无齿轮传动（共5篇）
无齿轮传动 篇1
概述
抛掷爆破加吊斗铲倒堆工艺是一种技术先进和经济性较明显的露天采掘工艺, 其生产能力远超过传统的电铲加卡车的作业工艺, 因其生产效率高、使用成本低、技术先进可靠等优势, 在美国、加拿大、澳大利亚等发达国家得到较为广泛的应用。
该工艺的核心设备吊斗铲是一种复杂的超大型机电液一体化设备, 是全球众多露天采矿作业中采用的主要挖掘工具, 也是当今建造的最大单斗挖掘设备, 神华准能黑岱沟露天矿引进的世界第一台无齿轮传动S8750-65迈步式吊斗铲于2007年下坑作业, 标志着抛掷爆破加吊斗铲倒堆作业工艺在国内的首次成功应用, 掀开了中国露天采掘业的全新一页。该吊斗铲重4900多吨, 单铲挖掘量90m3, 最大挖掘深度71m, 作业半径100m, 其机械和液压部分由比塞洛斯公司 (Bucyrus) 设计, 电气部分由西门子公司 (SIEMENS) 设计。
1 吊斗铲电气组成
吊斗铲的电气部分主要包括提升电机、回拉电机、旋转电机、行走电机、液压站、空压机、润滑系统、水冷站、主/辅/低压变压器、中压柜、电抗器、操作站及通风系统等。其总体布置图如图1所示。
提升和回拉电机为7.768MW的九绕组同步电机, 是吊斗铲剥离爆破后煤层上部岩土的动力源。电机与滚筒采用直联方式, 由于无减速器, 这就要求在超低频率下恒力矩调速。其制动方式为液压制动, 每台大电机配备了8台用于冷却的鼓风机和1个用于加热的加热系统。传感器方面配有绝对式编码器用于确定滚筒位置和增量式编码器用于测量速度, 此外还配有温度、气隙等传感器。旋转电机为1136k W的交流同步电机, 共配置6台同等型号的旋转电机分别分布在旋转盘圆周两侧, 可360度旋转, 利用吊斗铲的大尺寸斗臂实现将倒堆剥离的岩土直接排放至采空区。行走电机为884k W的交流同步电机, 于吊斗铲两侧分别配置2台, 利用凸轮结构实现吊斗铲的迈步式定速行走。旋转和行走电机的制动方式为气压制动。所有电机驱动均采用基于IGBT的交-直-交变频驱动方式。
液压站为提升和回拉滚筒的盘式制动器提供动力源, 空压机为旋转和行走的制动机构提供动力源, 润滑系统为机械传动部件提供润滑油, 水冷站为AFE和逆变器的IGBT冷却用。
吊斗铲内总共配备6台变压器, 其中3台8000k VA容量的22k V/900V的主变压器、2台1500k VA容量的22k V/380V的辅助变压器及1台30k VA容量的400V/120-220V/110V的低压变压器。主变压器采用油冷方式, 为提升、回拉、行走和旋转共12台同步电机供电;辅助变压器为鼓风机、冷却电机、液压站电机及低压变压器等供电;低压变压器为照明、控制系统等供电。
2 AFE整流
吊斗铲用于矿岩捣堆的野外工作, 工作条件复杂多变、载荷极不均匀, 大的冲击载荷不可避免地时常出现, 有时甚至会造成提升和回拉电机的堵转。这些复杂的情况均对吊斗铲的电气传动部分提出了相当高的要求:要求其电气传动部分有足够大的有用功率, 机械特性好;要求其调速性能卓越, 动态响应迅速, 并可四象限运行;要求系统电气制动性能好;要求系统可稳定、可靠地长时间不间断运行, 并维护保养简单方便等。
基于以上的要求, S8750-65吊斗铲采用了基于AFE的交-直-交变频驱动方式:其整流部分采用了AFE整流, 将交流电转换为直流电, 此外并可将多余的能量100%的回馈给电网;逆变部分采用了电压型逆变器, 运行时, 将直流电逆变为交流电, 电气制动时, 逆变器将制动能量回馈到直流母线上, 可供其它逆变器工作使用, 从而充分地利用了其制动能量。
