那么有没有办法让电机可以承受更多的负载,从而降低这种情况的发生呢?

方法是有的,那就是给电机使用软启动的耦合器,目前大部分井下刮板输送机所采用的都是液力耦合器。

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液力耦合器的工作原理实际上就是以液体作为工作介质的一种非刚性联轴器,液力耦合器的泵轮和涡轮组成一个可以使液体循环流动的密闭工作腔,泵轮装在输入轴上,涡轮装在输出轴上。电机带动泵轮旋转时,液体被离心式泵轮甩出,从而进入涡轮后推动涡轮旋转,将从泵轮获得的能量传递给输出轴,最后液体返回泵轮,形成周而复始的流动。

泵轮涡轮

那么由此可见,液力耦合器的优点如下:

能消除冲击和振动

过载保护性能和启动性能好

可以空载启动

除此之外也有不可忽视的缺点:

结构复杂,日常维护工作量大,安装、拆卸困难

使用油为工作液的液力耦合器喷油着火不安全,不按规定维护使用易熔塞时,易发生喷油着火事故,污染现场环境

使用寿命短,一般2-3年需要更换

始终存在转差率,有转差功率损失,输出转速始终低于输入转速

由此看来,液力耦合器并不能达到我们理想中的省时省力的效果。

那么有没有一种耦合器,可以在包含液力耦合器所有优点的同时,解决缺点呢?

小编经过研究发现了这么一种耦合器——永磁耦合器

永磁耦合器:

永磁耦合技术(涡流式磁力驱动技术)是美国能源部出资为海军舰艇开发i的一项信的驱动连接技术,年由美国MagnaDrive公司转化到民用领域,主要应用于风机、水泵类载荷的驱动。

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永磁耦合器主要由导体转子、永磁转子和控制器三部分组成。导体转子固定在电机轴上,永磁转子固定在负载轴上,导体转子和永磁转子之间由间隙(气缝),通过控制器调节气缝的大小来完成,从而实现可调整的、可控制的、可重复的负载转速。

永磁耦合器原理图

永磁耦合技术解决了旋转负载系统的对中、软启动、减震、调速及过载保护等问题。

优点显而易见:

节能效果显著,可调节气隙改变转速,节能率达到10%--50%

带缓冲的软启动,减少电机的冲击电流,延长设备使用寿命

容忍较大的安装对中误差,大大简化了安装调试过程

免维护,无轴承,不需加润滑油或打油脂,无磨耗件,无材质劣化问题

用寿命长,设计寿命30年,通过美国海军质量检验

构简单,适应各种恶劣环境,不产生污染物符合绿色产品

那么永磁耦合器是否可以替换液力耦合器,应用在刮板输送机上?

国内某煤机集团考虑过使用永磁耦合器来替代掉液力耦合器,希望实现刮板输送机的低俗大扭矩启动,将启动扭矩增加到电机额定扭矩的2~3倍,或者依靠永磁耦合器的自动调节功能,避免刮板输送机的闷车现象发生。

但是由于煤矿井下刮板输送机的驱动功率较大,在高转差率条件下,发热量大,怎样将这些发热量传出等理论问题成为了研制工作的难点。

在此之前,华东理工大学机械与动力工程学院的副教授,覃教授发布了一篇关于永磁耦合器应用于刮板输送机的可行性分析报告。

分析结论:

以KW的驱动电机功率为例,通过分析计算得出的结论是要想实现启动扭矩为电机额定扭矩的2~3倍。现有条件下比较困难,难于实现。其主要原因是单个永磁耦合器的调速范围相当有限,如果采用串联2级甚至多级永磁耦合器来缩小单个永磁耦合器的调速范围也是可以达到目标的。不过对于使用永磁耦合器来解决刮板输送机的闷车现象,这点是个很好的创意,值得尝试。

由此根据覃教授的分析,大功率的刮板输送机并不适用于永磁耦合器。那么就有人想,大功率的不可以,低功率的总可以了吧。

于是在此之后,上海某公司研制出了22KW煤泥刮板输送机永磁耦合器方案,以及一位毕业于机械电子工程专业的专家研制出了40KW刮板输送机的永磁耦合器方案,证实了永磁耦合器在解决改版输送机闷车现象的可行性。

但是对于在大功率的刮板输送机上使用永磁耦合器还是我们一个值得攻破的难题。

不过在不怕难题的国人面前,解决只是时间问题。毕竟美国人认为不可能制造出的电磁炮,我们都已经研制成功了不是吗?

好了,今天小编的分享就到这里,对于永磁耦合器的替换方案,您有什么想法呢?



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