探尺机平衡稳速器制造技术

本发明专利技术公开了一种探尺机平衡稳速器，其特征在于：它主要由同轴相面对但互不连接的一动盘和一静盘组成，所述动盘材质为铜，所述动盘的轴和卷扬电机的尾端的前轴用联轴器联接，所述静盘的周向均布有永磁铁，所述静盘外侧设有一调节螺杆。其稳速效果极佳、结构简单小巧、易调节操作、无摩擦损失、免维护、寿命长、价格低廉、可节约大量的电能。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种应用于炼铁高炉、石灰窑炉等炉体的料位检测探尺机上的稳速设备。高炉的生产工艺比较复杂，工序很多，而炉内的料位数据是所有工序启动的依据。所以，要实现高炉生产工艺的自动化，关键是要保证炉内料位检测的准确性、稳定性和可靠性。高炉探尺机是专门用于高炉内料位检测的设备，广泛使用在冶金炼铁高炉、石灰窑炉等的料位检测过程中，它是高炉中必不可少的重要设备，如附图说明图1所示，普通探尺机由重锤1、卷扬机、电机2和减速器3组成，电机2轴上设有制动装置，卷扬机包括滑轮组4、钢丝绳5和卷扬轮6，钢丝绳5一端连接在重锤1上，另一端连接在卷扬轮6上。重锤1设置在高炉炉体7的上部，其上止点在炉盖附近，下止点设在每一个工艺流程的终点时料位的最低限，探尺机的主要工作流程如下1、提尺对电机2加高电压，经过减速器3减速，驱动卷扬轮6，克服重锤1的转矩，将重锤1通过滑轮组向上提升。2、停止当重锤1被提升到上止点(0点或上极限)时，切断电机2的电源并用制动装置对电机轴进行抱闸制动，使重锤1停在上止点位置。3、放尺取消制动，电机2不加电，重锤1克服卷扬系统的阻力，拉动卷扬系统反转而下降，下降过程中钢丝绳5保持有一定的张力。4、浮尺当重锤1触到料面后，由于料面的支撑作用，使重锤1只能拉动卷扬系统跟随料面下降。由于电机2有低电压，仍具有提升的弱转矩，故钢丝绳5一直为张紧状态。测量卷扬轮6所转过的角度，即能得到炉内料面的料位及变化情况。这种过程的问题在于放尺的过程中，重锤产生的向下的重力矩大于卷扬轮向上提升的拉力矩，重锤是加速下降的。上止点距离料面的距离越大，则重锤的加速过程就越长，重锤将要接触到料面时，速度已增加得太大，钢丝绳和卷扬机都随之运动，速度很快，而紧接着重锤触及料面，突然减速停止，但卷扬机和钢丝绳却因为惯性的作用继续高速运动，造成卷扬机上的钢丝绳松卷，使自动化过程被迫终止；而且由于重锤速度过高，接触到的料面又不平，重锤就会突然倾倒(倒尺)，这种现象一旦发生，轻则会使测量产生误差，重则会损坏卷扬机构及周边设备，恢复非常不便，使高炉的生产受到很大的影响。显然，必须放尺过程中使重锤保持匀速下降(稳速)，才能解决这一问题。国际国内较早采用的是采用倒拉技术再加以偏心制动这一方法，但偏心制动是接触式摩擦，制动力矩过大，则重锤被卡住不能下降，制动力矩过小，则又起不到制动减速的作用，探尺机的使用环境是经常变化的，所以制动力矩需要有一定操作经验的人员经常进行手动调整，比较麻烦，达不到自动化的要求。而且采用偏心制动这种方法，重锤的下降过程是脉冲式的，其速度总在变化，重锤会随之晃动，有可能导致倒尺事故。另一种稳速方式是采用计算机伺服电机控制技术，如交流变频电机调速，或直流可控硅电机调速，使用在探尺机上达到稳速放尺的目的。这种方式技术先进，但设备庞大昂贵、投资大、操作复杂，故障点多，高炉的周围环境很恶劣，温度很高，空气污浊，不但会使电子设备产生温度漂移，造成测量误差，还会缩短娇贵的电子元件的寿命，造成故障频繁，而这些复杂精密的电子设备的调试和维修都很有难度，普通机修人员无法胜任，需要配备相当专业水平的技术人员进行操作和维修，非常麻烦而不经济。另外，调速电机的控制原理复杂，控制线路很长，伺服信号到达电机时往往已经滞后，造成放尺速度波动不稳，这也是可能导致倒尺的隐患。还有，调速电机及其控制柜的尺寸都很大，需要占用较多的空间。重锤重量也很大，出现倒尺故障时恢复非常困难。为克服现有的不足，本专利技术的目的是提供一种结构简单、稳速效果好、故障率低的探尺机平衡稳速器。本专利技术的目的是这样实现的一种探尺机平衡稳速器，其特征在于它主要由同轴相面对但互不连接的一动盘和一静盘组成，所述动盘材质为铜，所述动盘的轴和卷扬电机的尾端的前轴用联轴器联接，所述静盘的周向均布有永磁铁，所述静盘外侧设有一调节螺杆。