第十五章 软启动装置

1、第十五章 软启动装置一、概述1、液体粘性软起动装置特点(1) 能够使大功率电动机空载起动，以减小对电气和机械的冲击；(2) 解决了带式输送机的重载起车问题；(3) 液体粘性软起动装置能够提供可调的、平滑的、无冲击的起动力矩；(4) 根据输送机的特点，可以设定起动曲线；(5) 正常工作状态下，系统工作效率高，功率损耗小；(6) 与电动机具有良好的匹配特性，能充分利用电动机的最大力矩；(7) 需要时可以实现多电动机驱动功率相互平衡；(8) 可以实现输送机的无级调速，以满足不同的工作需要；(9) 在输送机过载时能实现自动过载保护功能；(10) 适合应用于煤矿井下防爆要求的场合。2、主要用途液体粘性软

2、起动装置可广泛地用于煤矿井下带式输送机和起重运输机械、工程机械、军工机械、风机、水泵等机械产品的软起动、调速和软制动过程；能极大地改善和提高机械设备的起动、运行和停车性能，很好地消除对电气和机械设备的冲击，实现主机设备过载自动保护、功率均衡等功能，提高机械的工作效率和工作可靠性，节省能源，降低设备使用成本。3、液体粘性软起动系统的选用型号含义YNRQD 额定转速（r/min） 传递功率（kW） 液体粘性软起动4、工作条件(1) 工作环境温度不大于+40；(2) 无显著摇摆和剧烈振动、冲击的场合；(3) 环境内无足以锈蚀金属的气体和尘埃；(4) 周围空气中的可燃性气体、煤尘等不得超过煤矿安全规程

3、的安全含量。5、对环境影响液体粘性软起动装置采用了先进的设计方法和制造工艺，工作安全可靠，工作噪声小，对环境无污染，工作效率高，是节省能源，降低消耗的高科技产品。二、结构特征与工作原理1、系统组成液体粘性软起动装置由机械系统、液压控制润滑系统和配套电控系统三部份组成。1) 机械系统结构及工作原理机械系统结构如图1所示。1 输入轴;2壳体；3控制油缸；4弹簧；5主动摩擦片；6从动摩擦片；7输出轴图1 液体粘性软起动系统机械结构图控制油液体粘性软起动装置是利用液体的粘性即油膜剪切力来传递扭矩的，其结构如图1所示，其结构主体由主、从动轴，主、从动摩擦片，控制油缸、弹簧、壳体及密封件等组成。当主动轴带

4、动主动摩擦片旋转时，通过摩擦片之间的粘性流体形成油膜带动从动摩擦片的旋转，改变控制油缸中的油压大小可以调节主、从动摩擦片之间的油膜厚度，从而改变从动摩擦片输出的转速和扭矩的大小，实现带式输送机各项驱动要求和可控软起动功能。液体粘性软起动系统的传矩方程为： (1)式中 1主动摩擦片的角速度，rad/s；流体的动力粘度，Pa·s；n油膜数； h油膜厚度，m；R2主、从动摩擦片的接触面外径，m；R1主、从动摩擦片的接触面内径，m；i主、从动摩擦片的旋转速度比。由式(1)可知，对于一定结构的液体粘性软起动装置，其输出扭矩与主、从动摩擦片的角速度差成正比，与油膜厚度h成反比；所以通过调节油膜厚

5、度可以方便地调节输出扭矩和角速度差，从而达到调速目的。 2) 电气控制系统图2 液压原理图由于大功率带式输送机多采用多机驱动方式，因此我们设计多台电机共同驱动的电气综合控制系统，电气控制系统采用我公司配套的矿用防爆电控装置。其主要控制内容有：通过输送带速度与液体粘性软起动装置输出转速比较，来决策输送带与驱动滚筒之间是否打滑和超速保护；通过计算机决策对液体粘性软起动装置的比例阀电流进行闭环控制，实现多机间的功率平衡调整；通过综保控制箱可以采集输送机沿线停车、输送带跑偏、温度、烟雾、撕带、断带、堆煤等故障保护信号。起停车按钮主要有：输送机起车报警、输送机正常起车、输送机正常停车、输送机紧急停车。应

6、用于输送机的电气控制系统的接线原理图根据用户要求另行专门提供。3) 液压控制润滑系统液体粘性软起动装置的液压系统主要由润滑系统与控制系统组成，其中润滑系统的作用是当输送机进行软起动或进行调速时强制冷却摩擦片间产生的热量，保证摩擦片之间形成剪切油膜；而控制系统则进行摩擦片间间隙的调整，从而改变油膜厚度，使得输出速度根据需要而变化。其液压系统的组成如图2所示，主要由粗滤油器1、润滑泵电机2、润滑泵3、大流量单向阀4、压力表5、温度传感器6、压力传感器7、精滤油器8、安全阀9、节流阀10、单向阀11、控制泵12、控制泵电机13、电液比例阀14组成。4) 工作液体工作液体在液体粘性传动中的作用是冷却摩

