MST机械软启动传动装置汇总.docx
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MST机械软启动传动装置汇总
MST机械软启动传动装置
产品简介
软启动技术是指机械系统在满载的工况下也能够按照人们要求的速度逐步克服整个系统的惯性而平稳地启动或停车。
对长距离胶带输送机而言，软启动技术不仅能有效地减小启动时电动机对机械传动系统和胶带的启动冲击，延长减速器和价格昂贵的胶带等关键部件的使用寿命，同时还能大大减小启动电流对电动机的冲击负荷以及对电网的影响。
通过使用软启动技术，在电气设备和胶带的选型时还可以选用容量较小的电动机和其它电气设备，降低胶带的带强，因而还能减少设备基础的投资。
本公司开发研制的MST机械软启动传动装置具有自主创新性、技术先进性和自有知识产权，可实现大功率机械设备的软启动、软停车、大范围无级调速、过载自动保护以及多驱动功率平衡等功能，所采用的核心技术是本公司的专利技术（中国专利：
ZL99200357.1“一种用于软启动和无级变速的传动装置”和ZL200520008453.5“一种用于可控启动和无级调速的传动装置”）。
MST机械软启动传动装置可广泛应用于带式输送机、刮板输送机、各类球磨机、造纸机械、冶金机械、建材机械、电力机械以及其它需要重载启动和无级调速的机械。
型号规格
注：
左出轴是指从输入轴轴端向减速器观察，输出轴位于观察者左侧；右出轴是指从输入轴轴端向减速器观察，输出轴位于观察者右侧。
右出轴左出轴
图1
选型说明
MST减速器是在每日八小时单向连续运转，载荷平稳的条件下设计的，当减速器实际工作时间和载荷性质与设计条件不符时，应以负载系数进行修正。
选型举例：
已知条件：
（1）从动机：
均匀送料的皮带输送机。
（2）工作时间：
每日连续运转24小时。
（3）低速轴转速n＝58转/分。
（4）低速轴实际所需转矩M＝26500N·m。
（5）电机频率为50Hz，4极防爆YB系列电机。
（6）输出轴联接方法：
联轴器（无轴向力）。
选型：
（1）负载系数：
查下表为1.2。
（2）输出轴转速58转/分，电机频率50Hz。
计算传动比i＝1500/58＝25.86选用传动比为i=25实际输出轴转速为n＝1500/25＝60转/分。
（3）实需转矩为负载系数×M＝1.2×26500＝31800N·m。
（4）电机功率N＝31800×n/9550＝31800×60/9550＝199.7减速器效率按0.9计算199.7/0.9＝221选取电动机功率为250kW选取MST型号为MST250/25。
负载系数表
U
M
H
稳定
中等冲击
大的冲击
电动机
断续3小时/日
0.8
1.0
1.35
8－10小时/日
1.0
1.2
1.5
24小时/日
1.2
1.35
1.6
注：
若运转中需频繁启动或有重载冲击，可能要求特殊加固或其他措施，请向我公司咨询。
负载性质分类参考表
用途
载荷分类
用途
载荷分类
运输机（载荷稳定）
板式
U
石油工业
石蜡压滤机
M
皮带式
结晶石头
斗式
鼓风机
离心式
U
链式
叶片式
螺旋式
叶轮式
运输机（载荷非均匀送料）
板式
M
纺织工业
织布机
M
皮带式
梳棉机
斗式
轧布机
链式
螺旋式
振动式
H
结构及工作原理
MST系列软启动传动装置主要由可差动的行星减速器、辅助齿轮传动机构和液粘制动器组成（图2所示）。
行星减速器包括一个作为该传动装置输入部件的中心轮1、一个作为主输出部件的行星架2和一个内齿圈3。
行星架2可转动地支承在传动装置的箱体4上、行星轮5可自转并可随行星架2一起转动。
内齿圈3可转动地支承在箱体上，并通过行星轮5与中心轮1啮合。
内齿圈3上设有与辅助齿轮传动机构中的齿轮相啮合的齿轮。
辅助齿轮传动机构的输出轴与液粘制动器相连。
因此，可以看出，上述差动行星减速器实际上是一种具有一个输入（中心轮）和两个输出（行星架和辅助齿轮传动机构的输出轴）的2K－H差动行星减速器，只要确定了中心轮的转速和辅助齿轮传动机构输出轴的转速，也就确定了行星架的转速，即确定了软启动/无级调速传动装置的转速。
MST工作时，在启动电动机之前，首先释放液粘制动器，不对其施加任何载荷。
此时MST减速器在理论上是一个单输入（太阳轮）双输出（齿圈和行星架）的两自由度行星传动机构。
由于减速器输出轴上的负载通常远远大于与液粘制动器相连的辅助传动系统的惯性负载，利用差动行星传动系统的功率分流功能，传动系统实际上成为了一个行星架固定的定轴轮系。
因此，启动电动机时，来自电动机的动力将驱动辅助传动机构和液粘制动器空转，使得传动系统成为一个行星架（输出轴）转速为零的差动行星轮系。
液粘制动器主要由液粘制动机械装置、液压系统和连接胶管组成（如图3所示）。
