液粘软启动工作原理.doc

概述
YNRQD系列液粘软起动器是根据液体粘性传动理论研发的一种新型机电液一体化传动装置，主要适用于恒扭矩或转速与载荷成正比的各种拖动设备的起动或调速，如带式输送机的匀加速起动；风机、水泵的调速运行等等。该系统具有体积小、结构紧凑、造形美观、工作安全可靠等优点，无故障工作运行时间可达15000小时以上。目前，已在全国数十家工矿企业的长运距、大运量带式输送机中应用，大大地提高了输送机的动态性能，实现了输送机的安全、可靠、高效、经济运行，得到了用户的普遍认可。
液粘软起动器具有以下技术特点：
1、实现电机空载起动，缩短电机起动电流对电网冲击的时间。
2、降低电机的初选功率(常用系统的起动系数Ka：电机直接起动Ka=2.0，液力偶合器Ka=1.5，调速型液力偶合器Ka=1.25，YNRQD系列Ka=1.1)。
3、根据不同工况确定相应的软起动时间，控制起动加速度在0.01～0.3m/s2之间。
4、用于带式输送机时，可使其起动时的初张力与正常运行时的初张力几乎相等，选用的胶带较适配液力偶合器的至少可降低一级带强，减少设备初期投资。
5、没有起动冲击，延长了输送机减速器、传动滚筒、托辊、机架等主要部件的使用寿命，减少了维护费用。
6、可实现带式输送机的验带功能。（我认为就是在控制在较低的速度下运行，以方便检查胶带情况）
7、可以自动控制传递的扭矩，因而对传动系统起保护作用
8、对于多点驱动的带式输送机，可实现各驱动单元之间的功率平衡。
9、根据工况要求，可实现软制动功能。
二、主要技术参数
1、输入转速：n=1500 r/min
2、允许配用的最大电机功率： YNRQD-250： N=250kW
YNRQD-350： N=350kW
YNRQD-500： N=500kW
3、起动时间：≤120s
4、起动间隔时间：≥15min
5、控制及润滑系统电机功率：5.5 kW
6、工作介质: 6号、8号液力传动油
或22号汽轮机油
7、液压泵电机电源电压：380V/660V 660V/1140V
8、型号说明：

9、产品资质
防爆形式：矿用隔爆兼本安型
防爆标志：Exd［ib］Ⅰ
防爆合格证编号：1042111
安全标志编号：20032468-2004

三、主要结构及工作原理
液粘调速软起动器主要由液粘软起动装置、液压系统和连接胶管组成。如图1所示。

图1
液粘软起动器的输入、输出轴分别通过弹性柱销联轴器与电机及减速器的高速轴相联；一般液压站放置在软起动器附近，中间用胶管连接油路。
(一)   液粘调速软起动器的主要结构
液粘软起动器本体主要由主动部分、从动部分、控制系统执行元件部分、润滑密封部分、支承部分等组成。
1．主动部分
主动部分主要包括主动轴和主动摩擦片。主动轴的左端有外齿，和主动摩擦片的内齿啮合，主动轴上的轴向和径向油孔是润滑油路；主动轴的外端通过半联轴器与电动机相联，主动摩擦片与主动轴以齿相联接而同步旋转，且可在主动轴上轴向移动。
2．从动部分
从动部分主要包括从动轴、连接盘、连接圈、键轴以及从动摩擦片等。从动摩擦片通过键轴与连接圈和连接盘相联而同步转动，从动摩擦片可在键轴上轴向移动；连接盘与从动轴通过平键连接，从动轴再通过半联轴器将动力输出。
3．控制系统执行元件部分
执行元件部分包括活塞、推力轴承、压盘、碟簧等。碟簧装在从动摩擦片之间。活塞受控制系统油压的作用克服弹簧力而向左移动，通过推力轴承推动压盘，使主、从动摩擦片的间隙即油膜厚度减小；当油压减小时，弹簧力使主、从动摩擦片的间隙增大。
4．润滑密封部分
润滑油通过主动端端盖、配油盘、密封盘进入输入轴上的轴向和径向油孔，再进入主动和从动摩擦片之间；密封盘与输入轴之间采用了间隙密封，主动轴和外端盖之间采用了新型的高效动力密封圈。
5．支承部分
主、从动部分通过两个调心滚柱轴承在中间连接，两端则分别通过轴承支承在壳体上，体积小，刚性好。
(二)工作原理
在应用软起动装置的场合，我们希望使负载起动时的加速度保持恒定且可控，对于恒扭矩载荷就是要求软起动装置的输出扭矩稳定连续可调。将软起动装置用于调速，就是要使软起动装置的输出轴转速在一定范围内稳定连续可调，并且可以稳定达到主机所要求的速度。
根据牛顿内摩擦定律：在两块平行放置的平板之间，充满粘性的牛顿流体，油膜的厚度为δ，当两板之间有相对运动V时，油膜将产生剪切力F，其大小与板的面积A和速度梯度V/δ成正比，即：F∝AV/δ。液粘调速软起动器有多对主、从动摩擦片，形成多级摩擦副，对应上面定律的面积Ａ固定。工作时，改变主、从动摩擦片间的油膜厚度，就能够控制输出扭矩和主、从动摩擦片间的相对速度，从而使从动摩擦片一端的输出转速可调，实现对被拖动设备的软起动和软制动。
（三）      液压系统
液粘软起动器的液压系统由两部分组成：润滑油系统和控制压力油系统，使用同一油箱，液压原理图见图2。

