CN106364852A - 松散物料输送设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种松散物料输送设备(1)，其具有用于装载或运输松散物料的环绕运行的带状、链状或圆形的输送装置(4)和至少一个驱动装置(2)，该至少一个驱动装置具有至少一个电动驱动电机(5，51，52)和配有至少一个变速器输入轴(7，71，72)和变速器输出轴(8)的变速装置(6)，其中，至少一个变速器输入轴(7，71，72)与至少一个驱动电机(5，51，52)连接，至少一个变速器输出轴(8)与至少一个用于输送装置(4)的驱动装置(3)连接，其特征在于，变速器装置(6)至少包括两个可切换的机械式档位。

Description

松散物料输送设备

技术领域

本发明涉及一种松散物料输送设备，其具有：用于装载或运输松散物料的环绕运行的带状、链状或圆形的输送装置和至少一个驱动装置，至少一个驱动装置具有至少一个电动驱动电机和配有至少一个变速器输入轴和变速器输出轴的变速装置，其中，至少一个变速器输入轴与至少一个驱动电机连接，至少一个变速器输出轴与至少一个用于输送装置的驱动装置连接。

背景技术

这种松散物料输送设备尤其是指皮带输送设备，例如在矿业和矿井领域开采煤或类似矿产时所使用的设备。典型的是，当建立矿区时，首先通过相应的松散物料输送装置开进输送路线。典型的情况是使用所谓的掘进机，这种掘进机比以后使用的机器携带少得多的松散物料重量。但是典型的是，输出这些挖掘下来的松散物料的松散物料输送设备必须考虑到今后的生产。因此，这种松散物料输送设备必须在大约一年的时间中运输明显少于其本身设计的物料。原因在于，这种在松散物料输送设备上进行非满负载运行特别是在支撑辊区域带来较高的磨损。因此，希望通过使松散物料输送设备相应较慢地运行达到在每个单位时间内负载相应提高，以便即使在这样的特殊运行条件下也能在松散物料输送设备区域实现在每个单位时间内相同或相似的负载。在实际应用中，这通常导致安装在驱动电机和输送设备之间的变速器单元在所谓的开发年份之后相应地更换，以便一方面实现“开发变速比”，另一方面在更换变速器单元后实现作业变速比。

另一个问题是，对于这些加大磨损的问题同样会出现的情况，是特殊运行状态，例如蠕动运行、人员运输、单件货物运输或类似情况。此外，当在松散物料输送设备中输送堆积密度具有很大差异的不同松散物料时，也可能由于负载不足的运行出现这种磨损。这可以例如是输送煤和铁矿。如果松散物料输送设备针对100％铁矿设计参数和功率，那么对于输送煤的情况，则设备又严重负载不足。

在这种设备中的问题在于，一般无法实现或仅通过至少一个电动驱动电机的控制通过功率电子装置实现以松散物料输送设备中的输送装置降低或提高的速度运行。但是通过这种变频器和电机功率的相应匹配的运行一般具有相对差的效率，使其必须克服相距本身设计点的巨大功率损失。在功率电子装置区域内功率损失的排除需要在达到一定数值后进行主动冷却，这种功率损失的排除根据设有松散物料输送设备的至少一个驱动装置的地点，部分地造成成本非常高和复杂，这使设备容易发生故障并且非常昂贵。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，避免这些缺点并提供一种可以具有改善的运行状态(特别是在特殊运行状态下)的松散物料输送设备。