液粘制动器液压系统包括油箱、吸油滤油器、电动机、双联叶片泵、冷却器、电接点压力表等。
油箱中的油经吸油过滤器、双联叶片泵、冷却器后进入制动器主动轴上的油孔，经动、静摩擦片的间隙、从动连接圈上的回油孔而返回油箱。
电接点压力表的作用是确保润滑油系统工作安全，一旦润滑油压低于设定值，将自动报警。
图2
液粘制动器根据负载的实际运行情况，供给活塞不同的工作油压，调整动、静摩擦片间的间隙大小，从而控制制动器的制动扭矩。
正常起动情况下（自动），电磁阀失电。
此时，控制油压力的高低是通过比例阀来调定的。
比例阀是调节控制压力油压力的执行元件，它在PLC的控制下，根据适时从安装在从动轴上的速度传感器发出的速度信号，经过PID逻辑运算，计算出比例阀下一步的动作增加值，从而实现制动器的全闭环自动控制。
图3
功能和特点
MST系列机械软启动传动装置的主要功能：
（1）软启动：
用户可方便地通过控制面板设定软启动时间，实现对负载的可控启动。
（2）软停机：
用户可方便地通过控制面板设定软停机时间，在自然停机时间的范围之外实现负载的软停机。
（3）多驱动功率平衡：
通过调节和匹配多台MST机械软启动传动装置的输出轴转速，可达到对多个驱动电动机功率进行平衡的目的。
MST系列机械软启动传动装置的主要特点：
（1）启动冲击小，启动电流低
（2）工作可靠，使用寿命长
（3）运行费用低，可维护性好
（4）传动效率高，节能环保
（5）系统简单，操作方便
·MST给皮带机系统带来的好处：
电网
·由于电机顺序起动，因此电压降最小。
·由于电机空载起动，电网功率要求减少。
电机
·空载起动。
·不必经常起动电机。
输送机部件
·起动加速曲线的最优化使得胶带和滚筒受力最小。
使用MST后，由于下列原因，能大幅度降低带式输送机的投资成本：
·使用MST能消除带式输送机动力学振动。
·使用MST能使带式输送机的带强降低。
·使用MST能使带式输送机动力的结构强度和各零部件的受力降低。
·使用MST能使带式输送机动力的驱动电机功率减小。
·使用MST能使带式输送机动力的尺寸减少（或输送机尺寸不变而运量增加）。
主要性能参数
额定功率
（kW）
250
355
450
500
560
630
800
1000
（1200）
额定输入转速
（r/min）
1450
输出轴转速
（r/min）
0～60
公称传动比
18，20，22，25，28，31
软启动时间（S）
0～180
软停机时间（S）
0～60
温升范围（℃）
50～60
布置方式
平行布置，垂直布置
MST的设计技术
在设计MST机械软启动传动装置的过程中，本公司采用了现代的CAD/CAE设计方法。
利用专门开发的行星传动和螺旋伞齿传动优化设计软件对MST机械软启动传动装置的主要参数和结构进行了充分的全局优化及可靠性计算，确定出合理的啮合参数和结构尺寸。
借助UNIGRAPHICSSOLUTIONS的三维CAD/CAM/CAE软件UG对MST减速器进行3-D实体建模、预装配和运动干涉检查。
在实体建模结束后，利用美国MSC公司的NASTRAN软件对MST减速器中的主要零部件进行了动态设计、有限元分析和结构优化。
最后生成可供制造厂使用的零部件工作图。
图4和图5分别是内齿圈和行星轮的有限元模型图。
图6是行星架和输出轴的三维实体图。
图7是MST250/25/Z/R/W软启动无级调速系统加载试验的实物照片。
图4图5
图6
图7
MST的使用及冷却润滑
（一）使用
1.MST适用于连续工作制。
允许正向反向运转。
使用环境为-10℃－40℃。
2.MST减速器输出轴及输入轴与其他零件配合时，不允许直接锤击，以防止损坏。
3.MST减速器输出轴及输入轴轴伸上的键按普通平键尺寸（GB1096-79）规定使用。
4.使用联轴器与工作机械或电动机联接时应使轴线同心。
减速器的安装误差不应大于所用联轴器的允许误差值。
5.减速器安装后用手转动灵活。
6.安装后的减速器正式使用前必须进行试转；在空转正常的情况下，再逐渐加载运转。
7.冲击载荷较大，起动频繁时机座与基础应自配定位销钉。
8.出厂时MST减速器和制动器均未装润滑油，使用前务必按规定加足润滑油。
（二）冷却、润滑
为了确保MST机械软启动传动装置的工作正常可靠，有效延长系统的使用寿命，系统中设有冷却和润滑装置。
冷却系统：
MST减速器有两种冷却方式可供选择，即风冷式和水冷式。
用户可根据应用场地的条件加以选择，以便及时将减速器工作时产生的热量导出。
1风冷式冷却系统
这种系统主要使用在缺水的应用场合。
其基本原理是：
利用热交换器上的液压泵将MST减速器器的热油抽至热交换器中的散热片，由高速风扇强制对散热片冷却，从而冷却润滑油。
