孫杰 李鑫 曲寶 于連紅 黃亞江

摘 要：MG-400/940WD型電牽引采煤機(jī)是由雞西煤礦機(jī)械有限公司生產(chǎn)，在煤礦綜采工作面上使用時(shí)由于其機(jī)體本身所帶的液壓調(diào)高、制動(dòng)裝置在使用過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)因系統(tǒng)油溫過(guò)高，而且油箱內(nèi)的液壓油沒(méi)有冷卻系統(tǒng)，造成液壓膠管密封圈由于高溫造成老化串液以及液壓元件經(jīng)常損壞。更換需要時(shí)間而且投入較大，有時(shí)甚至因發(fā)現(xiàn)不及時(shí)造成油箱跑油，油泵吸空造成損壞，并且大都采用進(jìn)口油泵，價(jià)格比較昂貴使生產(chǎn)成本加大，由于國(guó)產(chǎn)電磁閥使用壽命短，故障率高，當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)影響采煤機(jī)調(diào)高和坡度大時(shí)的制動(dòng)問(wèn)題，進(jìn)而影響了設(shè)備的開(kāi)機(jī)率，針對(duì)以上這些問(wèn)題而決定對(duì)其進(jìn)行技術(shù)改造。

關(guān)鍵詞：變頻調(diào)速；調(diào)高；制動(dòng)；遙控裝置

中圖分類(lèi)號(hào)：TD421 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2018）28-0169-02

Abstract： MG-400/940WD electric haulage shearer is produced by Jixi Coal Mine Machinery Co.， Ltd. When it is used in fully mechanized coal mining face， it is often used because of high hydraulic pressure and high oil temperature of the system. Moreover， the hydraulic oil in the oil tank has no cooling system， resulting in the aging of the hydraulic rubber tube sealing ring due to high temperature and the frequent damage to the hydraulic components. Replacement takes time and high expense， and sometimes because problems are not timely found even oil leakage occurs， oil pump suction is damaged. Most of them use imported oil pumps， so the price is more expensive to increase production costs， due to the short life of domestic solenoid valve， and the failure rate is high， which affects the braking problem of shearer when the shearer is high and the slope is large， and which affects the start-up rate of the equipment. In view of the above problems， it is decided to carry on the technical transformation to the shearer.

Keywords： variable frequency speed regulation； heightening； braking； remote control device

1 采煤機(jī)控制系統(tǒng)原理

采煤機(jī)內(nèi)部是采用松下工業(yè)可編程控制器PLC和工控顯示控制，通過(guò)10.4寸大屏幕彩色顯示器顯示內(nèi)容有：當(dāng)采煤機(jī)開(kāi)機(jī)狀態(tài)下各個(gè)電機(jī)溫度顯示，系統(tǒng)電壓顯示，當(dāng)某個(gè)電機(jī)啟動(dòng)時(shí)，實(shí)時(shí)顯示啟動(dòng)電流以及正常工作電流，牽引部分還顯示牽引速度、牽引力的大小。機(jī)身幾個(gè)部位都能對(duì)采煤機(jī)電氣進(jìn)行控制：中間手控；機(jī)身兩端頭操作站集中電控；離機(jī)時(shí)的遙控，距離范圍在30m以?xún)?nèi)。交流變頻調(diào)速系統(tǒng)采用一拖一方式，變頻器采用ABB公司生產(chǎn)的ACS800系列變頻器，這種變頻器主要采用直接轉(zhuǎn)矩控制的技術(shù)，可在無(wú)脈沖編碼器和測(cè)速電機(jī)反饋的情況下，完成對(duì)交流牽引電機(jī)速度和轉(zhuǎn)矩的準(zhǔn)確控制。保護(hù)功能十分完善，將左、右截割（左、右牽引）電機(jī)電流、溫度；牽引高速軸、截割高速軸的溫度；冷卻水流量、壓力；液壓系統(tǒng)壓力監(jiān)測(cè)，油箱油位，系統(tǒng)電壓及環(huán)境瓦斯含量監(jiān)測(cè)等模擬量通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換成數(shù)字量信號(hào)，供給PLC采集，對(duì)應(yīng)進(jìn)行顯示或保護(hù)。各檢測(cè)點(diǎn)的參數(shù)可以在工控機(jī)屏幕上適時(shí)動(dòng)態(tài)顯示；同時(shí)該電控系統(tǒng)上的操作顯示站的液晶屏上也能同時(shí)顯示如采煤機(jī)牽引速度、牽引力、截割電機(jī)電流、牽引電機(jī)電流等的信息。而且具有故障記憶功能，在三個(gè)小班為一個(gè)原班的時(shí)間內(nèi)可記錄最近發(fā)生的60次故障信息，在檢修的時(shí)候?qū)Ｂ氹姽た梢栽敿?xì)地查詢(xún)每一條故障的相關(guān)信息。通過(guò)改造后操作上以遙控為主在應(yīng)急的時(shí)候機(jī)身兩端固定安裝的操作站控制及中間轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)手動(dòng)控制。電控箱內(nèi)的關(guān)鍵電氣件都是進(jìn)口的。如C79隔離開(kāi)關(guān)、V77真空接觸器、ACS800變頻器等。電氣性能穩(wěn)定可靠。

