接触式逆止器温升试验方法研究

朱泽君在设备停电或驱动装置发生故障而停止正常运行时，逆止器可防止设备因自身重力或载荷重力向反方向运行。逆止器按内圈旋转时楔块与外圈的接触形式分为非接触式逆止器和接触式逆止器，由于接触式逆止器低转速、大力矩的特点，广泛应用于带式输送机等运输设备上。其产品质量直接关系到生产设备和人员的安全，使用过程中运转温度和温升是一个重要参数。MT/T 1065-2008《煤矿用带式输送机接触式逆止器》规定，在工作环境为－ 20 ～ +50℃条件下，逆止器应可靠工作，其温升应低于30℃。试验方法要求逆止器内圈以最高转速旋转，每隔15 min 用温度计测量外表面温度和环境温度直至热平衡，1 h 内温度变化不超过1℃。逆止器型号共有20 个规格，主要安装尺寸和内圈孔径φ 90 ～ 480 mm，内圈最高转速为50 ～ 150 r/min，给逆止器安装定位和内圈以最高转速旋转带来了困难。型号规格单一时，可按内圈孔径制作相应的轴与法兰与电动机连接，驱动内圈以最高速度旋转，或使用单一轴和多个匹配的轴套，来解决与电动机连接的问题。本文提出了一种锥形连接轴，使用便捷连接方法和稳定变速装置的无级调速方法。1 逆止器内圈连接方法在标准MT/T 1065—2008 第5.4 节中规定了温升试验方法：“把被测接触式逆止器安装在试验台上，使逆止器内圈以最高转速旋转，每隔15 min 用温度计测量逆止器外表面最高温度和环境温度。”由于逆止器型号规格很多，试验委托厂家委托的逆止器型号规格不尽一致，逆止器产品的外形和主要安装尺寸相差很大，温升试验时，逆止器需安装在试验台架上，则需满足最大和最小规格型号的外形尺寸，尤其是要求内圈以最高转速旋转。温升试验时，采用电机驱动逆止器内圈旋转。解决连接逆止器内圈的问题，通常有几种方法：1）检测检验机构需根据逆止器内圈孔径制造相应尺寸的轴、法兰与电动机连接，但成本太高，且部分规格逆止器由于使用范围小、企业委托次数少，一年甚至几年才做一次型式试验，所以制造的轴及连接件使用率很低，造成了很大的浪费。2）委托单位提前与检测检验机构沟通，送样品同时按试验台要求配置逆止器轴及连接法兰，试验结束后委托单位带回轴和法兰，由于其下次送样不一定是该型号规格，且轴和法兰原材料及加工成本较大，也造成很大的浪费。以上两种方法都不理想，有必要研究一种既经济又简便有效的方法。逆止器的外观、外形和主要安装尺寸见图1、图2和表1。图1 逆止器外观图2 逆止器外形尺寸2 逆止器内圈连接方法表1 中逆止器的主要安装尺寸因产品型号规格不同而各异，外形尺寸D、L、H 通过调整试验台架的高度等主要尺寸比较容易解决，最难解决的是逆止器的内圈与电机驱动装置连接的问题，内圈孔径d 为90 ～ 450mm，本文设计了锥形内圈连接装置和试验台架，见图3、图4。其中：r ≤d min/2，R ≥d max /2，H ≤L max/2。图3 锥形内圈连接装置1、2. 减速器 3. 锥形连接装置 4. 逆止器 图4 温升试验台架3 逆止器内圈调速方法逆止器内圈以最高转速旋转，每隔15 min 用温度计测量外表面温度和环境温度直至热平衡，1 h 内温度变化不超过1℃。其运转有两个特点，一是接触式逆止器的最高转速低，二是运转温度上升慢，热平衡时间长。内圈的允许最高转速如表2。按表2 数据分析，逆止器型号不同，温升试验要求内圈的最高转速各异，故转速应采取无级变频调速的方式，根据逆止器内圈转速和阻力矩选择功率匹配的交流电机。