AFE (主动前端Active Front End) , 采用了IGBT功率元件, 位于电源进线侧, 如图2所示。S8750-65吊斗铲共采用了24个AFE整流单元, 将900伏交流电转变成1800伏直流电, 直流电又通过24个逆变器将直流电转变成所需频率的交流电, 从而变频驱动提升、回拉、旋转和行走电机, AFE主动的含义在于, 与二级管和可控制硅整流等传统技术相比, AFE不是被动地将交流转变成直流, 而是采用了基于PWM控制技术的主动控制, 由输入电压空间矢量定向来直接计算空间电压矢量的作用时间和位置, 如图2所示, 利用SIBAS控制器的SIP单元实现对空间矢量的全数字控制, 生成相应的驱动脉冲控制IGBT的通断, 使整流器输入电流接近正弦波, 并且电流和电压同相位, 从而消除大部分电流谐波, 其所产生的总的谐波畸变不足1%, 并使得功率因数接近于1。
3 SIBAS和PLC控制网络
3.1 控制器
SIBAS控制器是西门子公司最初为列车驱动而专门设计的, 采用了军用规格元器件、多重高速处理器、专用的软硬件、串口及各种I/O模块框架内连接, 造就了其卓越的控制性能, 现被广泛应用到露天矿的大型机械设备驱动控制领域, 如电驱动卡车、电铲和吊斗铲等。
PLC控制器是在继电器控制系统的基础上开发出来的, 已经发展成为一种可提供诸多功能的成熟控制器, 不仅能实现继电器的逻辑控制、顺序控制, 同时还具有模拟量信号处理与控制、网络通讯、故障自诊断障等功能。这些使得PLC在工业控制领域中得到了广泛的应用。
吊斗铲的控制器选用西门子的SIBAS和PLC控制器, 组成了吊斗铲的SIBAS和PLC两大控制网络, 完成所有的控制功能。
3.2 控制网络构成
SIBAS和PLC两大控制网络如图3所示, SIBAS控制网络的作用是对提升、回拉、旋转和行走电机进行驱动控制, 其由7个独立运行的SIBAS控制系统组成, 分别采集电源电压和电流信号, 完成对AFE整流单元和逆变单元的控制, SIBAS控制系统之间通过工业以太网通讯。
PLC控制网络的作用是对润滑、冷却、制动等系统进行过程控制, 其控制主站为2个西门子的S7-400 CPU416-2DP, 控制分站为24个ET200站、4个轴编码器和1个电源监测模块, 通讯协议采用了Profibus-DP通讯协议, 共组成了3个DP网络, 完成对整个吊斗铲电气系统的信号采集与集散控制。PLC控制网络通过CP 443-1 Advanced模块挂接在工业以太网上, 从而实现与SIBAS控制网络及人机交互界面之间的大量数据交换。
两大控制网络的信号采集相互独立, 数据交换主要通过网络完成, 但关键信号的交换增加了通过数据线直接连接到另一控制网路的输入接口模块上, 此外还设置了机械电气双重互锁, 防止误差信号。在控制逻辑上, 一些主要电气的控制采用了两大控制网络相互互锁、共同控制的方式, 最大程度地确保对电气系统的可靠控制。
3.3 控制功能
启动:吊斗铲设置了系统启动按钮, 采用顺序自动启动方式, 依次合提升/回拉高速回路开关, 启动冷却系统、预充电、主变压器回路接入、直流母线、通风系统、控制柜冷却系统, 步骤启动就绪后方可启动下一步程序。
运行:启动完成后, 操作台选择操作行走或挖掘操作模式, 点击启动励磁按钮, 电机的鼓风机自动启动, 手动开启液压闸瓦或气动闸瓦, 吊斗铲即进入运行模式, 通过左右两手柄来控制提升、回拉和旋转或行走。
