直线电机在焦炉捣固机上的应用.pdf

第 3 4 卷第4期 201 3 年1 2 月 哈 尔 滨 轴 承 J OU RN AL 0 F HAR B I N B E ARI NC vO 3 4 No 4 De c 201 3 直线电机在焦炉捣固机上的应用 梅兴旺 李玉全 1 哈尔滨泰富电气有限公司 黑龙江 哈尔滨 1 5 0 0 6 0 2 哈尔滨哈轴精密轴承制造有限公司 黑龙江 哈尔滨 1 5 0 0 3 6 摘要 分析了某种直线电机驱动的捣固机的结构形式 工作原理及其使用中发现的问题 阐述 了用新型直 线电机驱动的捣固机的结构形式 工作原理和优势 并对两种形式的捣固机做 了对比 关键词 焦炉捣固机 直线电机 结构形式 工作原理 中图分类号 T M 3 5 9 4 T F 5 2 6 2 文献标识码 B 文章编码 1 6 7 2 4 8 5 2 2 0 1 3 0 4 0 0 4 7 0 3 Ap p l i c a t i o n o f l i n e a r mo t o r i n c o k e o v e n t a mp i n g ma c h i n e M e i Xi ng wa ng Li Yuq u a n 1 Ha r b i n T e c h f u l l I n d u s t r y C o L t d H a r b i n 1 5 0 0 6 0 C h i n a 2 H a r b i n Ha z h o u P r e c i s i o n B e a r i n g Ma n u f a c t u r i n g C o L t d Ha r b i n 1 5 0 0 3 6 C h i n a Ab s t r a c t I t we r e a n a l y z e d t h a t t h e s t r u c t u r e wo r k i n g p r i n c i p l e a n d t h e p r o b l e ms d u r i n g u s i n g c o k e o v e n t a mi n g ma c h i n e b y l i n e a r mo t o r d r i v i n g a n d t h e s t r u c t u r e wo r k i n g p r i n c i p l e a n d a d v a n t a g e s o f t h e t a mp i n g ma c h i n e b y t h e n e w l i n e a r mo t o r d r i v i n g we r e d e s c r i b e d t h e n t wo f o r ms o f t a mp i n g m a c h i n e we r e c o mp a r e d Ke y wo r d s c o k e o v e n t a mp i n g ma c h i n e l i n e a r mo t o r s t r u c t u r e t y p e wo r k i n g p r i n c i p l e 直线电机驱动的焦炉捣 同机 因整体结构和 直线电机的布置形式不同 设备整体的使用效果 存在较明显的差异 本文针对直线 电机驱动捣 固 机的现有技术 对直线电机驱动捣固机的整体结 构和直线电机的布置形式作了一些分析 并对两 种形式的捣固机做了对 比 期望能对直线电机应 用在焦炉设备中的技术提升有所帮助 2 某种直线电机驱动的捣固机介绍 2 1 捣固机的结构形式及工作原理 某 种直线 电机驱动捣 固机的结构如 图 1所 示 3 为钢结构 采用 型钢焊接制作 与钢结构 3 相配有 竖直 的锤杆2 在锤杆2 的下方装 有锤头 1 锤杆2 两侧分别同定两块铝板而构成直线电机 T作所需次级4 直线 电机对称分布在锤杆2 的两 侧 每侧至少一组 每组直线 电机的电机外壳9 均配合 安装在上滑道 1 0 和下滑道5 之 问 相对于 上滑道1 0 和下滑道5 可在水平方 向上移动 上滑 收稿 日期 2 0 1 3 0 5 1 6 作者简介 梅兴旺 1 9 8 0一 男 工程师 1 锤头2 锤杆3 钢结构4 次级5 F 滑遭6 拉簧 7 电机风扇8 电机散热片9 电机外壳1 0 E滑道 1 1 滚轮l 2 上导向轮l 3 下导向轮 图 1 某种直线电机驱动捣固机结构简图 道 l 0 和下滑道5 与钢结构3 以焊接方式固定连接 靠近锤杆2 一侧的电机外壳9 上通过转轴安装有滚 轮 l 1 每组直线电机配有 四个滚轮1 1 滚轮1 1 与 锤杆2 的侧而相配合 即棰杆2 上下移动时可通过 滚轮1 1导 向 在钢结构3 上安装有上导向轮 1 2 和 下导 向轮1 3 对锤杆2 上下运动进行导向 直线 电机的电机外壳9 外壳 的另一侧 与钢结构3 之间设 1 O9 8 7 6 5 4 3 2 学兔兔 w w w x u e t u t u c o m 哈 尔 滨 轴 承 第 3 4卷 有拉 簧6 直线电机通 电时 电机在电磁 的作用 下靠向锤杆2 一侧 使滚轮1 1 与锤杆2 相接触 锤 杆2 在 电磁力作 用下 向上运动 断电时 电机在 拉簧6 的作用下滚 