[01279578]带式输送机可控变速装置关键制造技术与产业化

《带式输送机可控变速装置关键制造技术与产业化》是省科技攻关计划项目,编号0524260021。 带式输送机可控变速装置采用液压传动系统,通过蜗轮蜗杆机构实现对行星齿轮机构的输出转速进行控制,并根据电气控制信号使输出转速随工况特征进行改变,原理新颖,液压传动系统具有体积小,容易实现无级变速,调速方便等许多优点,蜗轮蜗杆机构具有传动比大,结构紧凑,传动平稳,振动和噪声低,传动效率能够随转速变化等特点,将二者结合对行星齿轮机构的输出转速进行控制,可以简化整机结构,减少整机的尺寸和重量。深入研究这种机电液一体化装置的关键制造技术,是保证良好整机性能和技术经济指标的途径。 制造技术是一个广义概念,包括设计和加工两个方面。为了提高整机的工艺性,课题组以齿轮机构的模数、齿数和齿轮宽度等参数为设计变量,以主传动链体积最小为目标函数,以行星齿轮机构的传动比条件、同轴条件、装配条件、邻接条件和强度条件等为约束条件,建立数学模型,采用改进的枚举算法,编制程序,对技术参数进行优化计算,在满足性能要求的前提下,使得整机尺寸较小,节约了材料,提高了整机的工艺性。分析蜗轮蜗杆机构的工作特点,推导了在蜗轮机构自锁且受力矩作用的情况下,利用蜗杆驱动蜗轮按照的方向以角速度转动时,在蜗杆上施加力矩的计算方法,分析了蜗杆传动的可控性,为解除蜗轮自锁,使蜗轮实现可控运动提供了理论依据,也为液压系统的负载分析奠定了基础。利用PLC控制电液比例调速阀的开口量、使液压马达流量（转速）按非线性规律变化的方法,采用模块化结构,将“层”的概念引入到控制程序的设计中,从而保证了可控变速装置的输出轴转速按给定规律变化。将输出轴组件（即行星架组件）采用简支梁结构,提高了组件刚度,针对组件结构特点,拟定了合理的工艺,为可控变速装置的产业化提供了技术保障。 带式输送机可控变速装置的整机工作性能与美国的CST（Controlled Start Transmissions）相近,与国产的MST机械软启动传动装置相同,但CST和MST均采用液黏传动原理实现变速,其液黏传动装置的加工精度要求高,制造难度大。带式输送机可控变速装置采用运动合成原理实现变速,采用比较成熟的液压传动技术,制造容易,成本低。其输出轴组件采用简支梁结构,本项目针对其结构的特殊性,解决了关键制造技术。从查新报告可知,目前国内还没有相关研究成果的报道。 临汾市天宇新矿山设备制造有限公司和河南焦矿机器有限公司的应用证明,本课题的研究成果能够满足生产要求,提出的技术参数符合实际,工艺合理,解决了样机试制过程中的技术难题,为进一步优化带式输送机可控变速装置的结构和产业化奠定了基础。带式输送机可控变速装置是典型的机电液一体化装置,具有良好的速度－力矩特性,对于改善带式输送机工作性能具有重要实用价值。随着带式输送机可控变速装置的推广应用,带式输送机可控变速装置关键制造技术与产业化的相关成果必将发挥重要作用,为提高我国带式输送机的技术水平做出贡献。 本课题主要针对平行轴式可控变速装置的关键制造技术进行了研究,涉及垂直轴式可控变速装置的制造技术的研究内容较少。液压系统和电气控制系统由标准元件组成,没有形成独立的功能模块或系列产品,不便于大面积推广应用。今后需要进一步扩大试用范围,研究和解决推广应用中可能遇到的新问题。