停止:系统设置了手动及自动停机功能。手动停机设置了正常停机、紧急停机和停励磁3个按钮。自动停机分为延迟停机和紧急停机两种模式, 两种模式下又细分成为系统、提升、回拉、旋转、行走5种延迟和紧急停机模式, 各种模式下执行其相应的保护措施。
4 人机交互界面
吊斗铲内设置四台人机界面:操作界面、计量界面、WINCC界面和SIBAS界面。其中操作界面和计量界面设置在操作室内, 供吊斗铲的操作人员使用, WINCC界面和SIBAS界面设置在控制室内, 供维护人员使用。四台人机界面通过工业以太网通讯完成与SIBAS和PLC控制器的数据交换。
4.1操作界面
操作界面采用了西门子的OP触摸面板, 放置在司机操作台的左侧, 用于提升和回拉钢丝绳长度校核和显示操作模式、运行基本状态及重要故障报警, 吊斗铲操作人员可以方便地通过该界面完成对提升和回拉钢丝绳的长度校核、掌握系统的运行状态信息和查询系统的故障。
4.2 计量界面
计量系统对日常生产的统计至关重要, 是掌握每日挖掘量及对操作人员工作考核的重要依据。其由PLC和计量软件共同完成, 计量界面, 由VB软件开发, 运行在操作台左侧的触摸式工控机上, PLC负责实时监控吊斗铲运行信息, 监测工作周期、单斗挖掘量等, 通过工业以太网将这些数据传送给计量系统, 由计量系统统计总产量及各种需要的相关产量信息, 并可按操作人员、班次或时间段生成相应的产量报表。
吊斗铲不同于电铲, 其铲斗为柔性连接, 由提升、回拉的钢丝绳牵引而工作, 这为其工作的计量带来了困难, 为实现准确地计量和工作周期状态监测, 引入了提升/回拉钢丝绳长度、提升/回拉力矩、旋转速度来综合判断工作周期状态, 并由提升力矩计算出装载量。实践证明, 计量系统在正常挖掘模式下误差率为+/-4%。
4.3 WINCC界面
WINCC界面运行在控制室内的一台工控机上, 该工控机并装有PLC控制软件, 使用和维护人员可通过WINCC界面查看设备具体信息和故障, 专业工程师可通过PLC控制软件对PLC软件进行调试与修改。
WINCC界面是整个系统的最主要的人机交互界面, 集成了吊斗铲的所有运行信息和过程控制逻辑, 包括了吊斗铲各组成部分的电压、电流、温度、位置等相关参数及控制、传感元件的运行状态, 图3也是WINCC界面中的控制系统图, 点击相应的站图标即可查看该站所采集的所有信号信息。
4.4 SIBAS界面
SIBAS界面运行在控制室内的另一台工控机上, 供SIBAS操作及状态查询用, 通过SIBAS Monitor软件可修改SIBAS参数和对SIBAS进行实时状态和历史故障查询。
5 故障诊断系统
吊斗铲结构复杂, 涵盖了机械、液压、电气、传感, 自动控制等诸多领域, 各子系统数十个, 其控制电气接线图就达上千张, 这些子系统又相互联系、相互依赖, 这就使得设备故障诊断难度增大。此外吊斗铲进行的是在野外长时间不间断地作业, 任务比较繁重, 现场工作环境恶劣、多变, 使得在运行过程中未知的故障不可避免发生, 出现故障时能否快速诊断故障并找出真正故障源, 对于煤矿来说是至关重要的。如何帮助生产一线的工人和技术人员快速准确地查找出故障源是故障诊断系统的重要使命。吊斗铲设计了一个功能强大的故障诊断系统, 帮助维护人员排查故障。
5.1 控制逻辑诊断