轮1 1 离开锤杆2 锤杆2 自由下 落 锤杆2 循环上下运动 完成对煤饼 的夯实 2 2 捣固机存在的不足 这种结构的捣固机虽然可完成对煤饼的夯 实 但存在如下不足 1 由于启动频率高 工作环境恶劣 直 线电机通电和断电的时间很短 每一次捣 固循环 都伴随着电机向锤杆方向运动和远离锤杆方向的 运动 这样 电机在捣固机工作过程 中始终处于振 动状态 缩短了捣固机的使用寿命 降低了设备 的可靠性 2 在使用过程中 锤杆下落底部时锤杆 受力产生振动和倾覆力矩都通过锤杆作用在架体 上的上导向轮 下导向轮和电机壳体的滚轮上 且上 下导向轮问无 固定导 向轮布置 这就加重 了电机的受迫振动 对电机的损伤很大 3 在使用 过程 中 锤杆两侧 固定 的铝板 受电磁作用产生较大的热量 温度达到1 0 6 q c 左 右 捣固机运行一段时间后 铝板就会出现起鼓 现象 铝板与钢板间出现缝隙 这样电机出力变 得非常不稳定 锤杆上下运动就无法按设定 的运 动模式运行 可见 这种直线电机驱动捣 固机 的结构形式 比较复杂 维护工作量较大 设备整体可靠性较 3 新型直线电机驱动的捣固机介绍 3 1 捣固机的结构形式和工作原理 新型直线 电机驱动 焦炉捣 固机 的结构形 式 如图 2所示 主要由制动器1 直线 电机2 架体 3 导 向装置4 锤杆5 组成 制动器 1 直线 电机 2 导向装置4 均与架体3 刚性连接 制动器1 安装 在架体3 的上端 直线电机2 对称布置在锤杆5 两 侧 直线 电机2 上至少安装有次级风机6 和初级风 机7 各一台 在锤杆5 长度方向上每隔两台电机布 置一组导 向装置 共 布置 四组导 向装置4 每组 导向装置4 如图 3 所示 由小导向滑轮 大导向 滑轮各两个组成 两个小导向滑轮上下对称布置 在锤杆的两侧 两个大导向滑轮左右对称布置在 锤杆的两侧 锤杆又是直线电机次级 且与锤杆 间设定一定的间隙 这样 锤杆在直线电机驱动 下上下运动时 小导向滑轮保证电机气隙在合理 范围内波动 大导向滑轮保证锤杆侧摆位移 控 制锤杆不与电机侧面相接触 四组导向装置4 即 保证了电机气隙 又使得直线电机免于因锤杆作 捣 固运动时所受反作用力和振动所产生的损伤 1 制动器 2 直线电机3 架体4 导向装置 5 锤杆6 次级风机7 初级风机 图2 新型直线电机驱动捣固机示意图 图 3 锤杆导 向装置不意 图 锤杆散热布置如图 4所示 锤杆两侧的直线 电机上 的次级风机吹 出的风 一部分直接带走锤 杆基材表面的热量 另一部分风吹过锤杆与直线 电机间的缝隙 图 4中箭头表示风路 带走锤杆 铝板表面和直线电机铁芯表面的热量 随着锤杆 作捣固动作 锤杆表面的热量不断被风带走 使 锤杆表面温度被控制在一个合理范围内 保证 了 直线 电机输出推力的稳定性 避免 了锤杆上铝板 因温度过高引起 的起鼓 制动器布置如 图 5所示 制动器安装 在架 体的型钢侧面上 制动器由液压系统驱动动作 学兔兔 w w w x u e t u t u c o m 第 4 期 梅兴旺 等 直线电机在焦炉捣固机上的应用 初级风机 次级风机 罔 4 锤杆散热示 意图 当设备停止运行时 制动器左右两部分中的夹紧 块在液压推力作用下夹紧锤杆的基材型钢短边两 侧 实现锤杆的制动 液压系统有保压功能 当 设备运行时 液压系统停止对外输出压力 制动 器在其内部装配的弹簧作用下 张开夹紧块 锤 杆 即可上下运动 3 2捣固机的优势 1 采用 四组固定式导 向装置 使直线 电 机避免了锤杆作捣固运动时所受反作用力和振动 所产生的损伤 结构简单 维护方便 提高了设 备的可靠性 2 直线电机上安装有次级风机 作为次 级表面强迫风冷的风源 使锤杆表面温度被控制 在一个合理范围内 保证了直线电机输出推力的 稳定性 避免 了锤杆上铝板因温度过高引起的起 鼓 3 锤 杆制动采用液压制动钳夹 持锤杆型 材表面的制动方式 制动系统响应速度快 4 结束语 由上可见 新型直线电机驱动 的捣 固机具有 较明显的优势 整体结构简单 设备可靠性高 部件少 连续作业能力强 具有很好的市场前 景 编辑 王立新 上接第4 4 页 刀具 长度补偿 螺距误差补偿和测量系统误差补 偿 反向间隙补偿 过象限误差补偿等 安全保 护功能数控系统可通过预先设置软极限开关的方 法 进行工作 区域的限制 当超程时可以触发程 序进行 减速 对 主轴的运行还 可 以进行监 控 N C 编程符合 D I N 6 6 0 2 5 标准 具有高级语言编程 特色的程序编辑器 可进行公制 英制尺寸或混 和尺寸的编程 程序编程与加工可同时进行 系 统具备1 5 兆字节的用户内存 用于零件程序 刀具偏 置 和补偿 的存 储 此外 2 个 通用 接 口 R S 一 2 3 2 可使主机与外设进行通信 用户还可通 过磁盘驱动器接口和打印机并行接 口完成程序存 储 读人及打印工作 数据通信部分 8 4 0 D系统 配有R S 2 3 2 T T Y 通用操作员接口 加工过程中可 同时通过通用接口进行数据输人 输出 此外 用P C I N软件还可以进行 串行数据通讯 通过R S 一 2 3 2 接 口可方便地使8 4 0 D 与西门子编程器或普通 的个 人 电脑 连接起来 进 行加工程 序 P L C 程 序 加工参数等各种信息的双向通讯 4 3 程序T 形图 数控车床程序T 形