带式输送机液粘可控传动装置控制.研究

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1、哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出，并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者(签字)：主垒至盈日期：丽年‘月f7日哈尔滨TN．大学硕十学位论文1．1引言第1章绪论在现代散装物料的连续输送中，带式输送机是主要的运输设备，具有适用范围广，运输成本低、运量大、地形限制小及维护简便等优势。在采矿、冶金、码头、化工

2、等工矿企业发挥着重要作用。随着现代工业规模的扩大和科学技术的发展，带式输送机也随之向长距离、大运量、大型化方向发展，在煤炭等采矿业的散料输送过程中有着广泛的应用前景。大型带式输送机的输送带对驱动装置启动制动的动态响应是一个非常复杂的过程，由于其重负及惯性的影响，启动不平稳，启动电流对电网的冲击较大，且在制动力、惯性力的作用下产生的应力变化相当大，瞬间变化引起各承载件的动载荷变化，会加速托辊的损坏，缩短输送机的使用寿命。近年来对大型带式输送机的研制，除了提高输送带的强度外，主要是研究大型带式输送机的可控起动控制技术。带式输送机的可控传动技术就是在带式输送机空载或满载的状态下，通过控制启

3、动加速度来确保带式输送机按所要求的速度曲线平稳地启动，在一定的启动时间内，到达额定运行速度，同时使电机的启动电流和输送带的启动张力控制在允许范围内，同时如果带式输送机的输送能力或所输送的物料品种发生变化时，可根据实际需要调整带式输送机的带速及动力站的输出功率，降低能耗nql。目前国内研制的带式输送机液粘可控传动装置是基于液体的粘性传动原理，非常适合于带式输送机的可控起动，但由于其传动机理比较复杂，液粘可控传动装置控制方法及实现技术是带式输送机液粘可控传动装置迫切需要研究的重要内容之一。1．2液体粘性可控传动装置概述液体粘性可控传动装置的理论基础是液体粘性传动，它以粘性液体为工作介质，

4、依靠主、从动摩擦片间液体的粘性(剪切力)来传输动力和调节转速与力矩，能够长期在打滑情况下工作、进行无级调速，并且可以实现主被动轴之间的同步传动。1哈尔滨丁程大学硕十学位论文液体粘性可控传动装置的工作原理是基于牛顿内摩擦定律H1，如图1．1所示。图1．1流体的内摩擦模型根据牛顿的流体剪切理论，可知：Foc彳{(1-1)Of：竺：昙(1-2)A／2f=一2i以O式中：F一油膜的剪切力，Nf——油膜的切应力，Pa∥——油膜的动力粘度，Pa．s口——两平板的相对速度，m／s万——油膜厚度，mA——承受油膜剪切作用的面积，m2从式(1．2)可以看出，在保持流体动力粘度∥一定的条件下，通过控制两

5、平板的间距万，就可以调节两平板间传递的剪切应力z。液体粘性可控传动装置的机械本体主要由主动摩擦片和从动摩擦片组成。主动摩擦片旋转时通过流体形成的粘性油膜来带动从动摩擦片的旋转，通过改变控制油缸中油压的大小，可以改变主、从动摩擦片之间的间隙，从而调节输出转矩。在液粘可控传动装置中，每一对摩擦片可以看成是平行的、中间充满粘2哈尔滨工程大学硕士学位论文性流体的、相互有转速差的两个圆形平板面，每一对摩擦片的工作简图如图1．2所示。刀组摩擦片之间的粘性流体所传递的扭矩M为：M=p‘·rdA=1P产·27r．r3dr=百勉alun(譬一巧4)(1-3)式中：f，——半径r处的油膜剪应力，Pa△国

6、——为主、从动摩擦片间的转速差，rad／sh——主、从动摩擦片间的距离，即油膜厚度，mill∥——摩擦片中牛顿流体的动力粘度，Pa．sK——摩擦片有效工作面的内半径，IIllTI一——摩擦片有效工作面的外半径，iilrilA——摩擦片有效工作面的面积，m2N——摩擦片的组数。图1．2摩擦片扭矩计算简图在控制过程中油膜的厚度h的大小通过控制压在摩擦片上的活塞上的压3哈尔滨工程人学硕士学位论文力来控制，山于压力是无级可调的，所以油膜厚度也是无级可调的，通过式(1-3)可知，输出的扭矩肘也是无级可调的。液粘可控传动装置由机械主机和液i=

7、i辅机两部分组成。主机由动力输入系统和动力输出系统组

8、成。动力输入系统包括主动轴、主动摩擦片等，动力输出系统包括被动摩擦片、被动轴等。液压辅机包括控制系统、冷却系统和测量系统等。液粘可控传动装冒主机结构示意图⋯，主要由主动、被动磨擦片、液粘可控传动装置控制油缸、润滑密封及支承等部分组成。l被动轴；2被动堆端盖3被动轴透盖．4一轴承：5一轴承：6一连接盘；7一赴轴；8一外摩擦片，9内摩擦片，lO轴承；11压盘，12--压盖；13一主动轴透盖；“一销轴：15一主动轴端盖；16--主动轴；17-}侗盘；18一碟形掸