双电机变频驱动煤泥离心机的传动系统的制作方法

本实用新型涉及煤矿选煤用脱水设备技术领域，尤其涉及双电机变频驱动煤泥离心机的传动系统。

背景技术：

立式离心机是选煤厂精煤产品脱水的关键设备之一，差速机构是立式离心机的主要传动系统，其结构复杂，传动部件较多，通过差速机构使筛篮和刮刀有一个相对的角速度，从而使煤能够从刮刀和筛篮的间隙中排出，达到连续脱水的目的。中国授权公告号CN 202700665 U、授权公告日2013.01.30、实用新型名称：一种立式煤泥离心机，中国授权公告号CN 205037680 U、(45)授权公告日2016.02.17、实用新型名称：一种新型煤泥离心脱水机，其传动系统均由一级三角带传动和一对锥齿轮、两对斜齿轮差速机构传动组成。电动机通过三角带、锥齿轮使中间轴转动，中间轴上装有不同齿数的齿轮，他们分别与装在外轴上的齿轮和装在心轴上的齿轮相啮合，使螺旋刮刀和筛篮保持相同的转向，并有适当的转速差构成差速传动。由此立式离心机的传动系统均采用稀油集中压力循环润滑，润滑系统直接影响设备正常运转。现有差速机构为齿轮传动结构，繁多的齿轮传动部件和稀油润滑系统决定了立式离心机故障发生的必然性。使得现有技术离心机的润滑系统在实际生产使用、日常维护过程中发现存在如下不足:(1)在各油封处有不同程度的漏油情况，由于现有结构原因，维修和维护很不方便。油箱安装在机体下部,给日常维修检查带来不便,且检查油位不直观。(2)油箱温度高,由于该润滑系统无冷却器,只靠自然冷却,热交换出的热量,来不及散发又回到液压润滑系统，因此，油箱油温比较高,较高的油温会使油液粘度降低,导致系统漏油严重。(3)油泵出现故障将造成主机停机,由于油泵是单套系统设备,无备用,因此,出现故障后离心机主机将停机,直接影响生产。因此，需要一种技术方案解决上述问题。

技术实现要素：

针对以上现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种双电机变频驱动煤泥离心机的传动系统，使其结构简单、传动部件较少，从而在最大程度上减少了故障率，整机除更换易磨损件、定期加润滑酯外，再也不须额外的维护。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案实现：

双电机变频驱动煤泥离心机的传动系统，包括螺旋轴、筛蓝轴、筛蓝轴测速环、筛蓝轴皮带轮、螺旋轴皮带轮、螺旋轴测速环、筛蓝电机皮带、螺旋电机皮带、筛蓝轴副电机、螺旋轴主电机、筛蓝电机皮带轮、螺旋电机皮带轮、螺旋轴转速传感器、筛蓝轴转速传感器、恒扭矩调控、筛蓝轴变频器、螺旋轴变频器、PLC控制器、触摸屏MPI。

所述筛蓝轴为中空腔回转体结构设置，其下端刚性连接安装有筛蓝轴测速环、筛蓝轴皮带轮，所述螺旋轴设置在筛蓝轴中，并与筛蓝轴同轴设置、其螺旋轴下端穿过筛蓝轴、且刚性连接安装有螺旋轴皮带轮、螺旋轴测速环，所述筛蓝轴副电机、螺旋轴主电机设置在壳体旁边，所述筛蓝轴副电机输出轴刚性连接安装有筛蓝电机皮带轮，所述螺旋轴主电机输出轴刚性连接安装有螺旋电机皮带轮；所述螺旋轴的动力就是由螺旋轴主电机通过螺旋电机皮带带动螺旋轴皮带轮输入，所述筛蓝轴的动力就是由筛蓝轴副电机通过筛蓝电机皮带带动筛蓝轴皮带轮输入。

所述PLC控制器作为整个传动系统核心分别与螺旋轴转速传感器、筛蓝轴转速传感器、恒扭矩调控、筛蓝轴变频器、螺旋轴变频器、触摸屏MPI电性连接，所述螺旋轴转速传感器与螺旋轴测速环磁性连接，所述筛蓝轴转速传感器与筛蓝轴测速环磁性连接，所述筛蓝轴变频器分别与恒扭矩调控、筛蓝轴副电机电性连接，所述螺旋轴变频器与螺旋轴主电机电性连接，所述螺旋轴主电机与螺旋电机皮带轮刚性连接，所述筛蓝轴副电机与筛蓝电机皮带轮刚性连接，所述筛蓝轴测速环、筛蓝轴皮带轮分别于筛蓝轴下端刚性连接，所述螺旋轴皮带轮、螺旋轴测速环分别于螺旋轴下端刚性连接，所述筛蓝轴皮带轮与筛蓝电机皮带轮通过筛蓝电机皮带连接在一起，所述螺旋轴皮带轮与螺旋电机皮带轮通过螺旋电机皮带连接在一起。

