一種多段圓輥式盤形閘及單級軟啟動無級調速箱的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于無級調速設備領域，具體涉及一種多段圓輥式盤形閘及單級軟啟動無級調速箱。尤其適用于風機等高轉速場合。
【背景技術】
[0002]大功率機械設備在工作中需要考慮工況變化所引起的平穩無級調速問題。國內外在機械、電機和電子、液力和液壓等多學科領域對無級調速技術開展了深入和廣泛的研究，開發出了多種多樣的調速裝置或設備。目前市面上，有老式的液力耦合調速器，液壓調速器，美國的CST調速裝置，變頻調速裝置及最新的英國永磁調速器等多種。這些調速傳動裝置雖各有特點，但也都有某些無法令用戶完全接受的缺點。
[0003]液力偶合調速器可通過調節工作腔液體的充滿度來改變輸出轉速和轉矩，具有一定調速能力。但長期的理論研究和應用實踐表明，其調速的功能和性能上遠遠無法滿足現實要求。
[0004]液壓調速器雖說能實現無級調速，但設備易泄漏、噪聲大、溫度高、對環境有污染，且效率低、故障多，因而整體工作性能不佳。
[0005]美國的CST調速裝置屬于液體粘性調速裝置，利用存在于主、從動摩擦片之間油膜的粘性剪切作用力來傳遞動力。該裝置在一定范圍內能夠實現主、從動軸之間的無級調速和同步運行，能對傳動系統進行過載保護。但在啟動時，電動機處于負載啟動狀態，啟動電流大，電流沖擊時間長，電動機的動力通過粘性轉矩作用在負載上，不是真正的空載啟動。其傳動效率較低，功率損失大，發熱嚴重，且裝置比較復雜，制造和維護成本較高。
[0006]變頻調速裝置通過改變工作電源輸入頻率來控制主驅動電機轉速以達到無級調速。變頻調速裝置雖然調速性能較好，但其長時間低速運行發熱嚴重，對環境溫度與清潔度要求高，污染電網，干擾其他監控儀器及通訊信號；大功率的變頻控制器價格極為昂貴，且其中的電路和電子元器件維修困難，維護成本高。
[0007]永磁調速器通過調節筒形永磁轉子與筒形導體轉子在軸線方向的相對位置，改變兩者之間傳遞的扭矩，能實現可重復的、可調整的、可控制的輸出扭矩和轉速，實現無級調速。其優點是安全、可靠、節能；故障率低，維護少；其缺點:永磁體對溫度敏感，熱穩定性差，環境溫度超過一定值會退磁，敲擊也會影響磁性，運行時間長了，永磁體的磁場強度也會降低。因此，空冷的溫度控制存在問題，電機和負載的軸竄不能過大，調速的曲線需要根據具體項目選擇不同的材料等。大功率的永磁調速器在調速性能、效率、發熱、噪聲方面，國內與國外有一定差距。
[0008]綜觀上述各種調速裝置，沒有一種既可做到在保持主電機轉速不變的情況下，實現輸出轉速雙向無級調速且平滑過渡，并且還能做到結構簡單、工作性能可靠、制造和使用維護成本低廉。
[0009]而對于一些用于井下及易爆場所的大功率設備，調速裝置還必須能實現防爆功能。但這些裝置發熱量大(其中有部分發熱來自于調速輪與塊閘剎車片之間的摩擦熱)，而且，傳統的塊閘剎車片的安裝方式是將盤形閘通過懸臂緊固在盤形閘安裝座上，盤形閘安裝座緊固在地腳螺栓上，盤形閘為懸臂支架式，分布于調速輪兩側面，其工作時摩擦力完全靠懸臂強度作為支撐，工作并不可靠。不僅嚴重制約其調速性能，而且在礦井使用時帶來了一定的安全隱患。因此，亟待開發新的能夠避免上述缺點的無級調速裝置。
[0010]中國專利2014207808005提供了一種動摩擦無級調速箱，包括行星差動減速器，安裝在行星差動減速器外露的旋轉軸上的調速輪，以及對稱安裝在調速輪兩側面的至少一對調節調速輪轉速的盤形閘，其特征在于:所述盤形閘的活塞桿前端通過導向壓板連接有耐磨輥，該耐磨輥通過軸承座及軸承固定在導向壓板上，且耐磨輥成對對稱分布于調速輪兩側并靠近調速輪，耐磨輥的軸線與調速輪徑向平行。
[0011]此專利讓無極調速的技術上升到一種全新的理念，但實現滾動摩擦調速的方法應有多種，需要人們不斷的去探索。
【實用新型內容】
[0012]針對上述問題，本實用新型旨在提供一種發熱量小，防爆性能好，調速性能優良，結構簡單，磨損小，使用時間長的多段圓輥式盤型閘及單級軟啟動無級調速箱。
[0013]本實用新型解決問題的技術方案是:一種多段圓輥式盤形閘，其活塞桿前端通過支座安裝板連接有左支座和右支座，還包括耐磨輥，所述耐磨輥包括芯軸以及套裝在芯軸外表面的至少一個銅套膠輥，所述銅套膠輥包括套裝在芯軸外表面的銅套以及過盈套裝在銅套外表面的耐磨圈，銅套可相對芯軸轉動；芯軸兩端分別安裝在左、右支座上，且芯軸被支座限位固定，不可活動。
[0014]進一步的，所述銅套外表面設有凹槽，耐磨圈內表面設有與凹槽配合的凸起，耐磨圈與銅套裝配后凸起插入凹槽中。該進一步的改進方案使得銅套和耐磨圈裝配后不會發生相對轉動和移動。
[0015]具體的，銅套與耐磨圈的裝配方式采用乳注工藝。
[0016]優選的，所述銅套膠輥有多個，依次串聯套裝在芯軸外表面。
[0017]更優選的，為使得銅套具有自潤滑性能，所述銅套為石墨銅套。
[0018]優選的，所述耐磨圈由耐磨橡膠制成。
[0019]同時，本實用新型還提供一種單級軟啟動無級調速箱，包括行星差動減速器，安裝在行星差動減速器差動機構外露的旋轉軸上的調速輪，以及對稱安裝在調速輪兩側面的至少一對盤形閘，所述盤形閘為上述技術方案中所述的多段圓輥式盤形閘，該多段圓輥式盤形閘的耐磨輥成對對稱分布于調速輪兩側并靠近調速輪，耐磨輥的軸線與調速輪徑向平行。
[0020]優選的，對稱安裝在調速輪兩側面的多段圓輥式盤形閘有兩對。
[0021]安裝在調速輪兩側面的多段圓輥式盤形閘工作時，其成對耐磨輥上的耐磨圈與調速輪側面接觸后，在摩擦力的作用下耐磨圈帶動銅套繞芯軸轉動；增加盤形閘工作壓力，通過耐磨圈對調速輪側面施加摩擦阻尼，來控制調速輪的轉速，實現調速輪的無級變速，進而實現由調速輪控制的工作機構的無級變速