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目前国内生产的1.2m矿用提升绞车大都采用绕线电机串电阻调速，电能浪费大，电控部分故障频繁，并很难解决煤矿井下使用中的隔爆问题。也有采用液压调速，但液压调速绞车成本高、效率低、容易漏油、维修困难等特点，推广使用困难。为此，我们研究开发了1.2m双NGW行星机构机械无级调速防爆绞车，该绞车采用两级NGW行星机构传动，一级作无级调速，实现恒功率提升;一级作减速之用，以满足总减速比的要求。可直接用于煤矿井下有瓦斯等爆炸性气体的场所。
1 绞车主要技术参数
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卷筒 |
直径(mm) |
1200 |
钢丝绳 |
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最大直径(mm) |
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20 |
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宽度(mm) |
1000 |
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破断拉力总和(kN) |
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219 |
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卷筒个数 |
1 |
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平均速度(m/s) |
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1．6 |
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一层 |
185 |
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最大提升力(kN) |
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25 |
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二层 |
380 |
电动机 |
型号 |
YB280M-8 |
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容绳量(m) |
三层 |
575 |
功率(kW) |
55 |
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四层 |
780 |
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传动比i 30 |
外形尺寸4900×3000×1600 |
机器总重量(不含电机) |
6480kg |
2 绞车结构与工作原理
该绞车主要由电机、行星调速器、调速闸、行星减速器、工作闸、齿轮联轴器、主轴装里和安全制动等部分组成。(图1为绞车的传动系统简图)其工作原理是:电机启动前，先松开调速闸2,闸死工作闸4,然后启动电机，电机带动行星调速器3的内齿圈转动，动力不输出，实现空载启动。避免冲击载荷给传动系统带来的损伤。电机启动后，慢慢闸死调速闸，同时松开工作闸，动力通过过渡轴传给行星减速器5进行减速，减速后通过齿轮联轴器6带动主轴装置7进行提升与下放。安全制动装置8为平移式常闭块闸，其制动力来自电力液压推动器。电力液压推动器的电机与主电机并联，当主电机启动时，电力液压推动器的电机也同时启动，将安全制动闸打开;当断开主电机电源时，电力液压推动器电机同时失电，安全制动闸将主轴装置闸死。安全制动装置我们设2了两套控制系统，在电控箱上设置了紧急停车按钮外，同时设置了脚踏停车装置。当遇紧急情况需停车时，除可按紧急停车按钮外，还可用脚踏开关进行紧急停车。另外本绞车还设置了龙门式深度指示器，安装了报警装置和防爆过卷保护装置。
1．电机 2．调速闸 3．行星调速器 4．工作闸 5．行星减速器 6．齿轮联轴器 7．主轴装置 8．紧急制动闸
图1 绞车传动系统
1．输出轴 2．行星减速器 3．工作闸 4．工作制动轮 5．轴承座 6．过渡轴 7．调速闸 8．行星调速器 9．扇形轴承座
图2 传动系统主要部件
3 传动系统结构
该绞车传动系统主要由以下部分组成:箱出轴、行星减速器、工作闸、工作制动轮、轴承座、过渡轴、调速闸、行星调速器和扇形轴承座等组成。(图2)输出轴1通过齿轮联轴器与主轴装置相连。扇形轴承座7通过螺栓与电机相连。现将传动系统主要部件简介如下。
3.1 调速闸与工作闸
调速闸和工作闸都采用块闸，通过棘齿和操纵手把实现松开和闸死。
3.2 行星调速器和行星减速器
行星调速器与行星减速器均采用NGW行星机构，并采用中心齿轮浮动来补偿各零件的制造误差，使各行星轮均衡分担载荷。同时，在传动比得到保证的前提下得到理想的中心距，在保证装配及同心等条件下，使齿数的选择有较多的灵活性，采用中心齿轮正变位、行星齿轮和内齿圈负变位，以获得准确的传动比，提高齿轮啮合传动质量和承载能力以及提高行星机构的可靠性。行星轮架是行星齿轮传动中结构比较复杂的一个重要零件，它也是承受外力矩最大的零件，其结构和加工精度对传动性能都有相当大的影响。我们采用铸造双壁整体式结构，材料为ZG310—570，行星轮轴承安装在行星轮内。这种结构的行星轮架刚度大，受载变形小，有利于行星轮所受载荷沿齿宽方向均匀分布，减少振动和噪声。行星轮架的加工采用数控车和数控铣来保证行星架上各行星轮轴孔与行星架基准轴线的中心距偏差、各行星轮轴孔的相邻孔距偏差和行星轮轴孔对行星架基准轴线的平行度公差，从而保证各齿轮的啮合侧隙，行星轮间载荷分布均匀。
3.3 输出轴和过渡轴
两轴均采用45钢，粗车后调质处理，然后精车，并磨削轴承档。由于纹车在使用过程中存在反复正反转，因此两轴上凡有平键联接的地方均设计为双键。
该绞车已试制出样机并通过了型式试验，现正在安徽宜城煤矿进行井下工业性试验，通过一个月的工业性试验结果表明:各项指标均达到了设计要求，且性能可靠、结构紧凑、体积小、操作简单。下井搬运、安装调试都非常方便。
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