董青青，楊參軍

（1.陜西能源職業(yè)技術(shù)學(xué)院，陜西 咸陽(yáng) 712000；2.象山礦井機(jī)電科，陜西 韓城 715400）

1 刮板輸送機(jī)存在問(wèn)題的原因分析

1.1 電機(jī)容量配置偏小

根據(jù)象山礦的設(shè)計(jì)資料，刮板輸送機(jī)設(shè)計(jì)選配電機(jī)時(shí)，計(jì)算刮板的運(yùn)行阻力僅歸納了輸送機(jī)在額定負(fù)載和正常條件下的因素，并未包括由于使用條件特點(diǎn)致使增加的種種額外附加因素，而且在設(shè)計(jì)刮板輸送機(jī)定型產(chǎn)品時(shí)按水平（β=0）鋪設(shè)方式來(lái)配置標(biāo)準(zhǔn)電機(jī)容量的。在生產(chǎn)實(shí)踐中，刮板輸送機(jī)安裝使用前應(yīng)對(duì)電機(jī)容量進(jìn)行使用選擇和驗(yàn)算，將“設(shè)計(jì)”和“現(xiàn)場(chǎng)條件”相揉合，用綜合分析法確定關(guān)鍵數(shù)據(jù)，以求得符合現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)實(shí)際運(yùn)輸條件的選擇結(jié)果。下面根據(jù)象山礦綜采工作面傾角﹑鋪設(shè)長(zhǎng)度﹑輸送量大小，對(duì)現(xiàn)用的刮板機(jī)電機(jī)容量驗(yàn)算：

電機(jī)功率的計(jì)算

通過(guò)以上計(jì)算說(shuō)明實(shí)配電機(jī)容量（2×132 kW）較計(jì)算值（323 kW）偏小。刮板輸送機(jī)在全長(zhǎng)溜槽內(nèi)裝滿(mǎn)煤炭，摩擦阻力較大，要從靜止?fàn)顟B(tài)的驅(qū)動(dòng)，必須有足夠大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，當(dāng)電機(jī)提供的轉(zhuǎn)矩不能克服負(fù)載轉(zhuǎn)矩，就會(huì)產(chǎn)生“壓死溜子”現(xiàn)象。同樣，刮板輸送機(jī)在正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，電機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩也要大于負(fù)載轉(zhuǎn)矩，且要有一定的裕度系數(shù)，否則也難以正常運(yùn)轉(zhuǎn)?？傊?，電機(jī)與負(fù)載要合理匹配，而象山礦井電機(jī)容量配置偏小，這就是造成象山礦井刮板輸送機(jī)在實(shí)際使用過(guò)程中存在問(wèn)題的根本原因。

1.2 電動(dòng)機(jī)與液力耦合器匹配不合理

電動(dòng)機(jī)與液力耦合器合理匹配的一個(gè)重要條件是掌握好充液量。當(dāng)耦合器規(guī)格尺寸一定，電動(dòng)機(jī)功率一定時(shí)，只有在最佳充液量條件下，才能充分利用電動(dòng)機(jī)的過(guò)載能力。耦合器傳遞的轉(zhuǎn)矩接近電動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩，有利于輸送機(jī)的滿(mǎn)載起動(dòng)。液力耦合器的合適充液量，都要經(jīng)過(guò)試驗(yàn)臺(tái)反復(fù)測(cè)定。如綜采設(shè)備SGZ-630/264型輸送機(jī)上的YL-500型與YBSS-132電機(jī)最佳匹配條件下充液量為16.6 L。當(dāng)充液量為16.6L時(shí)，耦合器的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩與電機(jī)的臨界轉(zhuǎn)矩（1800 N*m）非常接近，耦合器能安全起動(dòng)。在實(shí)際工作中，由于客觀(guān)條件的變化，充液量的最大值也應(yīng)變化，但事實(shí)上是做不到的，故也要影響聯(lián)合工作特性，導(dǎo)致耦合器的實(shí)際起動(dòng)轉(zhuǎn)矩與電動(dòng)機(jī)的臨界轉(zhuǎn)矩不匹配。耦合器在低于電動(dòng)機(jī)的臨界轉(zhuǎn)矩運(yùn)行，是造成噴液損壞的主要原因。

2 技術(shù)改造方案

根據(jù)上述分析，針對(duì)存在的主要問(wèn)題實(shí)施以下技術(shù)改造方案。

2.1 更換電機(jī)

通過(guò)考察調(diào)研分析，在不減少整機(jī)鋪設(shè)長(zhǎng)度和增添驅(qū)動(dòng)裝置及整機(jī)強(qiáng)度允許的前提下，根據(jù)電動(dòng)機(jī)使用選擇驗(yàn)算結(jié)果，將原配置的132 kW電機(jī)更換成160 kW電機(jī)，以增大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，改善啟動(dòng)性能.