在WINCC界面中设计了一逻辑控制显示界面, 将PLC中的所有重要控制逻辑都以框图的形式显示在该界面上, 如电机控制, 将其温度等控制允许条件以一个个框图形式并联或串联到电机运行框图上, 当一个条件不满足时, 红色显示, 满足时绿色显示, 如电机控制发生故障, 其维护人员可以十分清晰得从该电机的控制逻辑界面上看出问题出在哪个环节。
5.2 故障查询及分析
WINCC界面设计了一个故障查询界面, 可显示当前实时故障, 并可对历史故障进行查询, 每个故障都进行分门别类地编号, 可以根据不同时间、不同类型、不同系统 (如电机、冷却系统等) 对故障进行分类查询及报表, 这样更易于掌握设备运行故障情况。
此外, 在WINCC界面还设计了一个故障分析界面, 在界面中双击故障代码, 就会显示出引起该故障的所有可能性。
5.3 PDA信号高速采集系统
有时故障发生只是瞬间, 当技术人员前去查找故障原因的时, 故障已经完全消除, 信号一切正常, 或者是一个故障的出现会衍生出许多其他故障, 这些情况都会让维护者无从入手, 逐一排查费时费力也很难找出真正的故障源。
为解决此问题, 设计了一套高速信号采集系统, 选用了微秒级采集速度的IBA PDA信号采集模块, 安装在两个工控机的柜体内, 信号插口镶在柜体门表面上, 结合WINCC界面上的信号采集选择界面, 对所有的吊斗铲电气信号连续高速、不间断地采集, 为查找到真正的故障源提供依据。
5.4 远程故障诊断系统
虽然设计了一个较为完善的故障诊断系统, 但当较严重和复杂的故障出现或是现场技术人员无法解决时, 为解决故障, 就需要得到相关专家的帮助, 电话沟通往往描述不清真正故障, 将相关专家迅速地请到现场也是不太现实的, 远程故障诊断系统正为解决此问题而设计, 克服了地域和时间的限制。
吊斗铲内的工业以太网通过安置在吊斗铲顶部的无线发射、接收器挂接在露天矿的局域网上。局域网内访问, 可通过PCanywhere软件直接对吊斗铲内工业以太网任一站点进行访问;局域网外访问, 则通过思科VPN登录软件, 互联网连接到露天矿的局部网内, 然后就可以通过PCanywhere软件对吊斗铲内工业以太网任一站点进行访问, 从而实现基于互联网的远程故障诊断。
结语
2008年底神华准能公司正式验收接收该吊斗铲, 吊斗铲满负荷24小时不间断运行已五年有余, 实践证明, 在效率与节能方面大大超越了传统的电铲加卡车的挖掘模式, 与电铲-卡车工艺相比:降低了剥采比, 以电耗代替了油耗, 减少了运输费用, 极大地降低了生产成本, 单台吊斗铲的剥离工作量与传统工艺下的4台395BI型电铲配合34台154T卡车的剥离工作量相当;由于吊斗铲倒堆工艺的工作帮坡角变陡, 煤台阶和岩石台阶需要并段形成的缓采量与沿二条区的扩采量相抵, 其基建工程量基本为零;劳动效率高, 各项指标均优于电铲-卡车工艺方案。
此外, 由于采用无齿轮传动、AFE整流及基于SIBAS和PLC的电控系统等领先技术, 极大地降低了其维护和使用费用, 年节约成本1.9亿元以上, 劳动生产率增加38.12吨/工, 年实际生产原煤超过2000万吨, 每年因增产给企业带来的经济效益约在2亿元以上。其成功应用对中国乃至世界露天采矿技术的发展, 具有重要的现实意义和理论价值。
参考文献
[1]西门子公司吊斗铲内部设计资料.
[2]李新彪.AFE原理及其在8750—65吊斗铲的应用[J].黑龙江科技信息, 2010 (33) :56.
[3]宋杰, 史志远, 李白羽.无齿轮传动吊斗铲的电控系统概述[J].矿山机械, 2010 (13) :35-37.