根据发明，这个技术问题通过一种松散物料输送设备得到解决。按本发明，变速器装置至少包括两个可切换的机械式变速器档位。

在根据发明的松散物料输送设备中规定，变速装置不像以往那样仅具有刚性变速比，而是包括至少两个可切换的机械变速档位。由此，在不必通过变频器对至少一个电动驱动电机产生作用的情况下，可以在变速装置中调节第一档和第二变速比并因此在变速器输出轴上调节第一和第二转速。因此，输送设备根据换挡位置以不同速度运动。这种情况特别是，第一速度或第一转速是第二速度或转速的一半。这在矿业或矿井中使用具有极高的效率，以便在所谓的开发年份使松散物料输送设备尽管在输送较小重量的情况下仍能在对其设计的负载点中实现均匀的负载。那么，根据本发明的松散物料输送设备就可以简单地切换为另一转速，从而无需昂贵的维护工作。对于例如蠕动运行或松散物料输送设备没有松散物料运行的情况，由于通过变频器实现的较小速度，可以在比现有技术中的功率损失小得多的情况下实现有利的运行，因为例如在最后提及的例子中，只需减轻损失功率的一半。特别是，可以由此简化变频器冷却或者特别是可以完全省去例如冷却，这例如在井下使用时表现出极大的优势。在针对不同堆积密度的松散物料设计的松散物料输送设备的情况中，可以例如针对第一较低速度进行标准设计，特别是用于上面提及的铁矿。如果输送的是煤，可以相应提高速度，这样以便保持松散物料输送设备的负载恒定。在相同的质量流量时可以通过较快的进给速度产生较高的体积流量并因此克服了本发明的技术问题。此外，输送可以较快地进行，以便给例如用于运走松散物料需要的船只较快地装载，由此获得另外的优点。

在根据发明的松散物料输送设备的一个非常简单的设计方案中可以规定，变速装置具有至少四个成对耦接的正齿轮，其中，这些正齿轮对可以相互相对移动地设计，使变速装置在第一个位置具有第一变速比，在第二个位置具有第二变速比。这样的具有两个成对耦接的正齿轮对的档位特别简单。这两个成对耦接的正齿轮设计成可以移动，例如通过手柄手动移动。因此在松散物料输送设备静止时，正齿轮对可以进行相互移动，从而进行相应切换。只要切换过程不需要过于频繁，这可以是十分高效的。在大多数松散物料输送设备中确实是这种情况，因为一般只有在开发年份中才需要较小的转速，那么可能每月进行大约一次相应的测试运行或修正运行、人员运输或用于例如***的物料输送或类似的物料。

在根据发明的松散物料输送设备的另一个特别有利的设计方案中，作为替代方案可以规定，变速装置具有两个耦接的行星变速器，者两个行星变速器可以切换，使变速器在第一个切换位置实现第一变速比，在第二个切换位置实现第二变速比。这种带两个耦接行星变速器的结构比上面描述的带四个成对耦接正齿轮的结构稍微昂贵一些。但是，它具有这样的优点，在第一变速比和第二变速比之间的切换不仅可以在至少一个电动驱动电机静止时进行，而且可以在运行过程中进行。为此，类似于在车辆中的自动变速器设计方案可以规定，在耦接行星变速器的区域中提供相应的制动装置，该制动装置可以制动或释放耦接行星变速器的单个元件，以便实现速比之间的切换。

相反，根据发明的松散物料输送设备的另一个替代的实施形式可以规定，变速装置具有行星变速器，其中，行星变速器的第一元件至少间接与第一电动驱动电机连接，行星变速器的第二元件至少间接与第二电动驱动电机和可切换的制动装置连接，并且其中，行星变速器的第三元件至少间接与输送装置连接。这种根据发明的松散物料输送设备的特别有益和有利的设计方案有唯一的行星变速器就足够，此外可以使用两个分别施加额定工作状态所需的一半功率的电动驱动电机。如果以一半的转速运行，那么其中一个驱动电机可以通过行星变速器的第一元件和第三元件驱动输送设备。第二元件通过可切换的制动装置制动住，第二驱动电机不再运行。如果需要全转速，那么通过两个驱动电机并且在制动装置松开的情况下不但驱动行星变速器的第一元件而且驱动第二元件，在第三元件相应调整为双倍转速，功率分配在两个电动驱动电机上。行星变速器用作叠加变速器。它有这样的优点，每个电动驱动电机与所需功率和转速理想地匹配并因此可以实现非常高效的运行。优选第二元件在此通过正齿轮级与第二驱动电机和可切换的制动装置连接，其中，第一驱动电机理想地具有与第二驱动电机相反的旋转方向。

