張學(xué)進(jìn)

膠帶輸送機(jī)驅(qū)動(dòng)改造中的特殊問(wèn)題及解決方案

張學(xué)進(jìn)①

(大同煤礦集團(tuán)公司機(jī)電管理處)

介紹了在主斜井膠帶輸送機(jī)一次特殊的變頻改造過(guò)程中所遇到的幾個(gè)特殊問(wèn)題及對(duì)應(yīng)的解決措施,包括制動(dòng)輪的聯(lián)接、逆止器的選用及鋼絲繩芯膠帶的檢測(cè)等方面內(nèi)容,論述了對(duì)于制動(dòng)輪部位所用膜片聯(lián)軸節(jié)的應(yīng)用及安裝方面的技術(shù)問(wèn)題。

膠帶輸送機(jī);變頻改造;制動(dòng)輪;膜片聯(lián)軸節(jié);解決方案;效益

1 原系統(tǒng)存在的問(wèn)題

同煤集團(tuán)燕子山礦主斜井強(qiáng)力膠帶輸送機(jī)機(jī)長(zhǎng)904 m,傾角 16°,帶寬 1 400 mm,帶速 3.15 m/s,設(shè)計(jì)運(yùn)輸能力1 240 t/h,1987年10月開(kāi)始運(yùn)行。傳動(dòng)形式采用雙滾筒三電機(jī),潤(rùn)滑系統(tǒng)采用強(qiáng)迫潤(rùn)滑,制動(dòng)系統(tǒng)采用6臺(tái) YDWZ-700/200型制動(dòng)器和3臺(tái)滾柱逆止器共同制動(dòng),電控系統(tǒng)采用 HGQ1-152/62型高壓綜合啟動(dòng)控制設(shè)備(3臺(tái))控制,主回路配備了八級(jí)金屬電阻,為繼電器甩電阻啟動(dòng)方式,啟動(dòng)電流大,啟動(dòng)性能不穩(wěn)定,控制系統(tǒng)故障多,耗電量高,事故頻繁等現(xiàn)象,而主斜井膠帶輸送機(jī)是燕子山礦運(yùn)煤的咽喉要害,運(yùn)行是否可靠直接影響礦井的產(chǎn)量和安全,該公司決定對(duì)其電控系統(tǒng)裝置進(jìn)行技術(shù)改造。

2 改造內(nèi)容及特殊問(wèn)題的處理

燕子山礦主斜井膠帶輸送機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)改造采用變頻器直接驅(qū)動(dòng)電機(jī),該技術(shù)可對(duì)速度和轉(zhuǎn)矩進(jìn)行精確的控制,能實(shí)現(xiàn)皮帶機(jī)的軟起動(dòng)和軟制動(dòng),從而降低啟動(dòng)電流及降低膠帶使用強(qiáng)度,使皮帶機(jī)運(yùn)行平穩(wěn),降低事故率,提高安全系數(shù),確保節(jié)能效果。

驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)改造工程主要包括安裝3臺(tái)變壓器、5個(gè)高壓柜、3個(gè)變頻器、1套集皮帶機(jī)綜合保護(hù)和控制功能一體的電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng);更換3套驅(qū)動(dòng)裝置,重新安裝操作盤(pán)及整套系統(tǒng)運(yùn)行的調(diào)試工作。3臺(tái)變頻器分別控制3套驅(qū)動(dòng)裝置,確保3套驅(qū)動(dòng)裝置在啟動(dòng)時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)功率平衡。