2 改造方法

MG-400/940WD型交流電牽引采煤機(jī)電控箱是整個(gè)采煤機(jī)電氣核心部件，它內(nèi)部采用松下工業(yè)可編程控制器PLC控制，一是接收來(lái)自外部的開(kāi)關(guān)量信號(hào)；另一個(gè)是采集采煤機(jī)各個(gè)部位的電機(jī)溫度信號(hào)，牽引電流、牽引力以及牽引速度的大小，將這些非電量信號(hào)轉(zhuǎn)化為電量信號(hào)后，再經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)化后供給PLC作為保護(hù)檢測(cè)依據(jù)。通過(guò)對(duì)采煤機(jī)進(jìn)行整機(jī)上電、斷電，截割電機(jī)、泵電機(jī)的起動(dòng)、停止，運(yùn)輸機(jī)的解鎖和閉鎖以及變頻器電源通斷等操作，來(lái)完成采煤機(jī)的各種操作。改造主要在主控制器與電磁閥之間進(jìn)行。

2.1 電氣部分

改造原理圖如圖1，將采煤機(jī)內(nèi)一組直流繼電器組（5個(gè)直流繼電器），一塊AC220V/DC12V開(kāi)關(guān)電源模塊。將采煤機(jī)主控器上的控制各電磁閥電源引線(xiàn)腳引出向原引線(xiàn)從主控器上摘下，將原主控制器上的點(diǎn)分別引出線(xiàn)至五個(gè)24V直流繼電器線(xiàn)圈上，通過(guò)線(xiàn)圈電源的通斷，來(lái)控制其常開(kāi)接點(diǎn)的分合，通過(guò)常開(kāi)接點(diǎn)從而控制各電磁閥的通斷，來(lái)控制液路的開(kāi)閉動(dòng)作。分別控制左右調(diào)高和制動(dòng)。當(dāng)遙控器輸入控制指令后，主控制器控制24V繼電器，24V繼電器接點(diǎn)再控制12V電磁閥，以實(shí)現(xiàn)機(jī)械傳動(dòng)。而制動(dòng)回路動(dòng)作原理是當(dāng)牽引回路通電牽引的同時(shí)，主控器輸出信號(hào)控制后加的其中一個(gè)24V直流繼電器通電，其常開(kāi)節(jié)點(diǎn)閉合以接通制動(dòng)器電磁閥，把機(jī)體本身的制動(dòng)器松閘，當(dāng)牽引電機(jī)斷電后，同時(shí)主控制器給出信號(hào)使制動(dòng)器電磁閥斷電，制動(dòng)器抱閘以實(shí)現(xiàn)制動(dòng)。在CZ1-23是整流橋VC2的24V+極，將后加直流繼電器組（5個(gè)直流繼電器）的24V電源公共+極并接到CZ1-23上，后加直流繼電器組（5個(gè)直流繼電器）的五個(gè)負(fù)端分別接到原主控器摘下的CZ1-25～29 端，CZ1-24是VC2的0V，把CZ1-25原線(xiàn)（從后腔來(lái)的電磁閥線(xiàn)X11-1）從主控器上摘下，接到后加直流繼電器組（5個(gè)直流繼電器）的左升繼電器常開(kāi)點(diǎn)一端，CZ1-26接到（X11-2來(lái)）左降，CZ1-27接到（X11-3來(lái)）右升，CZ1-28接到（X11-4來(lái)）右降，CZ1-29接到（X11-5來(lái)）制動(dòng)，五個(gè)電磁閥公共端X11-6是從VC2的24V（+）極經(jīng)過(guò)JZ3-18到后腔的，把JZ3插座打開(kāi)，找到X11-6這根線(xiàn)（在18腳上），斷開(kāi)后，一頭是從VC2的24V（+）極來(lái)的線(xiàn)頭包好，另一頭去后腔的線(xiàn)接到后加的220V/12V的電源模塊的12V（+）端，12V的（-）端是通過(guò)后加的24V繼電氣組的常開(kāi)接點(diǎn)接到各電磁閥的另一端。圖1電氣及液壓電磁閥改造原理圖電氣系統(tǒng)改進(jìn)后，主要優(yōu)點(diǎn)是既保證了設(shè)備的正常使用，而且將采煤機(jī)主控器與液壓系統(tǒng)電磁閥之間實(shí)現(xiàn)了有效的電氣隔離，保證了當(dāng)外圍電路出現(xiàn)故障時(shí)不至于影響主控制器的正常工作。