1.吸油滤油器 2.双联泵  3.溢流阀  4. 电接点压力表  5.软起动器 6.电机 7.精滤 8.电接点压力表 10.比例阀 11.电磁阀
图2
1.  润滑油系统
润滑油系统的作用是向主、从动摩擦片间充分供油形成工作油膜，并将所产生的热量带走，通过油箱将热量散发掉，以保证软起动器正常工作。
润滑油系统包括油箱、吸油滤油器、电动机、双联叶片泵、电接点压力表等。油箱中的油经吸油滤油器、双联叶片泵后进入软起动器主动轴上的油孔，经主、从动摩擦片的间隙、从动连接圈上的回油孔而返回油箱。电接点压力表的作用是确保润滑油系统工作安全，一旦润滑油压低于设定值，将自动报警。
2． 控制压力油系统
控制压力油系统的作用是根据被拖动设备的实际运行情况，供给活塞不同的工作油压，以调整主、从动摩擦片间的间隙大小，从而控制软起动器的输出扭矩，保持被拖动设备的起动加速度恒定，或者是使被拖动设备的运行速度根据实际需要变化可调。
控制压力油系统的组成部分见图2。在正常起动情况下（自动），电磁阀失电。此时，控制油压力的高低是通过比例阀来调定的。比例阀是调节控制压力油压力的执行元件，它在微机的控制下，根据适时从安装在从动轴上的速度传感器发出的速度信号，经过PID逻辑运算，计算出比例阀下一步的动作增加值，从而实现输送机软起动的全闭环自动控制。
为调试工作方便，系统还设手动方式。此时，电磁阀失电，通过旋转比例阀的“升压”和“降压”旋钮来调节控制油的油压，在一定的起动时间内逐渐升高，使主、从动摩擦片的间隙逐渐减小，从而实现输出扭矩或者转速的变化。
被拖动设备停机时，也可以通过调节比例阀使控制油压逐渐而不是突然降低，从而实现被拖动设备的平稳制动。
四、安装
1．液粘软起动器应安装在电机和减速器之间。将输入端通过弹性柱销联轴器和电机相联，接受来自电机的动力，输出端通过弹性柱销联轴器传递给减速器的高速轴。
2.将液粘软起动器安装在强度和刚度都好的基础之上，调整软起动器与电机和减速器高速轴之间的同轴度，使其误差不大于0.20毫米。
3.液压站放置在软起动器附近，其箱体上平面应低于软起动器的底脚，以确保回油顺畅。
4.在液粘软起动器和液压站之间用3根各5米长的胶管连接起来。
五、试运转
试运转前的注意事项:
1.检查各管路连接是否正确，有无错接或漏接现象。
2.检查各接头处是否接牢。
3.检查油箱的油液是否充足，油位是否在油位计的中间偏上部位，如达不到正常油位，应立即补充油液。
4.检查油温是否低于设计要求的65℃。
5.检查油泵电机的旋向是否与油泵规定的转向相同。
六、工作程序
（一）自动
1．将开机模式置于“自动”。
2．按“正常启车”钮起动输送机。
3．需要输送机停机时，按“正常停车钮。
4．如遇到意外情况，需紧急停车，按“紧急停车”钮。
（二）手动启车
1．将开机模式置于“手动”，将电磁阀置于“断”位置，将比例阀电源置于“通”位置。
2．起动油泵电机。
3．松闸、起动主电机。
4．将升降压旋钮置于“升压”，油压升至上限。
5．将电磁阀置于“通”位置。
6．将比例阀电源置于“断”位置。
（三）手动停车
1．停主电机。
2．延时，抱闸。
3．停油泵电机。
YNRQD系列液体粘性软启动装置选型表

【适用场合】
YNRQD系列液体粘性软起动装置是利用液体的粘性即油膜剪切力来传递扭矩的，适用于矿山、码头、煤矿等场合带式输送机的可控起、停车、验带等，起车加速度控制在0.01m/s2以内。
【主要技术性能】
u  能够实现电机空载起动，减少冲击；
u  利用电机的最大转矩实现负载的软起动；
u  调速性能好，可实现无级调速和验带等功能，且具有过载保护；
u  传动效率高，可靠性高，运行费用低；
u  正常工作时不需要水冷却系统，大大节省运行费用，有利于设备维护；
u  需要时可实现多电动机驱动功率相互平衡；
u  整机结构简单、控制可靠，使用维护方便；