存在特殊問(wèn)題：驅(qū)動(dòng)電機(jī)由原500 k W改為600 k W(型號(hào) 3-MOT.IPQ8405-4PM80-2);減速器(H3SH17)速比：35.5,外部水循環(huán)冷卻;由于減速器速比增加(原為18),所需制動(dòng)力降低,所以制動(dòng)裝置由原來(lái)的6套改為3套;逆止器(FLD-SW-JA)為減速器自帶。為了節(jié)省改造時(shí)間,減少對(duì)正常生產(chǎn)的影響,電機(jī)、減速器是在原來(lái)的基礎(chǔ)架上,通過(guò)增加新的基座來(lái)固定的,所以中心距基本保持不變。因?yàn)樾码姍C(jī)和減速器的外形尺寸較小,而其中心距還和原來(lái)大尺寸的電機(jī)、減速器一樣,因此,改造時(shí)加長(zhǎng)了電機(jī)和減速器伸出軸和制動(dòng)輪部分軸套的尺寸。然而,由于其中間的制動(dòng)輪外徑很大(d700 mm),轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大,微小的誤差就會(huì)引起較大的徑向跳動(dòng)。而制動(dòng)輪的這種跳動(dòng)產(chǎn)生的徑向力對(duì)電機(jī)、減速器高速軸,特別是軸的根部影響非常大,如果不采取措施,可能會(huì)發(fā)生疲勞斷軸事故。為了減小和避免制動(dòng)輪高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的徑向跳動(dòng)對(duì)設(shè)備的影響,采取了以下方案：新制造了制動(dòng)輪,并對(duì)其做了嚴(yán)格的動(dòng)平衡測(cè)試和調(diào)整,保證其在試驗(yàn)臺(tái)上高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)跳動(dòng)量在0.02 mm以內(nèi)。同時(shí)制動(dòng)輪部位的聯(lián)接采取了柔性聯(lián)接方式,使用了JZMJ型重型機(jī)械用膜片聯(lián)軸器。

膜片聯(lián)軸器是一種新型、高性能的金屬?gòu)椥栽闲月?lián)軸器,靠膜片的彈性變形來(lái)補(bǔ)償所聯(lián)兩軸的相對(duì)位移。JZMJ型重型機(jī)械用膜片聯(lián)軸器具有機(jī)械強(qiáng)度高、承載能力大、質(zhì)量輕、結(jié)構(gòu)尺寸小,傳動(dòng)效率和傳動(dòng)精度高、可靠性好、裝拆方便,且具有無(wú)相對(duì)滑動(dòng),不需潤(rùn)滑,使用壽命長(zhǎng)、無(wú)噪聲、耐酸堿、防腐蝕等特點(diǎn),可用于高溫、低溫、有油、有水和腐蝕介質(zhì)的工況環(huán)境。適用于中、高速、大轉(zhuǎn)矩軸系傳動(dòng)。膜片聯(lián)軸器與制動(dòng)輪結(jié)構(gòu)示意圖見(jiàn)圖1。

圖1 膜片聯(lián)軸器與制動(dòng)輪結(jié)構(gòu)示意圖

膜片聯(lián)軸器額定扭矩為4 000 N·m,制動(dòng)輪與右側(cè)半聯(lián)軸器采取焊接結(jié)構(gòu),聯(lián)軸器允許徑向位移1.5 mm,軸向位移 4.8 mm,角向 1°。

在現(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí),用專(zhuān)用儀器對(duì)電機(jī)、減速器及制動(dòng)輪等關(guān)鍵部位做了檢測(cè),保證水平度和同軸度在許可范圍內(nèi)。通過(guò)對(duì)制動(dòng)輪試運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的觀測(cè)和調(diào)整,保證制動(dòng)輪以最高速度運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)跳動(dòng)量在0.1 mm以內(nèi)。制動(dòng)輪微量跳動(dòng)產(chǎn)生的徑向力被膜片聯(lián)軸器吸收消化,減弱了其對(duì)減速器和電機(jī)高速軸產(chǎn)生的影響。