冷却后的润滑油再输入MST减速器，润滑各个润滑点。
由于MST机械软启动传动装置的效率高，发热量较小，因此热交换器的容量通常远小于其它常用的软启动传动装置。
在安装时，首先将热交换器安装在适当的位置上，然后取下MST减速器端面底部上的螺塞，用油管将热交换器油泵的进油口与该螺孔连接；再用油管将油泵的出油口与MST减速器上的润滑油分配阀的进油口相连即可。
图8是风冷式热交换器的示意图。
图8
2水冷式冷却系统
水冷式冷却系统主要适用于水源充分的场合。
其基本原理是：
利用MST减速器自带的液压泵将减速器中的热油抽至翅片管冷却器中，由冷却水对翅片管进行冷却，从而冷却润滑油。
冷却后的润滑油再注入MST减速器，润滑各个润滑点。
同理，由于MST软启动系统的效率高，发热量较小，因此MST软启动系统的水冷却器的容量通常远小于其它常用的软启动传动装置。
水冷却器通常安装在MST减速器上。
冷却器的进出水口分别连接进水管和出水管；进油管将油泵的进油口与MST减速器端盖底部的螺孔连接；出油管将油泵的出油口与水冷却器的进油口相连；最后用一油管将水冷却器的出油口与MST减速器上的润滑油分配阀的进油口相连即可。
MST减速器出厂时，水冷却系统中的油管已经连接完毕，在使用前，用户只需连接进、出水管。
图9
为保证系统正常运行，一般冷却水的压力0.63~1MPa，工作水温25~30℃，水流量>70l/min。
润滑系统：
MST减速器的润滑系统主要由润滑油泵、过滤器、分配阀，喷油嘴等液压元器件组成，用于对MST减速器中的关键润滑点进行强迫润滑。
强迫润滑点主要包括：
（1）输入轴轴承；
（2）高速级齿轮啮合点；
（3）内齿圈轴承；
（4）润滑泵与减速器的联接点等。
MST液粘制动器润滑油系统的作用是向主、从动摩擦片间充分供油形成工作油膜，并将所产生的热量带走，通过冷却器和油箱将热量散发掉，以保证软起动器正常工作。
MST液粘制动器润滑油系统包括油箱、吸油滤油器、电动机、双联叶片泵、冷却器、电接点压力表等。
油箱中的油经吸油滤油器、双联叶片泵、冷却器后进入软起动器主动轴上的油孔，经主、从动摩擦片的间隙、从动连接圈上的回油孔而返回油箱。
运行时油箱中的油是热油，经冷却器后进入软起动器的则是冷油。
电接点压力表的作用是确保润滑油系统工作安全，一旦润滑油压低于设定值，将自动报警。
其工作原理如图10所示。
1.吸油滤油器2.双联泵3.溢流阀4.电接点压力表5.软起动器
6.电机7.精滤8.电接点压力表9.冷却器10.比例阀11.电磁阀
图10
·MST齿轮机构与制动器在不同的箱体内，减速器所用的润滑油和普通减速器一样，为中重负荷齿轮油。
制动器所用润滑油为6号、8号液力传动油。
·MST减速器所用润滑油应根据环境温度选用。
若在高温或低温，即在超出-10℃－40℃的环境温度中使用，应重新考虑润滑剂，或与本公司联系。
·减速器每天连续工作10小时以上，每累计工作2500小时换一次油；每天间断工作小于10小时，每隔6个月换一次油。
连续三个月以上没有运行，应在重新开动前更换减速器的润滑油和制动器液压油。
·图11为MST平面布置图。
MST减速器所用润滑油
环境温度℃
推荐中负荷极压齿轮油
国产
ISO
-10－5
L-CKC68
EP68
0－35
L-CKC100
EP100
L-CKC150
EP150
30－50
L-CK220
EP220
L-CK320
EP320
L-CK460
EP460
图11
MST外形及安装尺寸（直交轴）
图12
规格
A
A1
A2
A3
B1
B2
H1
H2
H3
C
C1
C2
MST200
800
730
35
485
715
160
390
780
35
1310
600
600
MST250
794
714
40
496
765
230
450
850
45
1186
505
505
MST355
894
814
40
591
893
240
450
910
55
1276
560
560
MST450
1140
1060
40
778
1210
310
650
1240
60
1683
750
750
MST560
1190
1100
45
825
1230
320
580
1130
60
1630
705
705
MST630
1257
1167
45
887
1326
350
600
1220
60
1644
740
740
MST800
1268
1178
45
892
1348
350
685
1355
65
1860
800
800
MST1000
1288
1198
45
904
1390
380
720
1450
65
1960
850
850
注：
MST外形尺寸可以根据用户的需要更改。
规格
C3
E