本实用新型PLC控制器使用AB的Micro850系列的PLC，筛蓝轴变频器、螺旋轴变频器使用PowerFlex 525变频器，筛蓝轴副电机、螺旋轴主电机采用三相异步电动机，触摸屏MPI选用威纶通TK6070ip型号触摸屏。

有益效果：本实用新型公开的双电机变频驱动煤泥离心机的传动系统，该系统采用同步带传动代替现有技术的齿轮传动，采用酯润滑代替现有技术的稀油润滑，传动部件大大减少，而且不再含有齿轮传动，润滑点仅为4盘轴承，润滑部分简单可靠，从而在最大程度上减少了故障率，整机除更换易磨损件、定期加润滑酯外，再也不须额外的维护。结合 PLC、变频器、传感器等技术，以保证螺旋轴、筛蓝轴两轴准确的转速差,这样提高了煤泥离心机整体性能，并可节约大量能源,平均节电率在30％以上，结构简单,具有加工制造难度小、整机可靠性高,离心机日常维护量小、自动化程度高、变频节能等特点。

附图说明

图1是本实用新型的机械结构示意图；

图2是本实用新型的组成结构连接关系示意框图；

图中：1-螺旋轴、2-筛蓝轴、3-筛蓝轴测速环、4-筛蓝轴皮带轮、5-螺旋轴皮带轮、6- 螺旋轴测速环、7-筛蓝电机皮带、8-螺旋电机皮带、9-筛蓝轴副电机、10-螺旋轴主电机、 11-筛蓝电机皮带轮、12-螺旋电机皮带轮、13-螺旋轴转速传感器、14-筛蓝轴转速传感器、 15-恒扭矩调控、16-筛蓝轴变频器、17-螺旋轴变频器、18-PLC控制器、19-触摸屏MPI。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本实用新型进行详细地描述，但是应该指出本实用新型的实施不限于以下的实施方式。

如图1、图2所示，双电机变频驱动煤泥离心机的传动系统，包括螺旋轴1、筛蓝轴 2、筛蓝轴测速环3、筛蓝轴皮带轮4、螺旋轴皮带轮5、螺旋轴测速环6、筛蓝电机皮带7、螺旋电机皮带8、筛蓝轴副电机9、螺旋轴主电机10、筛蓝电机皮带轮11、螺旋电机皮带轮12、螺旋轴转速传感器13、筛蓝轴转速传感器14、恒扭矩调控15、筛蓝轴变频器16、螺旋轴变频器17、PLC控制器18、触摸屏MPI 19。

所述筛蓝轴2为中空腔回转体结构设置，其下端刚性连接安装有筛蓝轴测速环3、筛蓝轴皮带轮4，所述螺旋轴1设置在筛蓝轴2中，并与筛蓝轴2同轴设置、其螺旋轴1下端穿过筛蓝轴2、且刚性连接安装有螺旋轴皮带轮5、螺旋轴测速环6，所述筛蓝轴副电机 9、螺旋轴主电机10设置在壳体旁边，所述筛蓝轴副电机9输出轴刚性连接安装有筛蓝电机皮带轮11，所述螺旋轴主电机10输出轴刚性连接安装有螺旋电机皮带轮12；所述螺旋轴1的动力就是由螺旋轴主电机10通过螺旋电机皮带8带动螺旋轴皮带轮5输入，所述筛蓝轴2的动力就是由筛蓝轴副电机9通过筛蓝电机皮带7带动筛蓝轴皮带轮4输入。

所述PLC控制器18作为整个传动系统核心分别与螺旋轴转速传感器13、筛蓝轴转速传感器14、恒扭矩调控15、筛蓝轴变频器16、螺旋轴变频器17、触摸屏MPI 19电性连接，所述螺旋轴转速传感器13与螺旋轴测速环6磁性连接，所述筛蓝轴转速传感器14与筛蓝轴测速环3磁性连接，所述筛蓝轴变频器16分别与恒扭矩调控15、筛蓝轴副电机9 电性连接，所述螺旋轴变频器17与螺旋轴主电机10电性连接，所述螺旋轴主电机10与螺旋电机皮带轮12刚性连接，所述筛蓝轴副电机9与筛蓝电机皮带轮11刚性连接，所述筛蓝轴测速环3、筛蓝轴皮带轮4分别于筛蓝轴2下端刚性连接，所述螺旋轴皮带轮5、螺旋轴测速环6分别于螺旋轴1下端刚性连接，所述筛蓝轴皮带轮4与筛蓝电机皮带轮11 通过筛蓝电机皮带7连接在一起，所述螺旋轴皮带轮5与螺旋电机皮带轮12通过螺旋电机皮带8连接在一起。