无记号正时齿轮室的安装 篇2
关键词：正时齿轮室,无记号,如何安装
正时齿轮室无记号或记号不清时, 可根据该机型的配气相位和供油提前角来安装各齿轮, 具体步骤如下。
1、转动曲轴, 使第一缸活塞处于排气上止点位置。
2、根据该机型的配气相位, 找出进气门提前打开的角度。反转曲轴, 把曲轴转到第一缸进气门开始打开的位置, 此时飞轮上的“进气门开”刻线应与固定刻线对齐, 若飞轮上刻线不清楚或无刻线时, 可用公式Lθ=算出θ度角对应的弧长Lθ, 在飞轮上做出刻线 (式中Lθ, θ度角对应的飞轮弧长;L, 飞轮周长;D, 飞轮直径;θ, 相位角或供油提前角) , 或根据飞轮齿圈齿数计算出θ度角对应的飞轮齿数Zθ=在飞轮上做刻线 (式中Zθ, θ度角对应的飞轮齿数;Z, 飞轮齿圈总齿数;θ, 相位角或供油提前角) 。
3、按照凸轮轴工作时的转动方向, 一手转动凸轮轴, 另一手不停地轻捻气门推杆, 当推杆由转动自如到刚刚不能转动的瞬间, 立即停止。
4、装上正时齿轮室中间齿轮, 转动曲轴, 复查进气门提前打开的角度是否正确。
5、装喷油泵正时齿轮, 将曲轴转到第一缸供油提前角位置, 在油泵第一分泵上装上定时管, 并转动喷油泵凸轮轴, 到第一缸刚刚开始供油位置, 然后装上中间齿轮, 并复查供油提前角。
6、装平衡轴齿轮, 单缸柴油机平衡轴转速与曲轴转速相同, 将曲轴转到活塞处于上止点位置, 平衡轴偏心重块转到最后方, 装上中间齿轮。
煤矿机械无轴承行星传动结构设计 篇3
随着煤机设备朝大功率、大规格和大扭矩方向发展, 产品可靠性和寿命的要求也越来越高, 而受井下空间尺寸的限制, 齿轮传动要求的功率体积比越来越大。行星轮传动装置采用多个行星轮同时传递载荷, 实现功率分流, 具有传动比大、体积小、重量轻、效率高、振动小、噪音低的优点, 得到越来越普遍的应用[1]。
1 使用现状
传统的行星传动装置一般采用双轴承支撑行星轴, 轴承或置于行星轮内, 见图1, 或置于行星架中, 见图2, 轴承不可避免地要占用有限空间内的径向尺寸, 在有限空间内布置轴承就需要减小减小行星轴直径或行星轮、行星架外壁壁厚, 在具体设计计算中, 在一定空间尺寸限制下, 很难同时满足行星轮或行星架、行星轴强度及轴承寿命要求[2]。
目前, 国内为提高行星传动系统功率体积比, 设计中往往采用去内圈或外圈的滚动轴承及行星轴充当内圈、行星轮内孔充当外圈的滚珠轴承方式, 见图3;在空间尺寸紧张、转速较低的情况下, 采用薄壁滑动轴承的结构, 见图4。但在功率、体积矛盾日益突出的情况下, 行星轴的径向尺寸加大10 mm, 甚至是5mm对强度的影响也不可忽视:比如一根直径50 mm的轴, 其抗弯截面模量是直径45 mm轴的1.37倍, 那么在弯矩相同的情况下, 其应力值仅为直径45 mm轴的72%左右。因此, 采用无轴承行星传动结构, 可在有限空间内合理分配行星轴、行星轮、行星架的空间尺寸, 均衡各零件强度, 提高行星传动的整体可靠性[3]。
2 无轴承行星传动结构
无轴承行星传动结构, 见图5, 行星轴与行星架固定, 无轴承支撑, 行星轮与行星轴相对旋转, 行星轴兼具轴承的功能。该结构充分利用有限空间, 提高行星传动功率体积比。国外先进煤机制造商已有使用该技术的相关的产品问世, 并在实际生产中得到了很好地应用, 中国目前尚未发现有使用无轴承行星传动结构的国产矿用齿轮箱, 该项目的研究在国内尚属空白。
