堆取料机的调速研究.pdf

雄取料机的调速研究
李毅民王英洁石长忠
大连重工?起重集团有限公司大连116013
摘要:堆取料机的调速是现代堆取料设备调试和使用的重要环节,调速的目的是满足使用工艺参数,提
高设备效率与减少冲击载荷,延长设备钢结构的疲劳寿命,改善性能与可靠性。通过产品设计与现场实践经验,
并结合理论分析,详细描述了堆取料机各机构的调速机理及实现方法,对设备设计者和使用者有一定的借鉴
意义。
关键词:堆取料机;变频回转调速;余弦函数倒数调速
中图分类号:U653.928.5文献标识码:A文章编号:1001-0785(2011)04-0016-04
Abstract: The speed governing, the key step of modern stacker/ reclaimer commissioning and use, aims to meet the
technological parameters, reduce the impact load extend the fatigue life of steel structures of the equipment, and improve
the equipment performance and reliability. With the product design and field experience, and combining with the theoretical
analysis, the paper describes the speed governing mechanism as well as the implementation method for all mechanisms of
stacker/reclaimer in detail, providing referenee for the equipment designers and users
Keywords: stacker/reclaimer; variable frequen rotation speed- overing reciproal cosine function speed- oveming
堆取料机是现代散料装卸的主要设备,应用
在港口、电厂、治金、水泥、矿山等行业的原料
式中:Q为取料能力,レh;y为物料密度,
场。堆取料机有多种形式,随着技术的进步,各
机构逐渐采用先进的调速方式。堆取料机的调速
目的主要是:提高效率,减少冲击,调整取料能
力,改善设备的性能与可靠性。
摇臂式斗轮雊取料机回转机构的调速
斗轮堆取料机的回转机构在回转角度范围内
图11层1个进尺单程取料形状
通常为变速运行,一般采用与轨道长度方向的夹
角余弦函数的倒数成正比的速度变化规律调速
将取料时斗轮水平挖掘的轨迹用平面图表示
由于控制技术水平的限制,过去采用的是3级直如图2,图中y与x的交点为前次回转时的回转中
流电机可控硅调速的方法。随着先进的交流变频心;y与x的交点为进尺m。后的回转中心;Ar为
电机技术及直流电机控制技术的应用,开始普遍回转角度为时的进尺量;r为回转半径与斗轮半
采用连续调速的方法调整回转机构的转速
径之和,m
根据回转机构的转速、每层取料深度、进尺
量可以计算出某一瞬时的取料能力。在图1中,h
表示每层深度,m;m。表示回转角度为0时的进
尺量,即大车步进的距离,一般为0.3-~1.5m;
△r表示在某一回转角度时的进尺量,m;表示在
某一角度时的斗轮水平回转线速度,m/s;a表示
回转的角度位置,(°)。
对应于某一角度的取料能力可由下式计算
图2斗轮取料轨迹平面几何形状
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《起重运输机械》2011(4
使用余弦定理可计算出。和△r有如下关系:构的回转转速可以按照与余弦函数的倒数成正比
=r+mn-2cos(-Q)m。ra
的变化规律调速。此种调速方法与理论计算值具
-2m.cosa+v /2cos am-4(n
们一定的差距,但在工程上可满足使用,并简化
∫速度变化曲线。在回转角度范围内仅仅在0°
70°时为变化的回转速度,70°~90°为恒速运行,
。Sln
见图3。在实际应用中采用编码器检测悬臂梁中心
mn。COsQ士
线向与大车轨道的夹角,根据检测到的夹角信号
=m。coa+『1±
确定需要的速度,最后由PLC根据对应角度确定
sin a
的回转速度,并驱动变频器工作在对应的频率下,
式中:sin'a的计算结果为0~1;mo的取值使电机达到某一角度位置需要的转速,最后实现
范围为0.3~1.4m;煤炭的取料能力为300~需要的回转速度的变化
6000tレh,r的取值范围为25~55m。
=(2.9x10~2.3x10
1:cosa)
可以看出(的数值为一较小的数量级
sin a
5%
图3回转角度与回转速度的关系曲线
故可以忽略。
△rm。Cosa
2堆取料机大车行走机构的调速
对应于某一角度瞬时取料能力为
2.1斗轮堆取料机的大车调速
Q=harv/3 600=hmocosauy/3 600
斗轮堆取料机的大车行走速度一般采用高
如果回转角度以0时的速度为基准进行调速,则低2个速度。高速的目的是为了提高设备的效率,
U=uo(1/cos@
低速的目的是便于准确控制每次步进的距离或堆
对应的回转角速度为
料点的位置。由于技术落后,过去调速大多采用
a=ao(1/cos@
治金起重类异步鼠笼式双绕组电机的方式。即在1
则Q= hmo cosatu(1/eosa)y/3600= motor/3600个电机里设有2个绕组,1个绕组为四极电机,另
调速后的取料量为一不随角度变化的恒定值,1个绕组为十六极电机。这样折算到电机轴的输出
实现了相对的稳定取料能力。在实际的应用中由转速分别为375r/min与1500r/min。选用适当的
于(l1/cosa)在90°时为无穷大,所以调速的角度减速器速比使得堆取料机大车的速度分别为低速
范围为0°~70°。一般正常使用时起始角a1为10°7.5m/min,高速30m/min
左右,并根据设备的回转半径、轨道基础的宽度、
由于技术的进步,现在大车机构几乎全部采
料堆的高度、取料的层数位置发生变化。当角度用变频电机驱动,行走机构实现双速变得非常容
大于70°以后,其速度与70°时的速度相同,以避易,调整变频器的频率就可实现大车速度的改变。
免速度过高时的冲击与振动。
堆取料机大车行走机构的调速属于有级调速,
由于不同料层回转机构的转动角度是变化的,实际变频调速应用中仍然分高速与低速2挡。而
对于速度的控制还应包括位于起始与终止角度位
在大车起、制动时仍需要调速,只不过这种调速
置时的加速度的调整,一般在高速角度位置时启、不需要人的干预而自动实现。起、制动的时间通
制动的时间不小于5s,低速的角度位置启、制动常高速为4~6s,低速为3~4s。
时间不小于3s。这样可以使设备的回转机构启、22混匀堆料机的大车行走调速
制动平稳,减小了冲击。
混匀堆料机是用于料场堆料并对物料进行均
结论:摇臂式斗轮堆取料机在取料时回转机化的设备。在堆料时设备的大车会不停地从一端