新安裝的減速器自帶逆止器,逆止器在高速軸上,所需逆止力小,標(biāo)稱(chēng)逆止力矩完全滿足使用要求。但考慮到本次改造結(jié)構(gòu)的特殊性,為增加安全系數(shù),更好地保證設(shè)備安全運(yùn)行,考慮在低速軸增加一逆止器。經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì),對(duì)第三驅(qū)動(dòng)滾筒部分進(jìn)行了改造,將第三驅(qū)動(dòng)滾筒改為雙出軸,安裝了一逆止器1145NRT,美國(guó)FAL K公司產(chǎn)品。

同時(shí),對(duì)膠帶輸送機(jī)綜合保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行了更新改造,更換和增加了保護(hù)設(shè)施,使各保護(hù)(堆煤、跑偏、自動(dòng)灑水、煙霧、速度、縱撕及張緊力下降等)與電控系統(tǒng)進(jìn)行重新聯(lián)接,通過(guò)試驗(yàn),使用正常。

膠帶檢測(cè)原使用X光機(jī)定期對(duì)膠帶內(nèi)部鋼絲繩芯情況進(jìn)行檢測(cè)。在此基礎(chǔ)上,又安裝了ZSW-II單電磁型礦用鋼絲繩芯輸送帶無(wú)損檢測(cè)裝置,該裝置基于漏磁檢測(cè)原理,主要實(shí)現(xiàn)輸送機(jī)運(yùn)行中鋼絲繩芯各種斷繩、銹蝕、接頭抽動(dòng)、移位、鍍鋅層老化等情況的在線檢測(cè)及精確定位,最終打印文字報(bào)告,并可實(shí)現(xiàn)局域網(wǎng)數(shù)據(jù)共享。

3 應(yīng)用情況及經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益

該項(xiàng)技術(shù)改造工程完成后,進(jìn)行了工業(yè)性試驗(yàn),經(jīng)過(guò)幾天的測(cè)試和觀察,機(jī)構(gòu)運(yùn)行平穩(wěn),試驗(yàn)效果良好,投入正常生產(chǎn)。在一年多的運(yùn)行中,沒(méi)有出現(xiàn)大的問(wèn)題,證明該項(xiàng)目取得成功。通過(guò)上述一系列技術(shù)改造,完善了主提升運(yùn)輸系統(tǒng),提高了安全性能和節(jié)能效果,為礦井的進(jìn)一步發(fā)展打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ),滿足了礦井安全生產(chǎn)運(yùn)輸?shù)囊蟆?/p>

JZMJ型重型機(jī)械用膜片聯(lián)軸器在本次改造中的應(yīng)用,解決了在電機(jī)和減速器聯(lián)接部位伸出軸不能很好地保障穩(wěn)定性的情況下,由于微量的同軸度誤差帶來(lái)的大直徑制動(dòng)輪產(chǎn)生跳動(dòng)對(duì)伸出軸受力的影響。它的成功應(yīng)用為今后集團(tuán)公司機(jī)電改造項(xiàng)目中類(lèi)似的問(wèn)題提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

主斜井皮帶輸送機(jī)變頻器輸出直接驅(qū)動(dòng)技術(shù)在燕子山礦的成功應(yīng)用,證明了該技術(shù)不僅進(jìn)一步提高了設(shè)備的安全性能和節(jié)能效果,更好地滿足了《煤礦安全規(guī)程》的相關(guān)要求,而且美化了操作環(huán)境,降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度,具有廣闊的推廣前景。

Resolve Project of Special Problem in Frequency Conversion Modification of Belt Conveyor

Zhang Xue-jin

Introduces several special problems and the corresponding countermeasures in special frequency conversion transformation process of belt conveyor in main inclined shaft,includes the joint of brake pulley,the selection of holdback,the testing of steel wire core belt and so on,discusses the technical problems of application and installation to diaphragm shaft coupling for the brake pulley position.

Belt conveyor;Frequency conversion transformation;Brake pulley;Diaphragm shaf t coupling;Solution;Benefit

TD528.1

B

1672-0652(2010)01-0013-02

張學(xué)進(jìn) 男 1972年出生 1994年畢業(yè)于中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 工程師 大同 037003

2009-11-19