2.2 液壓部分

液壓改造是采用一組共計(jì)6個(gè)帶電源指示的電液控制閥，分別控制左右截割部的上升與下降，牽引系統(tǒng)行走時(shí)的液壓制動(dòng)器解鎖，當(dāng)司機(jī)操作某個(gè)功能時(shí)，該部位電磁閥得電，閥芯移動(dòng)打開(kāi)液壓回路使該系統(tǒng)動(dòng)作，并同時(shí)指示燈顯示哪個(gè)部位動(dòng)作。液壓制動(dòng)器是控制牽引部主傳動(dòng)的重要部件，940采煤機(jī)牽引電機(jī)的功率是55kW，它經(jīng)過(guò)二級(jí)直齒輪和雙行星減速器減速，將牽引功率輸出帶動(dòng)行走機(jī)構(gòu)再帶動(dòng)整機(jī)行走。在煤壁側(cè)軸齒輪另一端裝有液壓制動(dòng)器，當(dāng)采煤機(jī)在較大傾角工作面停機(jī)時(shí)，液壓制動(dòng)器緊急制動(dòng)，防止了采煤機(jī)下滑的危險(xiǎn)。如果工作面傾角小于15°時(shí)，根據(jù)工作面實(shí)際地質(zhì)條件需要，可以不用液壓制動(dòng)器，用軸端護(hù)蓋防護(hù)好。在煤壁側(cè)的一軸安裝有溫度傳感器，通過(guò)檢測(cè)該處的溫度值，當(dāng)溫度值超過(guò)135℃則報(bào)警，同時(shí)在工控機(jī)屏幕上顯示實(shí)時(shí)溫度。制動(dòng)器在采煤機(jī)沒(méi)給牽引時(shí)，活塞在彈簧力作用下，壓緊內(nèi)外摩擦片產(chǎn)生制動(dòng)力矩，使采煤機(jī)制動(dòng)。當(dāng)司機(jī)發(fā)出牽引信號(hào)時(shí)，通過(guò)電氣系統(tǒng)使二位四通電磁閥動(dòng)作，經(jīng)液壓閥組來(lái)的低壓力油進(jìn)入液壓制動(dòng)器的外接油口，活塞在壓力油作用下壓緊彈簧組，使內(nèi)外摩擦片脫離接觸，制動(dòng)器軸空轉(zhuǎn)松閘，采煤機(jī)正常牽引。當(dāng)采煤機(jī)出現(xiàn)緊急情況或檢修時(shí)可用螺栓在制動(dòng)器的后端蓋上手動(dòng)壓緊彈簧，使內(nèi)外摩擦片暫時(shí)脫離接觸，采煤機(jī)應(yīng)急行走。

3 結(jié)束語(yǔ)

采煤機(jī)電氣調(diào)高，制動(dòng)經(jīng)過(guò)改造投入生產(chǎn)運(yùn)行后，大大改善了設(shè)備的綜合運(yùn)行效率，特別是故障率大大降低，并且投入改造材料少，只采用乳化液作為液壓驅(qū)動(dòng)能源，節(jié)約了原材料。后采用的電磁閥克服了以前本機(jī)所帶的電磁閥易出現(xiàn)的一些故障。而且使用周期長(zhǎng)，故障率極低，在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中確保了設(shè)備的開(kāi)機(jī)率，提高了生產(chǎn)效率。

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