磁滞式联轴器在电缆卷筒装置中的应用.pdf

总第2 0 8期 2020年第8期 机械管理开发 MECHANICAL MANAGEMENT AND DEVELOPMENT Total 208 No.8, 2020 实践与应用 D0110.16525/j . l4-1134/th.2020.08.079 磁滞式联轴器在电缆卷筒装置中的应用 闫 虹 大同煤矿集团有限责任公司同家梁矿， 山 西 大 同 037003 摘 要 阐述了卷筒联轴器的选型原则， 研究分析了磁滞式电缆卷筒联轴装置的具体改造方案和实际应用。通 过改造， 电缆卷筒由链式传动改变为磁滞式传动后， 联 轴 器 结 构 更 加 紧 凑 、 性 能 稳 定 、 体 积 小 ， 便于安装和调 试。该门式天车活动电缆卷筒装置的成功改造， 极大地提高了该天车的使用效率,提高了开机率。经过对不同 类别电缆卷筒联轴器的对比， 最终选取磁滞型联轴器改造该门式天车， 提高了卷筒工作中的稳定性和安全性。 关键词活 动 电 缆 磁 滞 型 联 轴 器 力 矩 中图分类号TH133.4 文献标识码A 文章编号 1003-773X 202008-0185-02 引言 表 1联轴器工作载荷系数 32/5T门式天车为链条传动式驱动方式，运转 过程中时有电缆卷筒停机与活动电缆断开等问题， 进而引发天车无法正常运转，并且设备由于停机或 电缆断开所需要的维修时间过长，导致井下物料无 法正常进行运输和提升。而且部分情况下电缆由于 外部防护绝缘层出现撕裂所导致导体外漏，存在漏 电安全隐患， 进而可能导致人员触电事故。 32/5T门式天车传动方式为硬联接传动方式， 该方式下导致电缆卷筒运转过程中一直处于恒拉力 状态， 卷筒上的电缆运转过程会沿单侧卷起， 而活动 电缆承受的拉应力增加，当超出局部薄弱点所能承 受的拉应力极限，就会出现表面撕裂和电缆的整体 断裂;而驱动链条长期过程后会出现受拉增加， 链条 过程易脱链或卡链， 进而出现卷筒停机。 1卷筒联轴器选型原则 1 联轴器选型过程中需要综合考虑其各项工作 参数， 如转矩、 转速、 离心力和缓震等， 对于电缆卷筒 联轴器， 需要对电缆截面积1〇240 mm2的线缆进行 收放，电缆在卷筒的缠绕长度不会长于l〇 〇 〇m,工 作时以低转速为主， 需要附加减速器进行调速[ 1 _ 3]。 2 联轴器工作过程中需要考虑其运行载荷类型， 即运转过程针对工作环境和承受载荷选取不同的工 作载荷系数。而常见的传动类联轴器的载荷类型分 为 4 类 ， 见 表 1。 3 联轴器应对传动精度与可靠性具有一定要求， 联轴器无论对大转矩还是小转矩都存在传动精度要 求 ，因为传动精度或安装尺寸与位置精度过低会加 大零配件的损耗和降低设备运转的稳定性。 收稿日期 2020-05-16 作者简介 闫虹（ 1992 ） ， 女 ， 毕业于中北大学信息商务学院 电气工程及其自动化专业， 助理工程师， 现从事煤矿机电运行 与管理工作。 载荷等级载荷状况载荷系数 1连续平稳运转1-1.5 2运转中存在中度冲击1.5 〜 2.5 3运转中存在重度冲击， 转向频繁2.5-2.75 4运转中存在特重型冲击， 转向频繁2.75 4电缆卷筒的工作环境位于矿井， 工作环境中 较为恶劣， 存在湿度、 温度、 水 、 腐蚀介质等问题， 尤 其是要注意水分和煤尘对设备的影响，加强传动系 统中的密封情况，避免水分和煤尘进人设备内部影 响设备的正常运转。 2磁滞式电缆卷筒联轴装置的改造应用 磁滞型电缆卷筒联轴装置利用感磁材料的时滞 性 ， 通过磁力将扭矩力进行传递， 具体原理为通过感 磁材料高速旋转， 临近永磁体磁化感磁材料， 磁化过 程中的时滞性导致感磁材料旋转过程中交替磁化， 两物体间形成磁化滑差，永磁材料受磁耦合作用从 而旋转， 完成力矩的传递， 联轴器内为感应盘与磁盘 两对称圆盘，由于该磁力滑差现象强度随两者间距 而改变其传递的扭矩大小。 该类联轴器结构简单、 传 动过程无连接、 力矩输出稳定， 对设备加工过程中的 构配件加工质量与可靠性具有一定的要求。磁滞型 联轴器使用过程中应避免转速过高从而过载，过载 打滑导致内部形成涡流现象释放大量热量，温度过 高会直接烧毁联轴器内部零件或减少其使用寿命。 根据活动电缆拖动需要， 32/5T门式天车的电缆 卷筒选取为磁滞式联轴器更换原有链式联轴器， 通 过充分分析与调研，最终选取封丘富轩起重配件厂 的CZJ-100-4型磁滞式电缆卷筒装置。该设备由置 1.5 kW电动机进行驱动， 包含缆卷盘、 圆锥减速箱、 卷筒集、 磁滞联轴器及电动机等部件组成。 卷筒配套 电机输出的动力由于转速较高，无法直接传递至卷 186. 机械管理开发 jxglklbjb 第3 5卷 盘 ，需要通过圆锥减速箱的转化降低转速和提高力 矩 ， 再带动卷盘缠绕或释放电缆。 该磁滞式卷筒伴随 移动设备运动方向进行电缆收放，驱动电机通过调 整转动始终保证电缆张紧缠绕在卷筒上，当电缆随 设备拖动前行时联轴器内部磁盘与感应盘由于磁场 发生变化所产生磁场力矩的磁滞现象，使电缆呈现 张紧状态;而当电缆需要回收时， 联轴器受到回收向 回旋转收回电缆；并且该型卷筒可以调节联轴器内 部磁盘和感应盘间距进行力矩和张紧力调整，改造 完成后的电缆卷筒如图1所示[ ]。 