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低速大扭矩液压马达在斗轮堆取料机中的应用
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李毅民
陈昌晖 王明东
关键字：斗轮堆取料机 斗轮装置 液压马达
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2008-4-21
斗轮堆取料机已经广泛应用在港口、电厂、钢厂的原料场，用来装卸散装物料的大型装卸设备。随着用户对设备的可靠性要求的不断提高，为增强设备的可靠性能，许多用户逐步地使用低速大扭矩马达作为斗轮堆取料机的驱动装置。
目前，国内、国外的许多用户的设备已经使用了低速大扭矩马达作为斗轮堆取料机的驱动单元。如秦皇岛港6000吨/时斗轮取料机，曹妃甸港斗轮堆取料机，宝钢马迹山港堆取料机以及国外的许多用户的原料场设备等等。
低速大扭矩液压马达驱动装置是由液压马达、液压动力站、管路系统组成。其中液压马达是低速大扭矩马达，与高速马达组成的驱动装置的区别在于省去了庞大的齿轮箱系统，降低了马达处驱动装置的重量。
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在动力站里设有控制系统、电动机、液压油泵以及各种阀门等零部件。
由于液压动力站和液压马达之间是管路连接起来并通过液压油驱动液压马达，液压马达和液压动力站可以分别放置在不同的位置。这样，极大的减少了马达安装处所需要的空间，方便了马达的空间布置。低速大扭矩马达通常是采用空心轴浮动连接，马达挂装在轴上，由力臂杆承受支反力。
在斗轮堆取料机设备上，斗轮驱动装置和回转驱动装置中可以采用低速大扭矩液压马达。当使用低速大扭矩马达后斗轮堆取料机性能更加可靠。所以，目前，在国内已经有许多设备选用低速大扭矩马达作为设备的驱动单元。
采用低速大扭矩马达后设备的主要特点是：
1、具有抗冲击及过载保护功能
在斗轮堆取料机取料过程中经常容易发生斗轮装置和回转装置驱动电机过载的情况。当斗轮取料量过大时，斗轮驱动装置过载，尤其在料堆坍塌时或者料斗意外挖到地面是时，斗轮驱动装置和回转驱动装置的都会发生过载现象。传统传动方式轻则会引起电机过电流、电机跳闸、齿轮断齿、电机意外损毁、部分钢结构由于过载而发生破坏等。尽管传统的传动方式采用限制扭矩的联轴器等装置来保护，但其减速机仍然会承受过大的载荷，并且过载的持续时间比较长，使得机构和结构在比较长的时间里始终过载，限力矩联轴器、液力耦合器、电机发热。传统的传动方式限制过载的效果并不十分的满意。
采用低速大扭矩马达后驱动系统能够及时的检测到斗轮驱动装置或回转驱动装置的过载，并及时的通过液压系统立即执行系统的保护，避免发生重大过载现象而损坏设备。这种保护是通过液压系统来完成的，所以不存在传统传动方式的减速机齿轮过载、电机过载的情况，液压站里的电机也不会出现过载过流的情况。其原理是当出现过载时液压系统的控制阀会立即断开通往马达的油路，液压马达的进油腔不再有压力，马达的输出轴的扭矩随之降为零。很好的保护了设备不再继续过载。这样，在发生过载时液压系统会在极短的时间里卸压，保护了斗轮装置不会因为过载而损坏。同时，这种低速大扭矩马达过载后可在很短时间里可以通过对液压系统的控制而恢复斗轮的正常运行。
相对于传统的驱动方式，低速大扭矩液压马达驱动方式可以有效的降低因过载引起的停工时间，从而保护设备，增加产量，降低维修成本。
2、低速大扭矩马达具有自重轻的特点
