專利名稱：用于在采礦作業(yè)中使用的采煤機和/或刮板運輸機的驅(qū)動裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于在采礦作業(yè)中使用的采煤機和/或刮板運輸機的驅(qū)動裝置，該裝置包括一個主驅(qū)動機構(gòu)和一個輔助驅(qū)動機構(gòu)，兩者均具有驅(qū)動馬達(dá)，傳動機構(gòu)和可控制的安全滑動離合器，一個用于控制驅(qū)動馬達(dá)和安全滑動離合器的測量和控制單元。
在將現(xiàn)有的具有陡峭特性曲線的普通變極驅(qū)動馬達(dá)和柴油機用于刮板運輸機和采煤機時，不能盡如人意地解決上述設(shè)備的起動，尤其是所謂重載起動的問題。雖然用于所謂的重載起動和重載運轉(zhuǎn)的驅(qū)動系統(tǒng)可以采用在低速檔中具有逐漸增加扭矩的變極驅(qū)動馬達(dá)，但是所需的保護運作方式，尤其是對鏈子松弛或下垂的防止以及對鏈子上、采煤機牽引部上、刮板運輸機和類似物上的沖擊載荷的防護問題均未予以考慮。采用動力換檔齒輪增強了所出現(xiàn)的沖擊載荷，即在動力換檔齒輪的低速檔中由馬達(dá)傳遞至牽引部和鏈子上的扭矩大大增加了。實際上，為防止重載起動或重載運轉(zhuǎn)，已采用可變的液力耦合器，但其工作液的管道和對它們的冷卻需要占據(jù)大量空間是一個缺點。此外，至少在突然制動時，例如突然停車或不規(guī)則載荷增加時，次級輪及分布于次級減速器高速旋轉(zhuǎn)齒輪軸上的相當(dāng)大的離心力均會產(chǎn)生不良影響。由于不可避免的滑動，還會造成連續(xù)且不必要的功率損失。
本發(fā)明的目的在于提供一種在上述實施例中用于在采礦作業(yè)中使用的采煤機和刮板運輸機的驅(qū)動裝置，該裝置的特征在于提出一種為有效實現(xiàn)重載起動和重載運行而設(shè)計的驅(qū)動系統(tǒng)，且該裝置避免了諸如刨鏈或運輸機鏈的松弛以及垂鏈。
對于這種類型的驅(qū)動裝置，本發(fā)明是以一個控制傳感裝置檢測驅(qū)動馬達(dá)的極限速度的下降來實現(xiàn)上述目的的，這種極限速度是可根據(jù)程序預(yù)選的。這樣，驅(qū)動控制同步地或是由于檢測分別將主、輔驅(qū)動機構(gòu)和輔、主驅(qū)動機構(gòu)換至低速檔，且在已超過可根據(jù)程序預(yù)選的低速檔的極限速度之后再換回到高速檔。在本發(fā)明的范圍之內(nèi)，為了換至低速檔，控制傳感裝置可從速度下降的暫時趨勢中檢測驅(qū)動馬達(dá)的熱負(fù)荷，并將其與驅(qū)動馬達(dá)現(xiàn)時的冷卻相比較，以便防止不可接受的溫升和驅(qū)動馬達(dá)的過早脫開。另外，本發(fā)明還指出主、輔驅(qū)動裝置中的安全離合器二者之一或者二者可同時或順序地置放在滑動狀態(tài)并且在達(dá)到可根據(jù)程序預(yù)選的下極限速度時，或是在高速和低速檔中在低于可根據(jù)程序預(yù)選的下極限速度之后進(jìn)入平穩(wěn)停車時，閉合該離合器。在本發(fā)明范圍之內(nèi)，“平穩(wěn)停車”是指與急停車時不同的穩(wěn)定載荷增量發(fā)生時，急停車是在不規(guī)則的載荷增量發(fā)生時進(jìn)行。
在具有安全滑動離合器的驅(qū)動系統(tǒng)之中于采礦作業(yè)中常用的驅(qū)動馬達(dá)-通常為異步馬達(dá)-的陡峭特性曲線范圍之內(nèi)，在實時負(fù)載較高的驅(qū)動馬達(dá)上，通過對載有煤、垃圾和類似物的刮板運輸機的超載分別在功率比較和電流消耗比較之后確定短時滑動來實現(xiàn)負(fù)載的補償控制。然后，假如驅(qū)動馬達(dá)上的載荷再增加，便出現(xiàn)“重載運行”或刮板運輸機進(jìn)入所謂的“平穩(wěn)停車”狀態(tài)。對于低于可根據(jù)程序預(yù)選的極限速度的狀態(tài)由驅(qū)動裝置的控制傳感裝置進(jìn)行檢測，驅(qū)動控制自動地將主和/或輔助驅(qū)動機構(gòu)同步或順序地?fù)Q至低速檔。極限速度典型地可以在作為驅(qū)動馬達(dá)最大扭矩的制動扭矩之前，也可以在其后。