无轴承行星传动的关键在于合理分配行星轴、行星轮、行星架的空间尺寸, 均衡各零件强度, 提高行星传动的整体可靠性。设计过程中, 首先利用经典力学理论计算齿轮寿命和强度、行星轴强度, 并调整行星轴直径, 保证二者均满足设计要求, 然后利用有限元软件进一步分析行星轮、行星轴和行星架, 优化结构, 使行星架强度与行星轮、行星轴强度均衡, 提高行星组件体积功率比。
无轴承行星传动行星轮与行星轴、行星轴与行星架之间的配合关系也是关键环节。行星架的孔的加工难度高于行星轮的孔的加工难度, 正常情况下, 行星轴与行星架配合按基孔制, 行星轴与行星轮配合按基轴制。行星轴与行星架固定, 安装定位键, 防止行星轴与行星架发生相对旋转, 这样行星轴与行星架可选较松的配合, 便于装配, 只需满足定心要求即可。行星轮与行星轴相对旋转, 应选择间隙配合, 但间隙太大, 影响齿轮啮合及均载效果;间隙太小, 行星轮与行星轴之间无法形成油膜, 行星轴磨损严重, 影响行星轴使用寿命。另外, 无轴承行星传动的原理上是一种滑动摩擦, 工作部件温度较高, 必须考虑行星轴的热膨胀量对配合间隙的影响。在设计时, 行星轮孔的公差要加入热膨胀量, 热膨胀量的值可按下式计算[4,5]:
式 (1) 中, σ为行星轴的热膨胀量, mm;d为行星轴的直径, mm;t为环境温度, ℃;α为材料热膨胀系数。
行星轮与行星轴配合关系影响润滑油膜形成质量, 初步确定后必须按润滑方式研究部分进行详细校核, 合理调整。
3 结语
煤矿井下条件恶劣, 巷道底板不平整, 经常有较多煤泥水, 承载能力相对较低, 因此, 行走齿轮箱必须提供充足的动力, 保证整机可靠运行。在井下工业性试验期间, 项目组对应用无轴承行星传动结构行走齿轮箱进行功率、振动等方面数据的采集, 并分析实时采集的数据, 结果显示无轴承行星传动装置动力输出稳定。
摘要：齿轮传动设计在煤矿机械设计中占有非常重要的地位, 为了找到一种简便实用的行星齿轮传动轴承设计方式, 从煤矿机械井下实际应用工况出发, 阐述一种煤矿机械无轴承行星传动结构设计, 以期为相关工作提供帮助。
关键词：煤矿,机械,无轴承,设计
参考文献
[1]高学径, 马文瑾.紧凑结构NGW型行星减速器的设计[J].凿岩机械气动工具, 2007 (4) :10-14.
[2]祝海林, 毛莹, 祝兵寿, 等.工程机械行星减速器最小体积优化设计[J].工程机械, 2009 (11) :43-47.
[3]胡冬良.动压滑动轴承润滑状态与磨损分析[J].机械工程师, 2010 (9) :39-41.
[4]杨丽颖, 李长春, 王守仁, 等.固体自润滑轴承的设计与应用[J].轴承, 2004 (3) :9-10.
无齿轮传动 篇4
紧急操作装置是电梯紧急救援系统的核心, 也是其主要组成部分。紧急操作装置设置是否合理, 对电梯发生停电或其他故障停梯后, 能否安全快捷地救援乘客, 有至关重要的作用。有机房无齿轮曳引驱动电梯 (以下简称电梯) 紧急操作装置主要有: (1) 手动松闸+盘车装置; (2) 手动松闸+紧急电动运行; (3) 手动松闸+盘车装置+紧急电动运行等几种方式。然而, 很多企业逐渐把电梯紧急操作装置用“手动松闸+紧急电动运行”取代“手动松闸+盘车装置”, 救援方式“手动松闸+盘车装置”所占电梯总数的比例逐年下降。看似是这样的改变是希望通过紧急电动运行达到高效救援的目的, 但是, 在发生停电或伴随其他故障停梯时, 由于紧急电动运行装置存在不少救援盲区, 增加了救援的难度, 降低了救援效率。对此, 本文根据国家标准和实际情况加以分析。
2 有机房无齿轮曳引驱动电梯设置盘车装置必要性分析
