基于可靠性的冶金机电设备安全驱动方式设计

李 明

（神华准格尔能源有限责任公司，内蒙古 鄂尔多斯 010300）

伴随冶金机电设备自动化与科技水平的不断提高，当代企业越来越重视其安全驱动。冶金机电设备安全驱动不单单能够确保生产过程的安全性、物流运输的及时性等设备的正常应用，还对提升冶金机电设备的可靠性、防止安全事故的发生以及降低维护成本等具备极其重要的作用[1]。同时随着社会经济的迅猛发展，我国的工业水平在改革开放以后逐渐成为国民经济的支柱型产业之一。

尤其是对于冶金机电企业来说，机械设备的安全驱动能够最大程度的确保企业的安全运行，因为一旦发生安全事故，就会导致极其严重的生命财产损失。强化冶金机电设备的安全驱动具备至关重要的意义。

1 基于可靠性的冶金机电设备安全驱动方式设计

安全驱动指的是在冶金机电设备的主电源以及其备用电源都发生故障的时候，在满足一定连锁条件的状况下，把冶金机电设备由当时所处的工作工位及时复位至安全工位的做法[2]。

如果冶金机电设备并没有发生发生快速的安全驱动的话，就会极有可能对冶金机电设备产生严重危害，也极有可能导致周边设备的连续损坏，进而可能会对生产现场再次一定的危险。所以安全驱动在冶金机电领域的一系列机械设备设计中是必须要综合考虑的。

1.1 关于输出轴的转速分析

需要注意的是，冶金机电设备的输出轴转速运行需要满足一定的数学公式，确保设备转速能够保证在一定的范围内才算及格，所以设置输出轴为X，V则代表冶金机电设备外缘线的最大速度，W 设为冶金设备常规搅拌器的最大直径，所以根据公式X＝60V/（W*π）进行计算[3]。

按照这个公式就能够联系冶金机电设备的具体状况对其安全驱动的方式进行合理配置，借助于计算确保科学的输出转速及其极速，另外还包括减速器的减速比。联系最后的计算结果就能够选取出对应的驱动方式，如果在选取的时候发生问题，可以联系设备的外缘线速度及其搅拌器最大直径的取值范围进行一定程度的调整，借助于这种手段就能够确定标准设备的应用规格。

1.2 制订安全标志

根据机械设备制造商提供的一系列安全操作规范及其安全操作的关键要点，对冶金机电设备的关键防范部位制订相应的安全措施并制订出设备应用的安全标志，安全标志需要按照GB 2894-1996 安全标志的具体规定去制作，借以警示人们需要注意任何不安全因素的出现[4]。冶金机电设备周遭可以设立较为醒目的安全标志牌，用来提醒人们注意设备安全及发生事的时候需要采取的紧急手段。其避雷措施必须根据国家相关规定的标准严格执行。按照冶金机电设备技术情况制作出设备的报废标准，及时更换不安全设备。

1.3 设备故障诊断服务单元接口封装

冶金机电设备安全事故诊断服务和机电设备故障诊断系统之间的端口具体采取的是Web service。Web service采取的是开放式网络协议SOP进行通信，这是一种较为包容式的、自我叙述的端口对接方式。这也是一种面向设备应用服务利于集成的端口。服务提供者需要按照Web service的严格标准，把其基础使用组件用web网络服务的方式进行公布，服务使用者按照Web service的叙述建构出属于自己的接口和这些基础服务的端口进行对接使用[5]。

每一个冶金机电设备的安全驱动服务只是需要把各自的基本运作函数(或类等)进行Web service接口封装，冶金机电设备的安全驱动服务一定意义上能够按照自已定义所提供的服务类型及其驱动格式完成操作。应用服务器需要按照冶金机电设备的安全驱动服务的WDSL构建出对应好的端口函数，并利用冶金机电设备的安全驱动服务完成操作。

需要说明的是，Y 型电动机+CST 驱动装置作为美国道奇公司专为冶金机电设备设计的，具有比较高的可靠性的机电一体化驱动设置。CST 装置主要是由齿轮、减速器、摩擦片、离合器等共同构成。冶金机电设备连接输入轴上，内齿圈与离合器完成相互对接后，轮架和输出轴共为一体，并和负压涡轮连接，当冶金机电设备工作的时候，必须历经一论减速操作后，齿轮带动太阳轮，太阳轮再驱动另外一个行星轮，行星轮带动内齿圈进行自由旋转，这个时候因为行星架和滚筒是连接在一起的，受扭矩行星轮对的影响，设备在原地完成自转后后续并不会继续围着齿轮公转，所以和行星架共为一体的输出轴并会完成转动(这个时候离合器的主、从摩擦片之间就会出现较大的构件间隙) ，如此一来就完成了安全驱动冶金机电设备的目的。

当冶金机电设备达到额定转速的时候，其压力阀就会增加设备环形油缸的内在压力， 造成设备运行离合器的两片摩擦片之间发生摩擦作用而产生油膜剪断力，油膜剪断力就会为内齿圈的制动产生助推力，进而导致内齿圈的转速随着剪断力的减小而逐渐增加，当内齿圈受到助推力的时候，行星轮就会沿着内齿圈运动，这个时候行星轮不单单会自转且还会完成公转，并带动和行星架共为一体的输出轴一同联动，即带动冶金机电设备实现安全驱动。当改变环形油缸的压力时，输出轴的速度将随之改变，从而通过调节环形油缸上的压力来改变输出轴的速度，最终起到可控调速的作用。山西汾西矿业集团曙光煤矿主斜井带式输送机就采用了CST 驱动装置。采用CST 驱动装置的最大优势就是实现冶金机电设备满的安全驱动，减小设备运行产生的动态张力，从而使冶金机电设备的各个构件的电流趋于相同，功率平衡可高达百分之九十二。

2 实验与效果分析

为了更加清楚、具体的看出此方式的实际运行效果，特与传统设备的安全驱动方式进行对比，对其安全驱动功率进行比较。

2.1 实验准备

为保证试验的准确性，将两种驱动方式设计置于相同的试验环境之下，进行安全驱动功率的相关试验。

2.2 实验结果分析

试验过程中，通过两种不同的驱动方式设计同时在相同环境下进行工作，分析其驱动功率的变化。实际效果对比图见图1所示。根据实验结果，明显看出，基于可靠性的冶金机电设备安全驱动方式设计相比于传统驱动方式，在功率平衡率方面具有显著优势，功率平衡可高达百分之九十二。实验证明，本文设计的方法具有有效性。

图1 实验对比图

3 结束语

本文对基于可靠性的冶金机电设备安全驱动方式设计进行分析，根据冶金机电设备的运行要求，对其安全驱动方式进行调整，实现本文设计。实验论证表明，本文设计的方法具备极高的有效性。希望本文的研究能够为基于可靠性的冶金机电设备安全驱动方式设计的方法提供理论依据。