本专利技术的优点概括如下稳速效果极佳、结构简单小巧、易调节操作、无摩擦损失、故障率极低、免维护、寿命长、价格低廉、节约大量的电能。下面结合附图和实施例对本专利技术及其所具有的优点作进一步的说明。图1是高炉探尺机的示意图；图2是本专利技术的主视图；图3是本专利技术的俯视图；图4是本专利技术的左视图图5是本专利技术的平衡稳速器的剖视图。如图5所示，本专利技术的平衡稳速器8，主要由同轴相面对但互不连接的一动盘9和一静盘10组成，动盘9材质为铜，动盘9外侧的轴11和卷扬电机尾端的前轴12用联轴器13联接，静盘10的周向均布有永磁铁14，静盘10外侧设有一调节螺杆15。平衡稳速器主要是采用了傅科(Foucaulr)原理，即电磁互动原理，产生无损摩擦力矩。根据傅科(Foucaulr)原理，在磁场中运动的金属物体，必然会受到磁场的阻力F＝BIL式中B磁通量；I电流；L金属物体相对于磁场的移动距离当金属物体做匀速运动时，磁场阻力所做的功P＝FV＝BILV功率保持在一个稳定的数值；而当速度V变化时，根据能量守恒定律，磁场所做的功也随之变化并成正比。本专利技术的平衡稳速器正是运用了这一原理。在动盘随着电机，被卷扬机系统一起拉动旋转时，静盘上的磁铁形成的磁场给动盘一个相反的力矩，且此力矩与动盘的旋转速度成正比，动盘旋转得越快，静盘所施加的反力矩就越大，最终会使两力矩达到平衡状态，从而达到放尺时重锤匀速下降的目的。本专利技术的平衡稳速器与卷扬机电机的输出轴另一侧的轴联接起来，在放尺时，重锤拉着卷扬机及其电机反转的同时，平衡稳速器的动盘也随之转动。当达到一定的转速时，制动转矩T即可与重锤力矩平衡。根据牛顿定律，在力平衡的情况下，物体的加速度为零，速度保持恒定，重锤就以这个速度匀速下降。通过调整平衡稳速器的调整螺杆，调整平衡稳速器的动盘和静盘之间的距离d，以调节平衡稳速器的反力大小，可以选定一个合适的重锤下降速度，以使重锤触及料面时，惯性的作用不至于使钢丝绳失去张力而松卷，重锤也不会因速度过快而倾倒(倒尺)，达到准确测量的目的。当重锤进入浮尺阶段时，物料表面是缓慢下降的，平衡稳速器的转速很小，故此时，平衡稳速器的制动转矩也极小，几乎不对卷扬机系统产生影响，重锤在料面的支撑下缓慢下移，跟踪料面，达到了连续精确测量的目的。平衡稳速器的调试方法本专利技术的高炉探尺机安装结束后，可按下列步骤对平衡稳速器进行调试1、将平衡稳速器的制动转矩调整螺杆顺时针旋进到与转动轴(前轴)相触时，再逆时针旋退两圈(螺杆约与转动轴有3毫米的间隙)，将螺杆上的备帽备紧(一定要备紧，否则静盘会与动盘一起转动，失去平衡稳速的作用，造成系统失控)。2、将电机的制动装置(抱闸)调整到两位工作状态，即通电时，抱闸呈完全放开状态，断电时呈完全抱紧状态，注意不可有似松似紧状态，否则影响稳速效果和跟随料面的灵敏度。3、将重锤提到上止点(0点或上极限)然后进行放尺操作，注意观察钢丝绳在重锤触到料面时，若钢丝绳比较松，可将浮尺电压适当提高(每次加5伏)，若放尺速度过慢，则可将调整螺杆逆时针旋退一圈再试，直到符合要求。注意1、任何情况下，调整螺杆都不能与前轴接触；2、每次调过调整螺杆后，一定要将锁紧螺母拧紧；3、在使用中决不允许调整螺母随前轴转动。如图2～4所示，与本专利技术的平衡稳速器配套使用的设备有交流电动机16、减速机17、卷扬轮18、抱闸19、码盘20、主令开关21等。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种探尺机平衡稳速器，其特征在于：它主要由同轴相面对但互不连接的一动盘和一静盘组成，所述动盘材质为铜，所述动盘的轴和卷扬电机的尾端的前轴用联轴器联接，所述静盘的周向均布有永磁铁，所述静盘外侧设有一调节螺杆。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：金卫民，
申请(专利权)人：金卫民，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]