在低速檔中的刮板運輸機“松弛運動”之后，在已達(dá)到低速檔的上極限速度之后自動換至高速檔，藉此，考慮到高速檔中的扭矩順序，根據(jù)程序選擇低速檔的上限速度。但假如速度再降低，驅(qū)動裝置便進(jìn)入平穩(wěn)停車狀態(tài)，且通過控制離合器推力而使兩個驅(qū)動機構(gòu)之一的或兩個驅(qū)動機構(gòu)(主、輔驅(qū)動機構(gòu))的安全滑動離合器同步或順序地進(jìn)入滑動，然后在達(dá)到高或低速檔的較低極限速度時，為充分利用驅(qū)動馬達(dá)而在前載荷補償控制之后再使離合器閉合。在根據(jù)本發(fā)明的帶有安全滑動離合器的驅(qū)動裝置中，上述較低極限速度是可根據(jù)程序預(yù)選的。這樣，除制動力矩外，驅(qū)動馬達(dá)的轉(zhuǎn)動能被優(yōu)先用于克服停車。此外，鏈子上不可計算的沖擊載荷和碰撞載荷，如由鏈條突然拉伸而產(chǎn)生的載荷不會出現(xiàn)。假如不能達(dá)到穩(wěn)定運行，則不管相應(yīng)的安全滑動離合器程序化壓力增量如何本驅(qū)動裝置均會脫開，且如有必要控制過程亦可重復(fù)。在新的一輪起動之前，必須消除導(dǎo)致停車的原因。隨著不規(guī)則載荷增加，如在進(jìn)入急停車時，沒有被控制的驅(qū)動機構(gòu)(主或輔助驅(qū)動機構(gòu))的安全滑動離合器便作為鏈子或驅(qū)動機構(gòu)的過載保護。根據(jù)本發(fā)明的具有獨立重要意義的優(yōu)選實施例，在起動、重載運行或平穩(wěn)停車時，安全滑動離合器的壓力是可獨立地、連續(xù)地或逐漸地可調(diào)的。
為防止不可接受的溫升并接著使驅(qū)動馬達(dá)脫開，在換至重載運行的低速檔或進(jìn)入平穩(wěn)停車之前，驅(qū)動控制除了要檢測驅(qū)動馬達(dá)上的極限速度外還要檢測熱載荷?？梢灾苯踊蛲ㄟ^由控制傳感裝置所檢測到的速度下降的暫時趨勢來確定熱載荷并在驅(qū)動控制中對其進(jìn)行評估。將熱載荷與當(dāng)時的冷卻相比較。如果重載運行工作需要的話，可由驅(qū)動控制自動地、暫時地增加冷卻劑的流速。
此外，在根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動設(shè)備中，金屬線溫度測量頭可直接插在設(shè)計成多層盤式離合器的安全滑動離合器的固定盤片支架的盤片之間。另外，通過改變閉合的多層盤式離合器的活塞位置并改變安全滑動離合器，利用設(shè)計成轉(zhuǎn)換器的金屬線接近開關(guān)即可精確地檢測多層盤式離合器和安全滑動離合器的摩損情況。然后將測得值輸入測量和控制單元以便評估。假如必須準(zhǔn)確確定溫度趨勢、安全滑動離合器及其磨擦片的磨損情況，例如在起動過程中嚙合安全滑動離合器，對于多驅(qū)動裝置的情況，在暫時順序中嚙合安全滑動離合器或多層盤式離合器，上述測量是較可取的。
下面將僅以舉例的方式參考與實施例相對應(yīng)的附圖對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述，其中

圖1是帶有根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動裝置的一臺刮板運輸機的示意側(cè)視圖，其中表示了下垂的鏈子;
圖2是為了防止鏈子在刮板運輸機中穿過時下垂式變松，啟動過程的示意圖形;
圖3是在鏈子導(dǎo)向機構(gòu)中張緊的鏈子的局部視圖;
圖4是在鏈子導(dǎo)向機構(gòu)中松弛的鏈子的局部視圖;
圖5示意性地表示一臺根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動裝置。
參見圖1和2，下面將僅以舉例的方式描述以低預(yù)緊力或重載啟動的方式防止鏈子在刮板運輸機中穿過時的下垂或變松。
1.正常啟動1..1當(dāng)主驅(qū)動機構(gòu)不帶載時，驅(qū)動馬達(dá)1加速。
1.2輔助驅(qū)動機構(gòu)的離合器推力較小時，驅(qū)動馬達(dá)2加速，鏈子3張緊，輔助驅(qū)動機構(gòu)的離合器滑動。