7、擦片间由于滑差而产生的热量，同时在摩擦片间形成油膜，使摩擦片在起动过程中始终处于良好的润滑状态，保证起动时的可靠稳定运行。对于液体粘性软起动装置中的工作液体，应具有以下性能要求：延时5SYN起车报警拒起车YYYN投入功率平衡起 车前台起车？各保护正常？开润滑油泵开润滑油泵开？松机械闸松机械闸？分时起动各主电机各主电机起动？起动软起动控制油泵各控制泵起动？按闭环控制增加控制油压起动输送机达到全速？起动完成后台联锁控制输送机正常工作NNNYNNY图3 液体粘性软起动系统的控制过程图(1) 有良好稳定的运动粘度；根据液体粘性软起动装置的传矩方程，工作液体的粘度将影响扭矩特性、承载能力、油膜的形成等等

8、。液体粘性软起动装置要求工作液体的运动粘度一般为20-50mm2/s。(2) 具有良好的润滑性能；润滑性可以降低摩擦和减小磨损。(3) 具有良好的氧化安定性；工作油在长期循环工作中，与空气中的氧气接触会氧化变质，生成酸、胶质和炭化氧化物，会使油变暗、粘度变化，并生成大量沉淀物，影响系统的工作性能。(4) 具有高的比热和较好的热导率；比热高，热导率好，吸收的热量多，散热效果好。(5) 工作油还应具有良好的抗泡馍能力，以减小软起动系统在工作中产生大量泡沫，增大了氧化表面，进一步影响工作油性能。液体粘性软起动装置的工作油既作液压油用又作润滑冷却油用，根据以上性能要求，采用6号（YLA-N32）液力传

9、动油（北方地区）或8号（YLA-N46）液力传动油（南方地区）作为液体粘性软起动装置的工作油。2、液体粘性软起动装置起动过程工作原理图3给出了液体粘性软起动装置对带式输送机等大型机电设备驱动系统的软起动过程的控制流程原理图。 三、主要技术参数(1)传递功率560kW (2)额定转速1500r/min (3)油箱容积 0.8 m3 (4)油压油：6号（YLA-N32）（北方地区）或8号（YLA-N46）（南方地区）液力传动油四、液体粘性软起动装置图图4 液体粘性软起动装置外形图五、液体粘性软起动装置的安装调试与使用操作 1、 将液体粘性软起动装置按照装配图的要求安装，注意输入轴与输出轴之间的同轴

10、度必须小于0.05，否则必须重新调整，保证同轴度后才能试车。2、安装时，必须保证液压站底面低于软起动轴1400mm,即保证回油管路500mm高差。3、将液体粘性软起动装置的各连接件，包括紧固件和液压管路、液压阀等连接可靠。4、液体粘性软起动装置的液压站加油前必须重新清理，液力传动油必须采用精过滤机加油。5、 将各电控装置按接线图接好。6、运行前准备工作在接通电源前必须进行下列检查：(1) 检查油箱的液位，是否加到规定的位置；(2) 检查液压泵站的所有阀是否在调定位置；(3) 检查电机接法是否与电源电压匹配；(4) 控制线是否按电控图接好；(5) 各联接处是否拧紧。7、液压系统试运行(1) 点动

11、电动机，查看电机运行方向是否正确；(2) 运行一刻钟，查看各液压件是否有泄漏；(3) 检查是否有异常振动、噪音和发热。(4) 检查软起动装置的回油是否正常。8、液体粘性软起动装置液压系统的调节步骤(1) 控制系统中的安全阀工作压力设定为2MPa；(2) 把控制系统中的节流阀完全打开；(3) 把比例阀零位调整螺栓调至适当位置。(4) 开润滑泵（电机功率7.5KW）,压力一般在1.2MPa以内,有时可能会超过1.2MPa，油温高压力会降下来，主要目的检查软起动装置是否漏油，压力是否偏高。(5) 开控制泵（电机功率2.2KW）,中间表的压力必须在0.3MPa以下，压力超过0.3MPa,就要调节比例阀

12、后面的调整螺栓，一般外松压力会降下来，若压力再降不下来要拆开清洗，看一下弹簧的硬度，是否灵活。(6) 电流调节：调节时必须慢慢调节，达到电流最大状态，此时控制泵电机不能停下来，一般最大电流时，压力2MPa,若超过了2MPa,就要拆开中间安全阀上盖，取出阀芯垫子，去掉一个垫子或几个垫子，此时压力会降下来。实际正常工作时，压力在1-1.5MPa之间。9、与主机联调(1) 先开主电机；(2) 起动润滑泵，运行3 s后，开控制泵；(3) 缓慢起动带式输送机（调节比例阀电流，电流调节必须慢调，太快则皮带迅速起动，达不到软起动的目的）；(4) 观察控制油压变化是否正常，工作是否稳定可靠,否则液压系统内可能

