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說到離合器,大家可能第一個就想到了身邊經(jīng)常使用的離合器:汽車離合器,那么離合器在鋼鐵企業(yè)剪板機中發(fā)揮著什么作用呢?任何形式的剪板機都有離合裝置,只是形式不同而已。
目前國內(nèi)鋼鐵企業(yè)精整剪切線摩擦片式離合器剪板機仍占有較大比例,設(shè)計剪切能力大小不等,以南京鋼鐵股份有限公司(以下簡稱南鋼)中板廠為例,精整線在役摩擦片式離合器剪板機共計三臺,設(shè)計剪切能力均為360噸,設(shè)計剪切鋼板厚度為40mm(實際剪板厚度能力僅為23mm)。該類型離合器剪板機在實際生產(chǎn)使用中普遍存在以下問題、缺陷:
1)剪切能力與設(shè)計能力相差較大(設(shè)計考慮的鋼板延伸率參考值單一固定且偏低以及摩擦片使用過程中處于不斷磨損動態(tài)過程從而扭矩傳遞逐漸下降)。
2)是摩擦片故障率高,主要表現(xiàn)在摩擦片打滑燒損致使無法使用、停產(chǎn)。
3)摩擦片式離合器整體結(jié)構(gòu)復雜,零部件隱蔽性強,不便于日常點檢、維護、以及設(shè)備狀態(tài)的跟蹤。
隨著近年來永磁技術(shù)發(fā)展,各種永磁耦合產(chǎn)品的出現(xiàn)以及成功運用案例,因此南鋼于2016年首次使用了江蘇磁谷自主研發(fā)生產(chǎn)的繞組式永磁離合器代替摩擦片式離合器以解決其弊端,大幅減小了沖擊,實現(xiàn)了柔軟剪切。
現(xiàn)場工況:
△剪板機驅(qū)動電機功率185kW,轉(zhuǎn)速980rpm
△整個系統(tǒng)為三級減速傳動
改造后:
解決了當前離合器最大傳遞轉(zhuǎn)矩不足的問題(可恢復到最初設(shè)計的傳遞轉(zhuǎn)矩值);
解決了當前摩擦片離合器經(jīng)常燒毀的問題。
南鋼相關(guān)負責人表示,他們于2016年安裝應用了1臺繞組式永磁離合器,現(xiàn)場改造使用效果良好,于2019年繼續(xù)采購了2臺,使用至今,運行穩(wěn)定。采用繞組式永磁離合器替代摩擦片離合器后,
1)可滿足起動轉(zhuǎn)矩:17kNm,額定負載時的輸出轉(zhuǎn)速:15.22 rpm,且在額定負載(即剪切鋼板過程中),第二主軸不會產(chǎn)生額外軸向力;
2)沒有機械動作,不需要氣缸,通過電氣控制單元的接通和斷開來控制離合器的接合與分離;
3)通過控制單元設(shè)置最大電流限值就可以控制所傳遞的最大轉(zhuǎn)矩值,可以非常方便地實現(xiàn)過載保護功能。
總體來說繞組式永磁離合器結(jié)構(gòu)簡單,直觀,易點檢維護調(diào)整,性能滿足剪板機對離合器的要求,消除了摩擦片式離合器因摩擦片磨損扭矩傳遞動態(tài)衰減造成的剪切能力下降導致剪停、燒損等問題。
同時,南鋼相關(guān)負責人在2019年04期《南鋼科技與管理》上發(fā)表的文章《無摩擦離合式剪板機的設(shè)計與改造》,還提到了控制及保護方面:全套繞組式永磁離合器系統(tǒng)同時考慮設(shè)計盤車功能、剪停保護、集電環(huán)拉弧保護、超時保護,介質(zhì)供應達不到與設(shè)計保護、剎車延時預設(shè)等各方面連鎖保護及控制邏輯,提高了整體系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、可靠性。
現(xiàn)有離合器按接合元件的工作原理,可分為嵌合式和摩擦式;按實現(xiàn)離、合動作的過程可分為操縱式和自控式;按操縱方式則可分為機械式、氣壓或液壓式、電磁式等。但是以上所有分類的離合器,主、從動部分都有接觸,工作時均存在不同程度的摩擦、磨損。而繞組式永磁離合器與以上傳統(tǒng)離合器都不相同,是一種主、從動部分不接觸、無摩擦的離合器。
繞組式永磁離合器是一種全新的離合器,與傳統(tǒng)離合器相比有以下特點:
1)傳遞運動和動力時無接觸、無摩擦,當然就無磨損,沒有易損元件。
2)在接合和分離過程中無需任何機械式的如氣動、液壓或電磁等執(zhí)行機構(gòu)。
3)控制部分設(shè)定繞組轉(zhuǎn)子的限流值,很容易就可以做到安全離合器的功能。
4)串以有輔助散熱系統(tǒng)的電阻運行,即可對負載作簡單調(diào)速。
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