盘车装置是基础救援方式, 它受外界制约因素少, 在很多时候都可以做到有效救援。例如:停电时 (多数电梯无备用电源, 紧急电动装置不起作用) , 无盘车装置的电梯发生以下情况中的一种, 仅通过手动松闸将无法移动轿厢进行救援。 (1) 当轿厢侧重量和对重侧重量相当时; (2) 当轿厢侧重量小于对重侧时, 顶部空间较大 (如2米以上) , 发生对重蹲底; (3) 当轿厢侧重量大于对重侧时, 底部空间较大 (如2米以上) , 发生轿厢蹲底。上述情况电梯如果设置了盘车装置, 问题就迎刃而解。很显然, 盘车装置能够发挥基础救援的作用, 所以盘车装置的设置是必要的。
3 有机房无齿轮曳引驱动电梯设置盘车装置可行性分析
根据GB7588[1]第12.5紧急操作规定:“12.5.1如果向上移动装有额定载重量的轿厢所需的操作力不大于400N, 电梯驱动主机应装设手动紧急操作装置, 以便借用平滑且无辐条的盘车手轮能将轿厢移动到一个层站。12.5.1.1对于可拆卸的盘车手轮, 应放置在机房内容易接近的地方。对于同一机房内有多台电梯的情况, 如盘车手轮有可能与相配的电梯驱动主机搞混时, 应在手轮上做适当标记。一个符合14.1.2规定的电气安全装置最迟应在盘车手轮装上电梯驱动主机时动作。12.5.1.2在机房内应易于检查轿厢是否在开锁区。例如, 这种检查可借助于曳引绳或限速器绳上的标记。12.5.2如果12.5.1规定的力大于400N, 机房内应设置一个符合14.2.1.4规定的紧急电动运行的电气操作装置。”
那么, 对于向上移动装有额定载重量的轿厢所需的盘车操作力大于400N的电梯, 是不是就真的无法设置盘车手轮了, 很显然, 这是不成立的。对于无齿轮曳引机而言, 传动比为1, 通过直接与曳引轮轴相连接的盘车, 盘车力基本都满足不了不大于400N的要求。但是, 盘车力的大小是可以通过改变盘车装置设置方式而改变的。设乘客电梯:额定载重量Q=1600kg, 曳引钢丝绳的倍率r=2, 平衡系数k=0.5, 曳引轮节径D1=400mm, 盘车轮直径D2=300mm, 传动比I=1, 曳引传动总机械效率η=0.85, 重力加速度gn。
根据盘车力计算公式F= (1-k) QD1gn/2rIηD2[2]= (1-0.5) ×1600×400×9.8/2×2×1×0.85×300=3074.5 (N) 远大于400N的要求, 无法设置盘车装置。
对于无齿轮曳引驱动电梯, 可通过增加传动机构, 增加传动比Ip=10, 则盘车操作力
Fp= (1-k) QD1gn/2rIIpηD2= (1-0.5) ×1600×400×9.8/2×2×1×10×0.85×300=307.5 (N) <400 N, 可以设置盘车装置。
很显然, 我们可以通过改进盘车装置达到省力的目的。如图1、图2就是一种常见的无齿轮曳引驱动电梯的盘车装置设置方式, 可见盘车装置的设置是可行的。
4 结语
通过上述分析可以看出, 有机房无齿轮曳引驱动电梯设置盘车装置是必要的和可行的。建议企业在设计有机房无齿轮曳引驱动电梯紧急操作装置时保留盘车装置的设置, 以达基础救援的目的。电梯的紧急操作装置看似是电梯上的一个简单附件, 但它却是电梯设备以人为本的重要体现, 应引起电梯设计制造、安装维修、使用及检验检测单位的高度重视, 以保证电梯停电或发生故障救援乘客时发挥重要作用。
摘要：指出未设置盘车装置的有机房无齿轮曳引驱动电梯救援时往往不能做到及时有效的现状, 文中通过对设置盘车装置的必要性和可行性分析。建议企业保留盘车装置的设置, 给电梯救援增加一道保护屏障。
关键词：电梯,盘车装置,基础救援
参考文献
[1]GB7588-2003电梯制造与安装安全规范.