附图说明

根据发明的松散物料输送设备的另一个有利的设计方案在其它相关的从属权利要求中给出，根据实施例在下面参照图示进一步说明。在附图中：

图1是根据发明的松散物料输送设备的示意图；

图2是根据发明的松散物料输送设备位于第一个位置的变速装置的第一个实施方式；

图3是根据发明的松散物料输送设备位于第二个位置的变速装置的第一个实施方式；

图4是变速装置细节的替代实施方式；

图5是变速装置和松散物料输送设备的一部分的另一个替代实施方式。

具体实施方式

在图1的图示中，示出了松散物料输送设备1的非常简化的图示。松散物料输送设备1具有至少一个驱动设备2，通过该驱动设备2驱动驱动装置3，例如用虚线示出的作为输送装置4的输送皮带的驱动轮。驱动设备2在此包括至少一个电动驱动电机5以及变速装置6，该变速装置6在图1的图示中仅原理性地进行了说明。电动驱动电机5与变速装置6的输入轴7连接，而驱动装置3相应地与变速装置6的输出轴8连接。正如在图1的原理图中可以看到的那样，变速器输入轴7和变速器输出轴8在此相互垂直地布置，这通过稍后可以进一步看出的变速器的相应结构实现。

现在，在图2的图示中再次详细示出变速装置6的可能的第一实施形式。在变速器输入轴7后面直接跟着一个液力耦合器9，这个液力耦合器9也称作涡轮耦合器。正如在图2图示实施例中使用的那样，液力耦合器9构成所谓的双腔液力耦合器。双腔液力耦合器以本身已知的形式和方式具有两个工作腔并且与单腔液力耦合器相比在外径相同的情况下可以传递双倍功率。与液力耦合器9相连，在能流方向上，后面接有与液力耦合器9的一侧抗扭连接的变速器第一轴以及与其平行延伸的变速器第二轴11。变速器第二轴11与锥齿轮12连接，该锥齿轮12与第二锥齿轮13啮合并因此保证变速器输入轴7与变速器输出轴8的垂直布置，变速器输出轴8通过正齿轮变速器14与第二锥齿轮13连接。

四个正齿轮15，16，17，18构成图2中示出的变速装置6的核心，这四个正齿轮分别以15，17和16，18分别成对地相互连接。正如在图2中可以看到的那样，布置在变速器第一轴10上的正齿轮15与布置在变速器第二轴11上的正齿轮16啮合，而正齿轮17和18无啮合地旋转。两个正齿轮16，18的相互耦合通过活动齿套19实现，该活动齿套19与变速器第二轴11和正齿轮16，18抗扭连接，两个正齿轮16，18相互连接。活动齿套19通过控制杆20与两个正齿轮16，18发生相应移动。在图2中示出了正齿轮15，16相互啮合的第一个位置，其中，例如在电动驱动电机5输入转速为1500r/min时，在变速器第二轴2上实现1000r/min的转速。通过变速装置6的其他元件，导致在变速器输出轴8上实现60r/min的转速。在松散物料输送设备1静止时现在可以通过操作控制杆20的操作相应地移动活动齿套19，由此使两个正齿轮17，18相互啮合并且使正齿轮15，16脱开。这可以在其它内容与图2相符的图3图示中看到，因此，省去了大部分附图标记，除了图3中的活动齿套和控制杆的正齿轮的标记之外。在图3中示出的切换位置，正齿轮17，18之间的变速比为，使得在变速器输入轴7上的输入转速相同时，在变速器第二轴11的区域内仅具有500r/min的转速。与此相应，变速器输出轴8上的30r/min的转速是活动齿套或与活动齿套相连的正齿轮16，18在图2中所示位置中的转速的一半。

在图4中可以看到变速器装置6截面的替代实施形式。在此可以看到变速器第一轴10和变速器第二轴11，这两个变速器轴在这个实施形式中相互成一条直线地布置。当然，它们也可以通过正齿轮级平行相互错开布置。这对变速器装置6的这里示出的区域没有影响。