13、有气体或油脏。(5) 控制泵两压力表压差不能超过0.6MPa；(6) 当带式输送机达到全速时，停润滑泵；(7) 运行15分钟左右，看油温，触摸油箱或软起动装置，若烫手，必须检查软起动装置是否回油。10、注意事项(1) 安装时，必须保证回油管路畅通，高差大于500mm;(2) 应保证液压油的清洁，加油必须采用精过滤机加油；(3) 油箱的油位应满足标注高度，油箱的放置应水平；(4) 根据控制回路压力表指示，当精滤油器的压差超过0.6Mpa时，必须马上更换精滤芯；(5) 根据不同地区，工作油应采用6号（YLA-N32）或8号（YLA-N46）液力传动油；(6) 正常运行时看中间压力表1.01.5之间

14、是否稳定，若表针抖动厉害，必须清理油箱和过滤工作油。(7) 手动控制在停车前，一定要先开润滑泵，后停控制泵，然后停车。(8) 检修工作应在各用电设备断电后进行。六、故障分析与排除1、常见故障故 障 现 象原 因 分析排 除 方 法油温过高1.回油不畅通，软起动装置出现搅油，2.软起动装置起动过于频繁。3.软起动装置低速运行。1.增加机械部分和液压站之间高度差，机械部分与液压站高差应保证500mm以上2.起用备用回油孔，采取多路回油3.采用强制性水冷却4.控制每小时起动次数不超过10次液压系统有渗漏油现象液压元件密封没有压紧，或密封件挤压变形重新拧紧或更换密封件软起动装置漏油油封损坏更换油封液压

15、系统工作时声音异常，控制泵有冲击声液压系统内有气体，或油太脏排出系统内的气体，更换精滤芯并过滤工作油液压控制系统工作压力在0.4MPa以下，不继续升油质脏，液压控制系统的比例阀或安全阀堵开了。清洗液压阀，更换精滤芯并过滤工作油。液压控制系统工作压力在0.7MPa左右，不继续升软起动的输入联轴器安装不正，损坏软起动的密封和配油盘。重新更换软起动的密封和配油盘，调整输入联轴器的同轴度，保证不能出现安装不正。2、典型故障故障一：液压系统控制油压达不到正常值此类故障在设备故障中所占比例相对较多。排除方法：（1）正常起动系统后，根据电气控制接线图，用万用表检查控制箱输出至电液比例阀的接线端子有无电压信号

16、（正常值为710V），如果没有输出信号,可以诊断为控制系统比例放大板故障，此时应及时更换比例放大板。（2）如果上述措施未能排除故障，需要检查电液比例阀。第一步：调整电液比例阀后端调整螺栓，如果油压没有反应，执行第二步；第二步：清洗电液比例阀和一侧溢流阀阀芯，同时更换滤芯。通过此措施排除故障后，需要重新调整系统的工作残压和系统正常工作油压。（3）上述两项措施仍不能排除故障时，将液压系统控制油出油口封堵后，重新起动系统，观察控制油压是否正常。如果油压正常，则可以判断软起动机械本体故障，需要通知公司派专业技术人员对软起动机械本体进行检修。故障二：液压系统在控制油泵起动后，控制油压快速增至工作值，丧失

17、软起动效果出现此类故障时，应分两步排除: 1检查比例阀的电流,看是否电流增加过快. 2检查电液比例阀,看其内部的阀芯是否被细微杂质阻尼,不能被液流复位和灵活移动.通过清洗比例阀和一侧溢流阀阀芯的方法可排除故障，但通过此措施排除故障后，需重新调整系统的工作残压和正常工作油压。故障三：电控发出起动指令后，系统未能正常起动出现此类故障时，应第一步：当发生故障停车，需在故障排除后按故障解除按钮；第二步：检查主电机、制动闸、润滑油泵以及控制油泵开关的控制与返回信号是否正常。3、常见问题的处理:1) 液压系统的启动残压过高,皮带启动响应过快.在液压系统调整时,一般把系统的残压(初压力)调至0.3 Mpa以

18、下.如果高于0.3 Mpa,在皮带空载的情况下,可能会缓慢启动,但这时传递的扭矩并不是很大,所以不会使皮带达到设计带速.这时应该调整比例阀把系统的残压控制在0.3 Mpa以下.另外.在主电机和润滑泵电机启动之后,由于润滑泵排量很大且有很小压力,这时液压油会挤压主从动摩擦片,主电机的扭矩会部分传递给减速器,引起皮带移动,这属于设备使用中的正常现象,不会影响设备的软启动效果.2) 系统启动后压力停留在某一数值后不再升高,达不到规定油压,下次启动后仍然保持原值.出现这个现象的原因是电液比例阀不再对主阀起作用,主阀上的阻尼孔被堵塞,阻断油路,这时应拆除溢流阀清洗.3) 系统启动过程中压力线形不好,出现前快后慢或前慢后快的情况.这时应仔细调节比例阀芯到一