图 1改造后电缆卷筒联轴装置实物图 3改造应用效果 1电缆卷筒由链式传动改变为磁滞式传动后， 联轴器结构更加紧凑、 性能稳定、 体积小， 便于安装 和调试。 驱动动力传递无需直接接触， 利用磁滞现象 进行力矩传动，卷筒根据移动设备需求调整旋转方 向， 随设备前行而正向收紧， 后退而反向收紧， 致使 卷筒中的电缆呈现恒定的张紧状态。可根据现场实 际情况对输出力矩进行调整，并且不需要通过制动 器进行设备制动。 2该门式天车活动电缆卷筒装置的成功改造， 极大地提高了该天车的使用效率， 提高了开机率， 改 造后至今未发生过一次卷筒事故，较原有装置每年 可节约维修时间100多个小时,间接经济效益明显； 按每年减少4 次活动电缆更换， 每 根 100 m， 可节约 活动电缆400余m, 电缆更换直接经济效益每年可 节约 400 m x 235 元 /m94 000 元。 参考文献 [ 1 ] 郑华.电磁感应式磁力联轴器设计及传动特性研究[D].合肥合 肥工业大学,2017. [ 2 ] 王敬刚， 髙立新,唐剑辉， 等.龙门与门座式起重机磁滞式电缆 卷筒的改进[J].设备管理与维修,2020 1丨 10-111. [ 3 ] 张小刚.防爆电缆卷筒的设计与研究[J].电气防爆,20132 19-22. [ 4 ] 曹连民， 崔久龙,刘现文， 等.连续采煤机电缆卷放装置设计[J]. 煤矿机械,2019,406 108-111. [ 5 ] 柯雄威.EM恒张力电缆卷筒在磁盘类天车的应用及改进[J].天 津冶金,20184 36-38. [ 6 ] 朱江峰.重型连续采煤机电缆卷放装置设计研究[D].青岛 山东 科技大学， 2018. 编辑 贾娟） Application of Hysteresis Coupling in Cable Reel Device Yan Hong Tongjialiang Mine of Datong Coal Group Co. , Ltd. , Datong Shanxi 037003 Abstract This paper expounds the selection principle of reel coupling, and studies and analyzes the concrete transation scheme and practical application of hysteresis cable reel coupling device. Through the transation, the cable reel is changed from chain drive to hysteresis drive, and the coupling structure is more compact, the perance is stable, and the volume is small for installation and commissioning. The successful transation of the movable cable reel device of the door crane greatly improves the efficiency of the crane and the boot rate. After comparing the different types of cable reel couplings, the magnetic hysteresis coupling was selected to improve the stability and safety of the reel. Key words active cable; hysteresis coupling; torque 上接第112页） Design and Process Analysis of Mine Clamping Salvage Bit Ma Mingcheng LiTan Group Zhangcun Coal Mine， Changzhi Shanxi 046031 Abstract In order to promote the smooth progress of the salvage work of coal mine bit, based on the main technical defects of common salvage s, a clip-type salvage bit is designed, the structure and working principle of the bit are introduced in detail, clip-type salvage process flow is put forward. The paper summarizes the conditions of clamping drill bit for fishing work. Key words salvage bit; structure; characteristics; salvage; technological process; conditions for clamping drill pipe