低速大扭矩马达自重远低于传统传动方式的减速机、液力偶合器、电机之和的重量。当采用低速大扭矩马达时仅仅是马达的重量作用在斗轮轴处，这样可以大大降低斗轮处设备的重量。由于斗轮装置是位于设备的头部，斗轮装置距回转中心的距离为30-50米，所以在采用低速大扭矩马达后也自然的会降低设备的俯仰系统的配重的重量和设备的自重，减少了设备的晃动，并且改善悬臂梁、主体钢结构的受力状态。以6000吨/时取料机斗轮为例，如果采用低速大扭矩马达，马达自重约6.4吨，而采用常规的减速机驱动则驱动装置为13吨左右，显然，低速大扭矩马达作用在斗轮轴上的自重较常规的减速机、偶合器、电机的自重要小得多。这样，设备的配重的质量也会小许多，而对整个设备来说，设备的自重约可减少2%-3%。由此可见，液压马达的使用降低作用在斗轮轴上的自重载荷，对整个设备从降低成本和降低载荷以及减小作用在结构上的应力方面具有十分重要的意义。
3、 低速大扭矩马达调速功能
低速大扭矩马达具有调速功能。通过调整液压系统的流量可以方便的调整马达的转速，实现其速度的变化。如果设备在斗轮装置和回转装置同时使用低速大扭矩马达可以十分方便的实现通过同时改变斗轮转速和回转装置转速的方式来改变设备的取料能力。使设备在改变取料能力时具有稳定的物料流量而且操作方便。
4、低速大扭矩马达具有极小的转动惯量
低速大扭矩马达本身就有比较小的转动惯量，从动力学的角度讲对机械系统影响极小。而传统的电机、减速机系统由于存在减速机的速比，电机轴反应到低速轴上的惯性力要大得多。所以，在受到冲击载荷时低速大扭矩马达由于转动惯量小而对机构和结构的冲击也小。
5、闭式液压系统
赫格隆公司的低速大扭矩马达的液压系统通常采用闭式液压系统，整个系统的传动效率比较高。由于是采用闭式系统其液压油的使用寿命比较长。降低了液压油的使用成本。
6、低速大扭矩马达具有较高的使用寿命和较低的维护成本
低速大扭矩马达是通过液压油来改变转速和传递动力的，动力的传递过程中不存在齿轮的啮合和磨损，低速大扭矩马达几乎在无磨损的状态下运行。故低速大扭矩马达具有比较高的使用寿命较低的维护成本。
下图是电机减速机驱动与低速大扭矩马达每季度维修时间对比，从图表中不难看出采用低速大扭矩马达的设备维护时间大大和低速马达驱动维修时间对比，单位小时（赫格隆公司提供）。
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某港口斗轮堆取料机斗轮减速机电机驱动和液压马达驱动维修时间对比（小时）
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7、低速大扭矩液压马达应用到回转装置上
低速大扭矩液压马达不仅可以应用在斗轮驱动装置上，也可以应用在斗轮堆取料机的回转装置上。其特点是使用液压马达驱动可以直接通过液压的方式调整回转速度。取消了庞大的立式行星减速机，而且使用寿命长。
赫格隆公司简介： Benefits of using
a direct hydraulic drive. ( end user)
低速大扭矩马达目前主要由瑞典的赫格隆公司制造。赫格隆是世界著名生产低速大扭矩液压驱动系统的厂家，赫格隆公司的产品自上个世纪七十年代进入中国市场以来，已被运用在很多项目中，如秦皇岛港煤码头的3000吨/小时和6000吨/小时斗轮堆取料机、4500吨/小时皮带机以及首钢回转窑等等。很多六七十年代出产的马达至今仍在使用。赫格隆公司业务包括系统工程、设计、调试、维护及售后服务等。
主要产品： 1、马拉松马达 2、维京马达 3、金牌CA马达
4、金牌CB马达 5、立式动力站 6、卧式动力站 7、集成驱动装置
8、控制器等。产品特点：
赫格隆液压驱动系统除应用于斗轮堆取料机以外还应用于很多工业领域，主要包括船舶、采矿、港口、化工、造纸、钢铁、制糖、橡胶和废品回收等，用户之所以选用赫格隆是因为只有它能在极恶劣工况下，具有良好的使用寿命和较少的维护保养费用。
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斗轮驱动液压马达
应用液压马达3000t/h斗轮取料机
应用低速大扭矩马达的6000t/h斗轮取料机
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