1.3輔助驅(qū)動機構(gòu)的滑動脈沖通過驅(qū)動控制促使用于主、輔驅(qū)動機構(gòu)上的安全滑動離合器的壓力增加。
1.4安全滑動離合器-即多層盤式離合器-的壓力根據(jù)程序增加，直至再沒有滑動脈沖出現(xiàn)為止。
1.5驅(qū)動控制從“啟動”狀態(tài)轉(zhuǎn)換為正常工作狀態(tài)。
如果由程序控制的壓力增加未能嚙合住安全滑動離合器，即還有滑動脈沖出現(xiàn)，則驅(qū)動控制又與驅(qū)動馬達(dá)1，2脫開，并切換至“重載啟動”狀態(tài)。
2.重載起動2.1如正常起動中的步驟1.1至1.3。
2.2根據(jù)“重載起動”程序，將安全滑動離合器的壓力瞬時增至可將馬達(dá)的最大扭矩傳至主、輔驅(qū)動機構(gòu)的值。起動過程的進(jìn)一步發(fā)展亦可由驅(qū)動馬達(dá)1和2的轉(zhuǎn)動能量予以輔助支持。
不考慮上述例子，在主、輔驅(qū)動機構(gòu)上的驅(qū)動馬達(dá)1和2自由加速之后，也可以控制安全滑動離合器的壓力，使驅(qū)動鏈輪的扭矩及相應(yīng)鏈子及運輸機鏈子的起動加速根據(jù)下述條件分別與刮板運輸機各自的工作條件相適應(yīng)，a.根據(jù)載荷類型，b..根據(jù)可能產(chǎn)生的起動阻力(如在延遲間歇之后)。
對于變極驅(qū)動電機1和2，上述過程亦可在低速檔中以及在高速檔中進(jìn)行?？刂蒲b置中的各種起動程序均可用于此目的。假如預(yù)選的起動程序并不能實現(xiàn)起動，那么起動嘗試的有效參數(shù)均在控制單元的評估單元中自動轉(zhuǎn)入程序計劃中(如，重載起動)。所述參數(shù)是諸如安全滑動離合器的滑動趨勢(如脈沖順序)，主、輔驅(qū)動機構(gòu)的驅(qū)動馬達(dá)1、2各自的功率特性和功率消耗。
利用運輸機鏈子的特定預(yù)應(yīng)力，一種受控的起動過程可防止所謂的松鏈現(xiàn)象出現(xiàn)。藉此，在安全滑動離合器中所形成的被控制的壓力根據(jù)程序使鏈?zhǔn)焦伟暹\輸機加速，直至安全滑動離合器不再滑動并通過安全滑動離合器將全部速度傳至起動軸為至。至此，不會再有由于滑動而導(dǎo)致的效率損失。對所述被控制的壓力而言，例如為了與各安全滑動離合器的暫時滑動脈沖相對應(yīng)并與足以滿足驅(qū)動速度的速度值相對應(yīng)，可在測量和控制單元中對其進(jìn)行評估并由控制傳感裝置予以測量，且該壓力亦可不同于主、輔驅(qū)動機構(gòu)中的壓力。
假如不能夠防止所謂的松鏈和垂鏈出現(xiàn)，例如由于運輸機鏈子的預(yù)應(yīng)力不足或刮板運輸機過載，則由驅(qū)動控制器激發(fā)的主輔起動過程的程序調(diào)諧將以一種使松弛的或下垂的鏈段對刮板運輸機的繼續(xù)運行無害且對其無影響的方式將其堆在刮板運輸機上。
在驅(qū)動馬達(dá)1和2無載加速后，即便是使用具有陡峭特性曲線的驅(qū)動馬達(dá)1、2和異步馬達(dá)，亦可利用在安全滑動離合器中建立的被控制的壓力來防止運輸機鏈子和驅(qū)動部分上的沖擊載荷，例如在起動刮板運輸機時突然張緊松弛的運輸機鏈子所形成的沖擊載荷。這樣便可充分地利用用于起動鏈型刮板運輸機的驅(qū)動馬達(dá)1、2的轉(zhuǎn)動能量，即為了起動，不需要超大尺寸的驅(qū)動馬達(dá)1，2以及電動馬達(dá)。因而將運轉(zhuǎn)費用降至最低。
圖5表示一臺根據(jù)本發(fā)明的可用于主驅(qū)動和輔助驅(qū)動機構(gòu)的驅(qū)動裝置。這種用于采煤機和刮板運輸機4的驅(qū)動裝置包括一臺驅(qū)動馬達(dá)1，一個下游傳動機構(gòu)5和一個由壓力裝置控制的安全滑動離合器。傳動機構(gòu)5可以是一種分支齒輪系和一種行星齒輪系，而安全滑動離合器6可以是一種多層盤式離合器。該離合器6總要帶有一只用作測量轉(zhuǎn)換器的滑動監(jiān)測器和一個用于驅(qū)動安全滑動離合器6的控制單元7。在本實施例中，將安全滑動離合器6居中地布置在傳動鏈中，并將中空輪或上述行星輪的行星架的支撐力矩傳至齒輪箱上。對由控制單元所提供的測量值進(jìn)行電子評估。在超過相應(yīng)分配的特定值時，利用電控裝置8，準(zhǔn)確地講還配合串聯(lián)設(shè)置的液壓和氣動控制裝置9由測量和控制裝置7使安全離合器6和驅(qū)動馬達(dá)1動作。
