摩擦限矩器在刮板输送机中应用.pdf

2 0 1 6年第 5期 童 穗最 舛枝 1 0 l 摩擦限矩器在刮板输送机中应用 郭振 寅 汾西矿业集 团设备修造厂 ，山西 介休 0 3 2 0 0 0 摘要 本文阐述 了 摩擦限距器的结构和工作原理 ，对打滑扭矩给出了计算公式；简要分析了刮板机的过载机理，列出摩 擦 限距 器在 S GZ 8 0 0 ／ 8 0 0刮板 机传 动装置 中的具体应用。 关键词 摩擦 限距 器 打滑扭矩 过载保 护 中图分类号T D5 2 8 ． 3 文献标识码B d o i 1 0 ． 3 9 6 9 ／ j ． i s s n ． 1 0 0 5 2 8 0 1 ． 2 0 1 6 ． 0 5 ． 0 4 4 Appl i c a t i o n o f f r i c t i o n t or que l i m i t e r i n Sc r a pe r Co nv e y or Gu o Zh e n - y i n F e n x i Mi n i n g G r o u p e q u i p m e n t f a c t o r y , S h a n x i J i e x i u 0 3 2 0 0 0 Ab s t r a c t I n t h i s p a p e r , t h e s t r u c t u r e a n d wo r k i n g p r i n c i p l e o f t h e fri c t i o n l i mi t wa s i n t r o d u c e d ， t h e c a l c u l a t i o n f o r mu l a o f t h e s l i p p i n g t o r q u e wa s d e t e r m i n e d ， t h e o v e r l o a d m e c h a n i s m o f s c r a p e r c o n v e y o r wa s b r i e fl y a n a l y z e d ， l i s t e d t h e c o n c r e t e a p p l i c a t i o n o f t h e fri c t i o n l i m i t i n t h e S GZ8 0 0 ／ 8 0 0 s c r a p e r m a c h i n e t r a n s mi s s i o n d e v i c e ． Ke y wo r d s f r i c t i o n t o r q u e l i mi t e r s l i p t o r q u e o v e r l o a d p r o t e c t i o n 摩擦限矩器是电机和减速器之间的一种过载保 护装置 ，可以应用在煤矿井下刮板输送机中。而 目 前井下刮板输送机普遍采用闸盘联接套 、弹性块、 电机联轴盘的硬联接传动方式 ，此种方式没有过载 保护功能。在煤矿井下工作环境中，刮板机易发生 卡死 、电机过载的情况，若多次出现过载情况，易 损坏链条和传动装置 ，影响井下正常工作。摩擦限 矩器可以有效保护过载造成的损害，保护整个传动 系统 。 1 摩擦限距器的结构 摩擦限距器 由轴套 、底座、厚隔板、薄隔板 、 滑动轴承 、油封、厚摩擦片、薄摩擦片、压盘、弹 簧组件等构成 ；其 中底座 、厚隔板、薄隔板间分布 着三个薄摩擦片和一个厚摩擦片， 形成八个摩擦面， 用于传递扭矩。轴套组件与输出端连接，弹簧组件 提供预定正压力，在正压力的作用下产生预定的摩 擦力。依靠摩擦力实现工作力矩的传递 ，若工作力 矩大于预定的摩擦力时 ，摩擦面产生相对滑动。短 时隔离超出预定载荷的作用 ，起到过载保护功能。 与之配套的限距器联接件，由电机联轴盘 、弹 收稿 日期2 0 1 6 0 3 0 9 作者简 介郭振 寅 1 9 8 6 一 ，男，山西介休人 ，2 0 1 3年 毕业 于 河北工业 大学，硕士研 究生，现在汾 西矿业 集团设备修造厂煤机 装备研 究所工作 。 