孟全

(淮滬煤電公司 丁集煤礦， 安徽 淮南 230141)

0 引言

丁集煤礦為高地壓礦井，存在地壓大、底鼓、巷幫來壓導致帶式輸送機傳動部基礎變形、巷道寬度不夠等問題。而井下主運輸巷帶式輸送機、順槽移動式帶式輸送機均為350 kW以上大功率電動機，采用傳統(tǒng)的“三相異步電動機+減速機+聯(lián)軸節(jié)”的方式,即主要是通過電動機帶動減速機，將速度經(jīng)過大小齒輪的配合運轉實現(xiàn)減速，再通過滾筒驅動輸送膠帶，實現(xiàn)物料的運輸[1,2]。此種傳動方式環(huán)節(jié)多，不但降低了系統(tǒng)的傳遞效率，而且對巷道驅動基礎巷道寬度要求變高，一旦基礎變形出現(xiàn)聯(lián)軸器損壞，就會影響生產，且傳統(tǒng)的驅動過載系數(shù)變小，使重載啟動困難;一旦出現(xiàn)膠帶輸送事故，則需要人工清理積煤，既耗時費力，又影響正常生產[3]。

為了解決上述問題，通過反復調研分析，決定提升新技術在帶式輸送機系統(tǒng)的應用，即用永磁直驅電動滾筒代替?zhèn)鹘y(tǒng)帶式輸送機驅動裝置，達到精簡傳動結構，減少減速機和聯(lián)軸器，并且精確調速可以提高驅動裝置的輸出效率，同時提高了過載系數(shù)，減少了傳動部受地壓、巷道寬度的影響。永磁直驅電動機是一種異步啟動的同步電動機，由轉子交流啟動后牽入同步運行，類似于交流同步電動機，其運行是靠定子線圈在氣隙中產生旋轉磁場與已充磁的磁極作用，帶動轉子與旋轉磁場同步旋轉而做功[4-7]。丁集煤礦原主運輸巷帶式輸送機驅動功率為355 kW，經(jīng)過核算，改造后使用315 kW的永磁直驅電動滾筒可以滿足要求。因此,研究決定進行改造示范，成功后可進行推廣。

1 總體改造方案

1) 主要對卸載側部傳動裝置進行改造。原驅動滾筒為φ1 000 mm×1 400 mm，拆除原2套傳動滾筒、減速器、制動器等部件，采用2臺STYB 315-4.0-1000×1400(1 140 V)型功率為315 kW的永磁直驅滾筒直接替換。

2) 重新配置傳動機頭架一套。由于大功率永磁直驅滾筒內部有電磁結構和軸承空間的需要，如直徑φ1 000 mm的永磁滾筒，當功率為315 kW，轉速4.0 m/s時，則筒體的長度為1 600 mm，比原機械滾筒長了200 mm，其質量比原裝置大了4 t多，因此必須重新配置傳動機頭架。圖1為φ1 000 mm永磁滾筒傳動裝置安裝圖。與原傳動裝置對比可以發(fā)現(xiàn)，雖然滾筒加長了200 mm，但設備機身總寬卻縮短了1 000 mm左右，滿足了丁集煤礦巷道的寬度要求。

圖1 φ1 000 mm永磁滾筒

3) 為充分利用原卸載架和中間架不作變動，在重新配做傳動機頭架兩段分別作過渡連接，以保證原安裝尺寸不變,同時配制的機頭架地腳向內加寬，保證安裝基礎孔中心距1 790 mm不變。

4) 配套BPJ1-400/1140型變頻器兩臺實現(xiàn)軟啟、軟停和調速控制,并配備FS 600L-40B型風水冷卻器兩臺分別為永磁滾筒冷卻水循環(huán)散熱。

2 使用情況分析

1) 改造后，永磁電動滾筒運行速度、扭矩如圖2所示，運行速度較為平穩(wěn)，啟動時啟動力矩超過150%，過載能力強，不容易壓車。

圖2 永磁電動滾筒運行速度、扭矩

2) 永磁直驅電動滾筒驅動系統(tǒng)安裝方便，無需施工澆注帶式輸送機頭架和永磁電動機的安裝基礎，既節(jié)省了基建施工材料和人工成本，又縮短了50 %以上的安裝周期。

3) 改造后基本上實現(xiàn)了“免維護”，大大減少由于設備維護造成的停產時間[8]。永磁直驅電動滾筒驅動系統(tǒng)對巷道適應能力強，不需要聯(lián)軸器對中調整，也避免了因地基沉降和設備位移造成的聯(lián)軸器不同心問題，引起轉動設備的振動值超標，嚴重時會損害軸承并威脅著設備的正常運行，可減少維護70%的工作量。作為輸送機傳動系統(tǒng)的革新,必將帶動帶式輸送機傳動的全面使用與推廣。

3 存在問題分析

1) 上運逆止系統(tǒng)，下運制動系統(tǒng)不完善。永磁電動滾筒目前使用較多的是平巷運輸，上運、下運使用較少，在煤礦應用的大功率永磁電動滾筒的制動器、逆止器的研發(fā)及設計，對下一步永磁電動滾筒在輸送機廣泛應用有重要意義。

2) 冷卻系統(tǒng)復雜。需要外加水箱、水泵，并且對水質要求高，冷卻不好有可能會超溫，導致無法運轉。

3) 生產廠家電控系統(tǒng)配置和變頻器配置不統(tǒng)一影響現(xiàn)場使用效果。

4) 永磁電動滾筒的永磁體為新產品，衰減情況未知，且永磁體采用螺栓和固定膠粘結在滾筒內壁，大功率永磁電動滾筒受力大，永磁體是否牢固、可靠，目前還無法證明。

4 結論

1) 采用大功率永磁直驅電動滾筒帶式輸送機的應用,系統(tǒng)安裝方便,對巷道適應能力強,徹底避免了因地基沉降和設備位移造成的聯(lián)軸器不同的問題引起設備振動值超標,保護工作量減小70%。

2) 存在的問題包括:冷卻系統(tǒng)復雜,對水質要求高;電控系統(tǒng)配置不統(tǒng)一,影響了現(xiàn)場使用效果;永磁體是否牢固,目前還無法證明,有待考查。