2.2 更換驅(qū)動(dòng)方式

將原采用電機(jī)和耦合器配套使用的驅(qū)動(dòng)方式改為電機(jī)對(duì)輪硬聯(lián)接驅(qū)動(dòng)方式，拆除原連接罩筒和液力耦合器，重新設(shè)計(jì)、安裝連接裝置（罩筒、對(duì)輪、過(guò)渡盤(pán)、制動(dòng)閘盤(pán)），以解決液力耦合器頻繁噴液損壞問(wèn)題。

2.3 重新設(shè)計(jì)選用起動(dòng)裝置

目前刮板輸送機(jī)電機(jī)的起動(dòng)裝置主要有限矩型液力耦合器、雙速電機(jī)、軟啟動(dòng)控制器。

（1）采用電機(jī)和耦合器配套的直接啟動(dòng)方式，刮板輸送機(jī)配套兩臺(tái)160 kW電機(jī)同時(shí)啟動(dòng)，電壓網(wǎng)絡(luò)損失142 V，電動(dòng)機(jī)端電壓損失在10%的范圍內(nèi)，剛好滿(mǎn)足起動(dòng)要求，但起動(dòng)沖擊過(guò)大，對(duì)減速機(jī)損傷較大，不宜采用該方式。

（2）采用雙速電機(jī)啟動(dòng)方式，可以利用現(xiàn)有的組合開(kāi)關(guān)，四回路同時(shí)工作，但是造成故障難處理、維修量大，需要在現(xiàn)有供電線(xiàn)路基礎(chǔ)上增加四趟型號(hào)為UP3*35+1*16的電纜960米，同時(shí)在低速轉(zhuǎn)換為高速時(shí)產(chǎn)生沖擊，對(duì)設(shè)備壽命有影響。

（3）軟啟動(dòng)能最大限度的消除起動(dòng)沖擊負(fù)載，有效的保護(hù)傳動(dòng)元件，起動(dòng)加速度和動(dòng)負(fù)載減少5～10倍。經(jīng)過(guò)分析比較，根據(jù)工作面生產(chǎn)起動(dòng)頻繁，且經(jīng)常重載起動(dòng)的特點(diǎn)，選擇了太原惠特科技有限公司生產(chǎn)的QJR-400/1140型軟啟動(dòng)器對(duì)刮板輸送機(jī)進(jìn)行控制，以滿(mǎn)足軟起動(dòng)及雙電機(jī)功率平衡要求，取代電機(jī)和耦合器配套使用的驅(qū)動(dòng)方式。

圖1～2為以上三種160 kW電機(jī)起動(dòng)曲線(xiàn)。

圖1 軟啟動(dòng)與直接啟動(dòng)曲線(xiàn)

軟啟動(dòng)器是一種用來(lái)控制鼠籠型異步電動(dòng)機(jī)的新設(shè)備，集電機(jī)軟啟動(dòng)、軟停車(chē)、輕載節(jié)能和多種功能于一體的新穎電機(jī)控制裝置，國(guó)外稱(chēng)為Soft Starter。它是微處理器和大功率晶閘管相結(jié)和的新技術(shù)，它的主要構(gòu)成是串接于電源與被控電機(jī)之間的三相反并聯(lián)晶閘管及其電子電路。通過(guò)控制三相反并聯(lián)晶閘管的導(dǎo)通角，使被控電機(jī)的輸入電壓按不同的要求而變化，從而實(shí)現(xiàn)不同的功能。

圖2 TBSD160/80-4/8雙速電機(jī)啟動(dòng)曲線(xiàn)

n

軟啟動(dòng)器主要適用于煤礦井下控制三相鼠籠型異步電動(dòng)機(jī)，在不需要調(diào)速、緩慢起動(dòng)的場(chǎng)所，特別是刮板輸送機(jī)電動(dòng)機(jī)的控制，具有軟啟動(dòng)、軟停車(chē)功能，具備其它控制器的各種功能，可以方便地實(shí)現(xiàn)緊鏈操作。

3 改造后的效果及經(jīng)濟(jì)效益分析

3.1 轉(zhuǎn)矩提高

3.2 發(fā)揮了現(xiàn)有機(jī)械化設(shè)備能力

改造后煤機(jī)割煤牽引速度比過(guò)去提高了1～3 m/min，在工作面中后部也能正常行走，在出現(xiàn)片綁時(shí)不易壓死溜子。

3.3 大大減少了維修費(fèi)用

軟啟動(dòng)硬連接，不再使用液力耦合器，每年僅更換維修液力耦合器一項(xiàng)節(jié)省費(fèi)用20萬(wàn)元左右。

3.4 提高了工時(shí)利用率

軟啟動(dòng)改造后，運(yùn)行狀況改善，割煤、移架、放頂煤時(shí)間的縮短，作業(yè)方式優(yōu)化，更加有利集中組織生產(chǎn)。通過(guò)三個(gè)月統(tǒng)計(jì)，月原煤產(chǎn)量在原煤基礎(chǔ)上提高1.5～2萬(wàn)元。

耦合器故障率太高，拆卸難度大，改造后生產(chǎn)班與機(jī)電班不需要耗費(fèi)巨大的人力，替代后累計(jì)月降低故障時(shí)間在24小時(shí)/月。

3.5 維修量減少，事故率降低

耦合器替代后，機(jī)電班包機(jī)人員減員3名，檢修工作量小，檢修時(shí)間大大縮短，累計(jì)月節(jié)約檢修時(shí)間24小時(shí)，改造后生產(chǎn)班不需要耗費(fèi)巨大壓力拆卸耦合器，故障率大幅度降低。

4 結(jié)束語(yǔ)

SGZ630/264型刮板輸送機(jī)在我礦的改造是成功的，特別是將軟啟動(dòng)開(kāi)關(guān)用于刮板輸送機(jī)控制取得了良好的效果，為其他控制設(shè)備選型提供了可靠科學(xué)依據(jù)，很有推廣使用價(jià)值。

[1]伍斌.電力拖動(dòng)與控制[M].徐州：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，2000.