性块 、联接盘、定位盘、压盖等构成，与电机输入 端相连接。电机动力通过限距器联接件传到摩擦限 距器，再由摩擦片传人减速器输入轴。整体结构如 图 1 所示 。 图 1 摩擦限距器及联接件示意 图 2 工 作原 理 摩擦限矩器是通过打滑来实现过载保护。 2 ． 1 工作原理 正常载荷下，限距离合器不打滑，类似以刚性 联轴器，不发热 ，没有功率损失。当负载扭矩突然 1 0 2 童 堪晨 纠枝 2 0 l6 年 第 5 期 增大并大于打滑扭矩时，摩擦片开始打滑，输出扭 矩保持为打滑扭矩。隔离因瞬时过载出现的短时尖 峰载荷 ，越过过载瞬间。当负载恢复正常后 ，摩擦 限距器恢复正常工作。当出现长时间的过载情况 ， 电机会在短时间内停止运行 ，此时是电气过载保护 起到切断电源的作用。工作曲线图如图 2 所示。 图 2 摩擦 限距器工作原理 曲线 2 ． 2 打滑扭矩的计算 根据 S G Z 8 0 0 ／ 8 0 0机头机尾传动装置的传递功 率 4 0 0 k W 为例进行计算设计， 额定转矩 D m9 5 4 9“--2 5 8 0 式 中 P 一传递功率 ，4 0 0 k W； n 一电机转速 ，1 4 8 0 ff mi n 。 电机颠覆力矩 M d k Me 6 4 5 2 式 中 电机过载能力系数，取 k 2 ． 5 。 打滑转矩 Ms mM d 8 38 7Nm 式 中 m一打滑储备系数，取 1 ． 3 。 2 ． 3 材料特性 摩擦限距器是通过打滑起过载保护作用 ，所以 衬面材料的耐磨性为其主要特征。摩擦片打滑瞬间 会产生巨大的热量 ，很容易使材料摩擦特性发生变 化，其摩擦 系数的一致性和稳定性很难保证。因此 摩擦材料必须做到不易变形。煤矿井下设备必须满 足防爆要求，金属摩擦很容易产生火花，所以选择 摩擦材料时切忌使用易产生火花的。摩擦片一般选 用铜基、纸基等材料 ，其有效成分为 C u 、S n 、 F e 、P e 、S i O2 、C等，摩擦系数为 0 ． 2 5 ～ 0 ． 3 u m。 3 过载机理 刮板链在链道中的卡阻所引起的过载是刮板输 送机最主要的过载形式，上链道卡阻可导致机头电 动机的停机 ，下链道的卡阻可导致机尾电动机的停 机。根据动量定律 I n W Ms k Me t M 1 ro W k M t 可知 电动机转 子的 冲击力矩 的大小取 决于转子 转速下降的时间，而下降时间取决于卡阻点至机头 尾链轮的链长。链长越短 ，下降时间越短，冲击力 矩越大。若卡阻点在机头或机尾，将会产生无限大 的冲击力矩。 使用摩擦限矩器断开了具有破坏作用的冲击载 荷 ，越过了卡阻，避免压刮板输送机 ，保护了刮板 链以及传动系统。 4 摩擦限矩器在 S G Z 8 0 0 ／ 8 0 0刮板输送机中应用 方案 根据 S G Z 8 0 0 ／ 8 0 0 传动装置技术要求，配置设备。 1 电机 型号 Y B S D - 4 0 0 抚顺 电压 1 1 4 0 V 2 行 星减速器 型号 J S ． 4 0 0 I V A 山西维达 ；速 比 1 3 7 ． 8 5 3限 距 器 选 型 摩 擦 限 距 器 型 号 6 X J F X 一 4 0 0 k W ，性能参数 电机 输入 功率 4 0 0 k W 电机输入转 速 1 4 8 0 r p m 限矩器设定打滑扭矩 8 3 8 7 N． 1T I 工作温度范围． 2 5 ～ 5 0 ℃ 4与摩擦限矩器配套 的 5 2 5型限矩器联轴 器性能参数 电机输入功率 4 0 0 k W 额定转速 1 4 8 0 r p m 极 限转速 2 5 0 0 r p m 公称转矩 6 3 0 0 N． 1 “1 3 工作温度． 2 5 ～ 8 0 c C 传动装置总图见图 3 。 词 苣 妄 【 [ 女～ 绲 勰 _【 L 0 0 图 3 传动装置总图 下转第 1 0 5页 2 0 1 6年第 5期 童 堪茬 舛枝 l 0 5 cm ‘ 8 ‘ t 式中 一 故障模式的危害大小； 故障影响概率； 1 一故障发生概率； ， _故障模式在整个系统中的运行时问。 