權(quán)利要求
1.用于在采礦作業(yè)中使用的采煤機和鏈?zhǔn)焦伟暹\輸機(4)的驅(qū)動裝置，包括一個主驅(qū)動機構(gòu)和一個輔助驅(qū)動機構(gòu)，兩者分別帶有驅(qū)動馬達(dá)(1)和(2)，一個傳動機構(gòu)(5)，一個用于主輔驅(qū)動機構(gòu)中分別控制驅(qū)動馬達(dá)(1)和(2)的測量和控制裝置(7)，以及安全滑動離合器(6)，其特征在于，一個控制傳感裝置檢測驅(qū)動馬達(dá)(1，2)極限速度的下降，該極限速度是根據(jù)程序可預(yù)選的，一個驅(qū)動控制同步地或依次地?fù)Q至低速檔，且在超過一個可根據(jù)程序預(yù)選的低速檔的極限速度之后，再有效地?fù)Q至高速檔。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，在開始換至低速檔時，利用控制傳感裝置從速度下降的暫時趨勢中檢測驅(qū)動馬達(dá)(1，2)上的熱載荷并與可用于驅(qū)動馬達(dá)(1，2)的適宜的冷卻相比較，以防止不允許的溫升和驅(qū)動馬達(dá)(1，2)過早脫開。
3.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，兩個驅(qū)動器之一的安全滑動離合器(6)，或兩個驅(qū)動器的安全滑動離合器(6)在高速或低速檔中達(dá)到一個根據(jù)程序可預(yù)選的較低的極限速度時，被同時地或順序地置于滑動狀態(tài)并在兩個或一個驅(qū)動馬達(dá)(1或2)加速后再閉合。
4.如權(quán)利要求1至3之一所述的裝置，其特征在于，隨著一個驅(qū)動機構(gòu)的控制，另一個驅(qū)動機構(gòu)既可以其安全滑動離合器來用作鏈子和驅(qū)動裝置的過載保護。
5.用于在采礦工作中使用的采煤機和鏈?zhǔn)焦伟暹\輸機的驅(qū)動裝置，具有主驅(qū)動機構(gòu)和輔助驅(qū)動機構(gòu)，每個機構(gòu)均具有一臺驅(qū)動馬達(dá)(1，2)，一個傳動機構(gòu)(5)和一個可控制的安全滑動離合器(6)，用于主、輔驅(qū)動機構(gòu)的測量和控制單元(7)，該單元用以控制驅(qū)動馬達(dá)(1，2)和安全滑動離合器(6)，其特征在于，在起動過程、重載運行或平穩(wěn)停車時，安全滑動離合器(6)的壓力是可分別地連續(xù)或逐步地調(diào)整的。
6.如權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，在起動過程中，驅(qū)動馬達(dá)(1，2)和安全滑動離合器(6)的控制相互連通。
7.如權(quán)利要求5或6所述的裝置，其特征在于，起動過程、工作條件下的變化均可根據(jù)程序進(jìn)行預(yù)選。
8.如權(quán)利要求5至7之一所述的裝置，其特征在于，將在起動過程中檢測到的測量數(shù)據(jù)輸入評估單元，根據(jù)評估結(jié)果自動開始程序化的重復(fù)起動。
全文摘要
用于采礦作業(yè)中所使用的采煤機和運輸機的驅(qū)動裝置，具有主、輔驅(qū)動機構(gòu)以及用于驅(qū)動馬達(dá)和安全滑動離合器的測量和控制單元。在重載啟動和重載運行期間，一個控制傳感裝置檢測驅(qū)動馬達(dá)極限速度的下降，該極限速度可根據(jù)程度予以預(yù)選，驅(qū)動控制同步或順序地?fù)Q至低速擋。此外，在啟動過程中，可調(diào)節(jié)安全滑動離合器的驅(qū)動力。
文檔編號E21C31/00GK1089330SQ9311285
公開日1994年7月13日 申請日期1993年12月11日 優(yōu)先權(quán)日1992年12月12日
發(fā)明者格哈特·布里赫 申請人:多爾斯滕尼機械工廠有限公司