但温升试验逆止器内圈转速低、温度上升慢、热平衡时间长的特点，造成电机长时间处于低频率、低转速的运行状态，易损坏电机。电机转速与频率的关系为式中：n 为电机输出转速，f 为电机频率，P 为电机极对数。4 极电机的额定转速n e=1 500 r/min， 工频f e=50Hz，最低转速n =80 r/min。由式（2）可得出电机频率f 1 ≈ 2.6 Hz。根据电机变频调速的机械特性，从基频向下调速保持常数，近似为恒转矩调速方式。当降低电源频率f 1 时，保持 常数，则气隙每极磁通m ≈常数，此时电动机的电磁转矩为最大转矩由式（4）可以看出，保持常数，当1 f 减少时，最大转矩T m 不是常数。已知( ) 1 2 x + x′与f 1 成正比变化，1 r 与f 1 无关。因此当f 1 较低时，( ) 1 2 x + x′ 比较小， 1 r相对变大。随着f 1 的降低，T m减小。如果电动机在额定负载、频率f 1=2.6 Hz 下运行，U1 降低很多后将导致转速下降，转差率增大，转子电流因转子电动势 2s 2 E = sE 的增大而增大，从而引起定子电流增大，导致电动机过载。长期欠压过载运行, 必然使电动机过热、使用寿命缩短。另外电压下降过多，可能出现最大转矩小于负载转矩，导致电机停转。在不增加电动机功率的前提下，电机近似为恒转矩调速方式，提高电动机的输出转速，保证电动机的工作频率不小于额定频率的50%，即电动机输出转速不低于750 r/min，保证电动机不过载。在电动机输出端与逆止器输入端之间增加减速装置，传动比满足逆止器内圈旋转速度的调速范围。减速装置和电动机的选择：减速装置的传递功率P 1，传动比i ，电动机功率P e，额定转速n e=1 500 r/min。电动机功率、电磁转矩与转速的关系为按表2 中接触式逆止器内圈允许最高转速的最小值和最大阻力矩最大值，同时考虑起动逆止器旋转时非正常情况，设计电动机输出转矩为最大阻力矩的5 倍。选择表2 中最大型号NJZ710 的参数。5T =1 000 N·m，n =80 r/min，代入式（5）得出P e ≈ 8.3 kW。传动比选择传动功率P 1=9 kW，传动比 i =10的减速装置；选择额定功率P e=9 kW，额定转速n e=1 500 r/min 的电动机。使用传动功率P 1=9 kW，传动比 i =10的减速装置时，变频器调速电动机输出最低速度≥ 800 r/min，频率不低于26.6 Hz，满足了试验要求，同时保护了电动机和试验设备。4 结束语通过温升试验方法研究，研制出了锥形内圈连接装置和变频器减速装置的试验台架，经过长期试验使用证明，该试验台能满足不同型号规格逆止器的安装要求和内圈以最高转速旋转调速要求，安装方便、调速范围广、速度稳定。举报/反馈发表评论发表作者最新文章高定位精度的第三代核环行起重机运行系统 刚柔耦合动力学仿真01-2014:40液压挖掘机转台有限元分析与疲劳强度评估01-2014:33SPMT 液压平板车车板变形有限元计算与仿真模拟01-2014:31相关文章浓情腊八 合肥环卫工人喝上“暖心粥”成都今年春运有啥特点？交通运输如何保障？听听会上怎么说拜登邀请麻省理工学院两位科学家担任政府高级科学技术职位中国首个足球改革试点省区“十三五”交出亮眼“成绩单”《济宁市城市地下综合管廊管理办法》2月1日起施行

本文来源于程序自动整理，版权争议与本站无关，如有侵权，请联系我们。
冀州区扬禹水工机械厂
厂家直销，支持定制，量大优惠
手机：13663289587
地址：河北省冀州区高田工业区