变速器装置6的相关截面在变速器第一轴10和变速器第二轴11之间具有两个相互耦合的行星变速器21，22。这两个行星变速器21，22与它的太阳轮23，24相互抗扭地连接并与变速器第一轴10抗扭地连接。变速器第一轴10再直接地或通过变速器级和液力耦合器9由电动驱动装置5驱动。到变速器第二轴11的动力输出和从变速器第二轴11通过锥齿轮12，13和正齿轮变速器14到变速器输出轴8的动力输出通过各行星变速器21，22用于行星齿轮26，27的共同的行星架25实现。行星变速器21，22的空心轮或外齿轮28，29分别具有一个制动器30，31。通过这些制动器30，31，空心轮29，28有目的地制动，以便在第一个变速级，一个空心轮，例如空心轮29在制动器31松开的条件下自由旋转，而另一个空心轮28在制动器30拉紧的条件下制动住。如果变速比相应地变换，则空心轮29通过制动器31制动住，同时，空心轮28通过制动器30释放。然后，在变速器第一轴10和变速器第二轴11之间形成所期望的变速比变化。

当制动器30，31例如设计为环绕运行的带式制动器设计时，那么，通过制动器一定的热负荷，即使在运行过程中，特别是在部分负载的运行过程中，也可以实现空心轮28，29的制动和释放，与图2和图3的实施形式比照，换档时无需松散物料输送设备1完全制动。

变速装置6相应细节的另一个可能的实施形式在图5中可以看到。在图5图示中仅部分可见的变速装置6输入侧的结构设计成，使得变速器第一输入轴71与第一电动驱动电机51连接，而变速器第二输入轴72与第二电动驱动电机52连接。紧邻每个变速器输入轴71，72是两个理想模式为单腔设计的液力耦合器91，92，因为正如后面还将阐述的那样，通过此液力耦合器91，92分别只需传递以往结构一半的功率。

在第一液力耦合器91上连接着第一变速器第一轴101，在第二液力耦合器92上连接着第二变速器第一轴102。在作为叠加变速器驱动的唯一一个行星变速器32后面，通过行星架33实现变速器第二轴11与行星变速器32的行星齿轮34的耦合。行星变速器32的太阳轮35与第一变速器第一轴101抗扭地连接。对于要在较小变速比和相应的较小功率运行的情况，那么足以驱动第一电动驱动电机51并且通过行星变速器32在变速器第一轴101和变速器第二轴11之间实现相应的变速比。为了这个目的，在此示出的实施例中的行星变速器32的空心轮36通过正齿轮级37与第二变速器第一轴102连接，该正齿轮级37可以通过制动装置38相应制动住，该制动装置38在图5中仅显示为制动盘。行星变速器32的空心轮36不旋转，从而实现在太阳轮35并因此变速器第一轴101和变速器第二轴11之间定义的变速比。这个定义的变速比设计成，使得它在其转速方面是第二个可能的变速比的一半，这在后面还会作出阐述，因此第一驱动电机51(和液力耦合器91)根据一半的额定功率的设计就足够。

如果在变速器第二轴11区域实现全转速，则第二变速器第一轴102通过制动装置38释放，通过第二驱动电机52和第二液力耦合器92驱动。因此，一方面驱动行星变速器32的太阳轮35，另一方面驱动行星变速器32的空心轮36。行星变速器作为叠加变速器工作并且将输入的功率通过行星架33传递给变速器第二轴11，以便在变速器第二轴11上不仅以所期望的形式和方式形成较高的转速，而且将由第一驱动电机51和第二驱动电机52施加的功率相加并因此在对两个电动驱动电机51，52进行相应减少的设计的情况下，仍然能实现全部的额定功率。在此，由于正齿轮级37合理的是，第二电动驱动电机51以与第一电动驱动电机51相反的旋转方向运转，以便仅凭唯一一个正齿轮级37就可以保证相应的性能。

Claims (13)