无齿轮传动 篇5
1 水冷传动齿轮箱基本结构及工作原理
北营公司使用的水冷传动齿轮箱由上部旋转装置、倾动装置及齿轮箱本体等几部分组成。齿轮箱中心为下料喉管, 底部为布料溜槽支撑部分。上部旋转装置、倾动装置分别控制着布料溜槽的旋转与倾动, 齿轮箱内部为行星齿轮机构, 可使布料溜槽单独产生旋转与倾动, 也可以同时产生旋转及倾动。从而达到点式布料、环形布料、扇形布料和螺旋布料等方式。齿轮箱内部采用循环水冷方式, 降低齿轮箱内部温度。并且采用氮气密封方式防止炉缸内粉尘进入齿轮箱内部, 故又称为水冷氮封型传动齿轮箱。润滑方式为集中干油定点式润滑。
2 典型故障分析
2.1 连接螺栓断裂
齿轮箱旋转体中部由多个高强螺栓联接, 若螺栓强度达不到使用要求、安装时螺栓相互间的预紧力不均等均有可能造成部分或全部螺栓松动或因受力超过其极限值而发生疲劳断裂, 使得整个旋转体向一边偏斜, 造成旋转体刮水板和密封板及下水槽, 使电机负载增大, 电流过大。
2.2 齿轮箱内润滑油过多
润滑油过多会造成水冷管堵塞。齿轮箱上分布有多个注油点, 对齿轮箱各部位注油润滑。长时间后会产生大量积油, 由于齿轮箱内部充满氮气, 一旦氮气压力过大, 部分油脂就会进入冷却板和水冷管内, 使得水冷管堵塞, 水量小, 冷却板达不到导热功能, 导致齿轮箱温度升高、电机电流增大。
2.3 齿轮箱底部耐火材料脱落
齿轮箱底部喷有防高温耐火材料, 来降低齿轮箱内部温度。由于长期受炉缸内高温烘烤, 耐材逐渐脱落, 齿轮箱底部长期直接接触炉内高温, 导致齿轮箱温度升高。
2.4 齿轮箱氮气密封故障
齿轮箱氮气主要作用为压制炉内粉尘, 保证齿轮箱内部清洁。所以齿轮箱内氮气压力一定要高于炉内压力, 否则将失去氮封效果。大量粉尘进入齿轮箱内部后, 会使得齿轮啮合表面存有杂质, 运行困难, 导致电机电流增大。
2.5 齿轮啮合故障
齿轮箱内分别有旋转齿轮和倾动齿轮两部分。一旦炉内温度过高导致齿轮箱温度升高时, 齿轮受热会产生一定的膨胀变形, 导致大小齿轮啮合过程中间隙变小, 运转时受力不均, 相互挤压, 导致电机电流增大。
2.6 水冷系统故障
齿轮箱设有专门水冷供水循环系统, 利用水温带走齿轮箱内部温度, 使齿轮箱温度达到正常, 一旦水冷系统出现供水问题、水温偏高, 齿轮箱温度不能正常冷却, 导致温度升高。
3 高炉传动齿轮箱维护管理要点
(1) 熟练掌握齿轮箱工作原理与运行条件, 设专业点检员日常维护。
(2) 齿轮箱布有三处测温点, 分别检测不同区域的温度变化。定时观察齿轮箱的温度变化, 适当调节齿轮箱的冷却水流量和氮气量。比例适中, 防止氮气量过大导致冷却水溢出水槽流向炉内。
(3) 注意观察齿轮箱内氮气压力数值, 正常生产情况下齿轮箱氮气压力要稍高于炉内压力, 防止灰尘进入齿轮箱内。但由于氮气存在输送波动差值, 流量不稳会导致氮气压力小于炉内压力, 这时就要调整氮气压力。最好选用单独氮气管道为齿轮箱输送氮气, 防止氮气压力频繁波动。氮气温度要远低于齿轮箱内温度, 也会对齿轮箱产生冷却作用。
(4) 加强齿轮箱润滑管理。定期更换上部齿轮箱的稀油润滑脂并检查上部稀油润滑泵的工作状态。检查下部齿轮箱内上回转轴承与下回转轴承的润滑情况。检查集中润滑分配器是否正常供油, 发现损坏及时处理更换, 保证齿轮箱各部润滑。东北地区一年四季温差较大, 在用油时要视温度变化来选择油品及油号, 并且防止杂质进入油脂内。定期对齿轮箱内部积油进行全面清理。
(5) 定期对齿轮箱底部耐火材料进行检查, 发现有脱落现象, 要及时喷补修复, 避免齿轮箱底部直接受到炉内高温烘烤。
(6) 利用计划检修、年修期间对齿轮箱内部大小齿轮、布料溜槽的磨损情况进行详细检查, 对内部双向润滑油泵供油情况检查并补油。对水冷板, 水冷管等密封情况进行检查。
(7) 加强备件管理。对备件的使用周期做好详细计划。达到使用周期的部位要立即更换。
(8) 加强水冷站的供水管理。水冷系统是否正常直接影响齿轮箱温度变化。根据齿轮箱温度变化调整水流量和氮气量变化。定期对水管道进行清洗, 防止油污凝结在管壁上导致水流量减小。
(9) 加强与岗位人员沟通联系。值班室电脑检测系统时刻检测着炉顶设备及齿轮箱的运行状态, 一旦发生故障可以有效帮助维护人员准确判断故障原因, 缩短维修时间。
4 结束语