进一步的，所述筛蓝轴副电机9控制离心机筛蓝轴2的转速，筛蓝轴2转速决定了离心机的分离因素，分离因素越高离心机的分离效果越好，在通常情况下离心机的筛蓝轴2 转速是恒定的。由于螺旋轴1的结构和推料螺旋的旋向，离心机设计的推料螺旋的螺旋轴 1速度比筛蓝轴2转速高，两者之差称为差速，一般离心机差速的调整范围为4－20r/ min差速左右，差速大小视物料煤泥含固率而定。

在本实用新型离心机分离因数一定的情况下，为了保证煤泥干度稳定，差速必须随分离物浓度的变化而改变，分离物浓度越低要求降低差速，差速越低，物料煤泥在离心机腔体内的沉降时间就长，加大了煤泥干度；反之分离物浓度越高要求差速越大，物料煤泥在离心机腔体内的沉降时间越短，降低了煤泥干度，最终效果使煤泥干度稳定。

由于螺旋轴主电机10、筛蓝轴副电机9转速均是变频可调，所以差速的调节完全由双电机螺旋轴主电机10、筛蓝轴副电机9完成。为了解决交流异步电动机能在低速时输出扭矩小的问题，在实际应用中，筛蓝轴变频器16一般采用具有速度矢量功能的变频器来驱动，能较好地解决了筛蓝轴变频器16在低速时的力矩偏小的问题。

本实用新型离心机的恒扭矩调控制在触摸屏MPI 19上直接设定，其过程控制由PLC 控制器18中逻辑完成，本实用新型的启动、停止、离心机主要参数的监控及工艺参数及控制参数的设定根据设定的操作权限不同通过触摸屏MPI 19进行设置和标定。

所述恒扭矩调控15是筛蓝轴副电机9的实际力矩通过筛蓝轴变频器16模拟量通道输出的转矩估算值接入到PLC控制器18的AI，其对应关系为－200％～+200％额定电机转矩对应4-20毫安信号，此信号作为PID的反馈量，同时实时扭矩值实时在触摸屏MPI 19 上显示。

所述恒扭矩调控15调控功能如下：

在触摸屏MPI 19上直接设定扭矩值，扭矩设定范围30％～60％额定电机转矩，根据设定值与实测值的误差调整筛蓝轴变频器16的输入模拟量，将扭矩误差减少，达到稳定输出筛蓝轴副电机9转矩的目的。

实际扭矩值T与设定值相比：扭矩T↑→PID控制量↓→筛蓝轴副电机9频率↓→筛蓝轴副电机9转速↓→与螺旋轴主电机10的差速(Δn)↑→扭矩T↓，扭矩误差趋向于零；扭矩T↓→PID控制量↑→筛蓝轴副电机9频率↑→筛蓝轴副电机9转速↑→与螺旋轴主电机10的差速(Δn)↓→扭矩T↑，扭矩误差趋向于零。

进一步的，本实用新型所述恒扭矩调控15适用于进入离心机分离的物料含固率浓度波动大时使用。在该恒扭矩调控15模式下，筛蓝轴副电机9的输出力矩恒定，传动系统更加的稳定，在浓度波动时，可以自动调整筛蓝轴副电机9的筛蓝轴变频器16、可以根据不同工艺要求和物料煤泥方便地选择多段速运行,同时采用变频控制还可实现电机的软启动,减少对电网的冲击。

进一步的，本实用新型采用变频调速，改齿轮传动为带传动，稀油润滑为酯润滑，传动部件大大减少，而且不再含有齿轮传动，润滑点仅为4盘轴承，润滑部分简单可靠，从而在最大程度上减少了故障率，整机除更换易磨损件、定期加润滑酯外，再也不须额外的维护。变频器还具有过流、过载、过压等丰富的保护功能。还可节约大量能源,平均节电率在30％以上。当负载或电机出现异常时变频器因故障停机并快速封锁输出,这样可及时保护电机。离心机类负载为大惯性负载,由于离心机惯性大,启动转矩较大,启动时间较长, 变频器均按恒转矩类变频器放大一挡选择。由于离心机旋转惯性大,停机时间较长,因此变频停车方式应设置为自由停车模式。

进一步的，本实用新型PLC控制器18使用AB的Micro850系列的PLC，100kHz高速计数器6个，支持RS232/485串口通讯和EtherNet/IP、Modbus TCP以太通讯，筛蓝轴变频器16、螺旋轴变频器17使用PowerFlex 525变频器，该变频器非常适合联网机器和简单的系统集成，其标准特性包括嵌入式EtherNet/IPTM、安全性以及高达22kW/30Hp的性能，其最大输出功率为100kW，最大输出电流为9.6A，最大输出电压1000V，最大输出频率500Hz，筛蓝轴副电机9、螺旋轴主电机10采用三相异步电动机，额定电压220V，额定频率50Hz，额定转速1450rpm，触摸屏MPI 19选用威纶通TK6070ip型号触摸屏。