根据上式计算采煤机调高液压系统的危害程度， 具体结果如表 3 所示。 表 3 F ME C A结果汇总表 故 障模式 故障概率 严酷度 故障影响率 运 行时间 危害度 故障影响 高压安全 阀故 障 0 ． 0 5 8 I I O ． 8 l 0 O 4 ． 6 4 滚筒升降慢 手动开关 阀故 障 0 ． 0 3 5 I 1 0 ． 8 l O 0 2 ． 8 滚筒升降慢 液压锁控制 部分故 障 0 ． 0 0 5 1 0 ． 8 2 0 0 0 _ 8 滚筒升降慢 ，可能 自动下降 冷却器损坏 0 ． 0 0 9 1 0 - 8 2 0 0 1 ． 4 4 摇臂不升降、升降慢、系统过热 主管路 断开 0 ． 0 0 3 1 0 _ 8 3 3 0 ． 0 7 9 滚筒不升降 油位过低或无油 0 ．0 0 2 1 0 _ 8 2 0 0 O - 3 2 摇臂不升 降、升 降慢 、系统过热 过滤器损坏 0 ．0 0 3 1 0 ． 6 2 0 0 O - 3 6 滚筒升 降慢 ，不升 降 系统严重漏损或吸空 O ．0 1 5 1 0 ． 6 l 0 O 0 ． 9 液压系统过热 、噪音增 大 、升降速度慢 油缸 内漏液 损坏 0 ．0 0 3 1 0 ． 7 3 3 0 ． 0 6 9 滚筒升 降慢 ，可能 自动下 降 3 ． 2 结 果分析 从表 3可知，在几类主要的故障模式中，高压 安全阀故障、手动开关阀故障和冷却器损坏故障时 危害度高，也就是容易造成调高液压系统故障的主 要致因。在生产实践中，要加以注意。 3 ． 3 针 对性措 施 1 若 出现调高泵损坏或压力不足的问题 ， 则应采取更换调高泵的措施 ，若存在泄漏点，则应 确定泄漏点的位置，并及时抢修。 2 若液压锁阀芯存在堵塞问题，或由于堵 塞而发生卡死现象，则应采取更换液压锁阀芯的措 施，保证液压锁阀芯的正常工作。 3 若油缸在工作过程中存在窜液问题，则 应采取更换密封或 活塞 的措施 。 4 调高系统有很多油管组成，因此，系统会 有很多接头， 若接头存在松动问题， 亦或油管损坏， 则应对松动接头进行拧紧，对损坏油管进行更换。 5导致供油 中断的主要原因就是过滤器存 在堵塞问题 ，为保证正常供油，应采取清洗过滤器 的措施。若油池中的油量过少，不能满足系统正常 的工作要求 ，则及时注油，注油时应注意的问题是 ， 要保证是同一品牌以及油的质和量。 【 参考文献 】 [ 1 ] 王立环 ． 电牵引采煤机液压系统常见故障分析 【 J ] _ 煤炭技 术 ， 2 0 0 8 ， 2 7 0 58 - 9 [ 2] 王宝军 ． 故障树分析在采煤机调高液压系统中的 应用 f J 1 ． 煤矿机械 ， 2 0 0 8 ， 2 9 0 61 7 7 ． 1 7 9 『 3] 胡鹏 ． 双滚筒采煤机液压调高系统的常见故障及 分析 [ J ] ． 机械 工程与 自动化 ， 2 0 1 3 ， 0 31 9 1 1 9 2 [ 4] 葛红兵 ， 程刚 ， 成钰龙 ． 电牵引采煤机调 高液压系 统的 F ME C A研 究 [ J ] ． 液压与气动 ， 2 0 1 2 ， 0 8 1 23 ． 1 2 4 上接 第 1 0 2页 5 结语 在煤矿井下工作环境中，刮板机易发生卡死、 电机过载的情况，在刚性的机械传动系统中，若多 次出现过载情况，易损坏链条和传动装置，影响井 下正常工作 ，延误生产。而电气的过载系统需要延 时一段时间之后才能起到保护作用 ，一般的机械过 载保护系统虽能及时保护，但是维护与使用相对复 杂。摩擦限矩器可以很好地弥补上诉不足，起到良 好的保护作用。限矩器通过打滑起过载保护作用， 若出现瞬时过载情况 ，电机仍可正常工作，越过过 载瞬间，不需对其进行维护 ，不影响生产，提高生 产效率。 【 参考文献 】 [ 1 ] 曹俊锁，等 摩擦限矩 离合器传动保护研究 [ J ] ． 煤 矿机械，2 0 0 5 ， 21 6 ． 1 8 ． [ 2] 宋恩泽，摩擦 限矩联轴器过载保护装置 [ J ] ． 科技 创新导报 ， 2 0 1 3 ， 61 1 - 1 3 ．