E1
E2
E3
E4
D1
D2
D3
K1
K2
F1
F2
MST200
425
1896
1310
565
485
80
30
55
140
36
16
148
59
MST250
370
1744
1146
695
438
100
35
75
180
45
20
190
79.5
MST355
392
1945
1216
726
440
130
35
95
240
56
25
252
100
MST450
512
2121
1623
843
573
150
35
110
240
56
28
252
106
MST560
450
2290
1570
826
530
180
40
110
270
63
28
282
106
MST630
493
2318
1584
873
545
180
40
110
300
70
28
314
106
MST800
520
2534
1780
993
610
180
40
110
300
70
28
314
106
MST1000
600
2718
1880
1100
690
210
40
130
330
70
32
344
137
注：
MST外形尺寸可以根据用户的需要更改。
一、MST外形及安装尺寸（平行轴）
图13
规格
A
A1
A2
A3
B1
B2
H1
H2
H3
C
C1
C2
MST200
750
680
35
195
1030
160
390
780
35
1349
620
620
MST250
714
634
40
229
1043
230
450
850
45
1256
540
540
MST355
800
730
40
302
1194
240
450
910
55
1360
600
600
MST450
1083
1003
40
392
1615
310
650
1240
60
1683
710
710
MST560
1059
969
45
360
1625
320
580
1130
60
1723
750
750
MST630
1120
1030
45
438
1718
350
600
1220
60
1735
790
790
MST800
1190
1100
45
456
1815
350
685
1355
65
2020
880
880
MST1000
1220
1130
45
486
1900
380
720
1450
65
2120
950
950
注：
MST外形尺寸可以根据用户的需要更改。
规格
C3
E
E1
E2
E3
E4
D1
D2
D3
K1
K2
F1
F2
MST200
465
1865
1349
320
526
80
30
55
140
36
16
148
59
MST250
440
1820
1216
352
508
100
35
75
180
45
20
190
79.5
MST355
464
1995
1300
360
524
130
35
95
240
56
25
252
100
MST450
470
2065
1623
360
573
150
35
110
240
56
28
252
106
MST560
540
2390
1663
438
623
180
40
110
270
63
28
282
106
MST630
589
2410
1670
452
640
180
40
110
300
70
28
314
106
MST800
680
2665
1840
535
770
180
40
110
300
70
28
314
106
MST1000
725
2780
1940
612
880
210
40
130
330
70
32
344
137
注：
MST外形尺寸可以根据用户的需要更改。
订货须知
1订货时请说明产品型号（包括输入功率、输入转速、传动比、结构安装形式及冷却方式）。
2订货时请按样本所列规格选用，如有特殊要求请与本公司联系。
3当需要特殊结构安装形式及使用条件的产品经双方协商后在合同中明确说明。
4由于技术不断发展，本样本所列的各种技术数据仅供参考，设计更改恕不另行通知，产品的外形尺寸等经双方协商后在合同中明确说明。
订货时请写明下列内容：
单位名称
代表人或联系人
电话
电动机
类型
安装形式
功率（千瓦）
电压（伏特）
绝缘等级
防护等级
频率（赫兹）
其他特殊要求
环境条件
环境温度（℃）
每天运转时间
环境湿度（℃）
MST
传动比
输出轴转速（转/分）
输出轴转速（转/分）
减速器所承受载荷转矩（牛顿·米）
减速器与电机的连接方法
MST规格型号（按型号标注示例填写）
希望供货时间
年月日
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