1.一种松散物料输送设备(1)，其具有下列装置：

1.1 用于装载或运输松散物料的环绕运行的带状、链状或圆形的输送装置(4)

1.2 至少一个具有下列装置的驱动装置(2)：

1.2.1 至少一个电动驱动电机(5，51，52)和

1.2.2 配有至少一个变速器输入轴(7，71，72)和变速器输出轴(8)的变速装置(6)，其中，所述至少一个变速器输入轴(7，71，72)与至少一个驱动电机(5，51，52)连接，所述至少一个变速器输出轴(8)与至少一个用于输送装置(4)的驱动装置(3)连接，

其特征是：

1.2.3 所述变速器装置(6)至少包括两个可切换的机械式变速器档位。

2.根据权利要求1的松散物料输送设备(1)，其特征是，所述至少一个变速器输入轴(7，71，72)垂直于所述变速器输出轴(8)布置。

3.根据权利要求2的松散物料输送设备(1)，其特征是，所述变速装置(6)和在所述至少一个变速器输入轴(7，71，72)和所述变速器输出轴(8)之间具有两个相互垂直的旋转的锥齿轮(12，13)。

4.根据权利要求1，2或3的松散物料输送设备(1)，其特征是，所述变速装置(6)具有至少一个液力耦合器(9，91，92)。

5.根据权利要求1至4其中一项的松散物料输送设备(1)，其特征是，所述变速装置(6)具有至少四个成对耦接的正齿轮(15，16，17，18)，其中，齿轮对的结构能相互相对移动，使得所述变速装置(6)在所述齿轮对的第一个位置具有第一变速比，在齿轮对的第二个位置具有第二变速比。

6.根据权利要求5的松散物料输送设备(1)，其特征是，所述齿轮对的结构是在至少一个电动驱动电机(5，51，52)静止时通过控制杆(20)能手动地从第一个位置移动到第二个位置。

7.根据权利要求1至4其中一项的松散物料输送设备(1)，其特征是，所述变速装置(6)具有两个耦接的行星变速器(21，22)，所述两个耦接的行星变速器(21，22)能切换成，使所述变速器在第一个切换位置实现第一变速比，在第二个切换位置实现第二变速比。

8.根据权利要求7的松散物料输送设备(1)，其特征是，两个行星变速器(21，22)抗扭地连接在其太阳轮(23，24)和其行星架(25)上，其中，所述太阳轮(23，24)和所述行星架(25)在一侧至少间接地与至少一个变速器输入轴(7，71，72)连接，在另一侧间接地与所述变速器输出轴(8)连接，两个所述行星变速器(21，22)的空心轮(28，29)分别通过一个制动器(30，31)单独地制动住或释放。

9.根据权利要求1至4其中一项的松散物料输送设备(1)，其特征是，所述变速装置(6)具有行星变速器(32)，其中，所述行星变速器(32)的第一元件(35)至少间接与第一电动驱动电机(51)连接，所述行星变速器(32)的第二元件(36)至少间接与第二电动驱动电机(52)和可切换的制动装置(38)连接，并且其中，所述行星变速器(32)的第三元件(33)至少间接与所述输送装置(3)连接。

10.根据权利要求9的松散物料输送设备(1)，其特征是，每个驱动电机(51，52)通过各自的一个输入轴(71，72)借助各自的液力耦合器(91，92)与变速装置(6)连接。

11.根据权利要求9或10的松散物料输送设备(1)，其特征是，所述行星变速器(32)的第一元件是太阳轮(35)，所述行星变速器(32)的第二元件是空心轮(36)，所述行星变速器(32)的第三元件是行星架(33)。

12.根据权利要求9，10或11的松散物料输送设备(1)，其特征是，所述行星变速器(32)的第二元件(36)通过正齿轮级(37)与所述第二驱动电机(51)和可切换的制动装置(38)连接。

13.根据权利要求12的松散物料输送设备(1)，其特征是，所述第二电动驱动电机(52)具有与所述第一电动驱动电机(51)相反的旋转方向。