趙芳強(qiáng)

(晉能控股裝備制造集團(tuán) 金鼎煤機(jī)礦業(yè)有限責(zé)任公司，山西 晉城 048006)

0 引言

目前，晉能控股裝備制造集團(tuán)各大生產(chǎn)礦井使用的SGZ800/800刮板輸送機(jī)驅(qū)動(dòng)方式為雙速電機(jī)+聯(lián)軸器+減速器，控制方式為低速啟動(dòng)，高速運(yùn)行，不能實(shí)現(xiàn)速度調(diào)控。這種運(yùn)行模式對(duì)鏈條的機(jī)械沖擊大，容易造成斷鏈、斷齒事故發(fā)生；若刮板輸送機(jī)因片幫或滿載意外事故停車造成壓溜時(shí)，重載啟動(dòng)困難，需人工卸載，存在安全隱患。

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，變頻驅(qū)動(dòng)技術(shù)取得了重大進(jìn)步[1]，具有重載軟啟動(dòng)、無極調(diào)速、降低電氣沖擊和機(jī)械沖擊、節(jié)能降耗等優(yōu)點(diǎn)，在重型刮板輸送機(jī)上應(yīng)用變頻軟啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)技術(shù)已成為一種趨勢[2]。為滿足長平礦井230 m綜放工作面的配套需求，同時(shí)響應(yīng)節(jié)能降耗的趨勢，金鼎煤機(jī)礦業(yè)有限責(zé)任公司設(shè)計(jì)生產(chǎn)了SGZ800/1050變頻調(diào)速型刮板輸送機(jī)。

1 SGZ800/1050變頻調(diào)速型刮板輸送機(jī)技術(shù)參數(shù)

SGZ800/1050變頻刮板輸送機(jī)在傳統(tǒng)SGZ800/800刮板輸送機(jī)基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，與上海天地MG450/1020-WD采煤機(jī)、ZF7200/17/33.5型液壓支架配套，布置在整個(gè)采煤工藝的最前端，完成井下煤炭、矸石等散料運(yùn)輸，同時(shí)還是采煤機(jī)的運(yùn)行軌道，其設(shè)計(jì)參數(shù)如表1所示。

表1 SGZ800/1050變頻刮板輸送機(jī)技術(shù)參數(shù)

2 變頻刮板輸送機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

SGZ800/1050變頻刮板輸送機(jī)主要由機(jī)頭部分、中間部分和機(jī)尾部分組成。機(jī)頭部分包括機(jī)頭架、撥鏈器、舌板、鏈輪、推移梁、電動(dòng)機(jī)、聯(lián)軸器及減速器等零部件，中間部分包括過渡槽、變線槽、中部槽、開口槽、電纜槽及刮板鏈等零部件，機(jī)尾部分與機(jī)頭部分結(jié)構(gòu)相似，另外增加了回煤裝置。刮板鏈選擇34×126-D級(jí)圓環(huán)鏈，通過鎖鏈?zhǔn)浇渔湱h(huán)(平環(huán))連接，在保證880系列鏈輪通用性的前提下提高刮板鏈的破斷載荷，滿足長距離運(yùn)輸工作面的使用要求。

驅(qū)動(dòng)裝置共有兩套，分別布置于機(jī)頭和機(jī)尾，其中電動(dòng)機(jī)選用525 kW(3 300 V)礦用隔爆兼本質(zhì)安全型高壓變頻一體機(jī)4，替代傳統(tǒng)雙速電機(jī)，通過梅花彈性聯(lián)軸器2與減速器1連接，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的變頻調(diào)速和軟啟動(dòng)功能，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。

緊鏈裝置設(shè)計(jì)為離合式齒輪減速箱3與液壓馬達(dá)連接，通過旋轉(zhuǎn)手柄控制減速箱與電機(jī)軸上的大齒輪嚙合，實(shí)現(xiàn)緊鏈，其操作簡便，同時(shí)提高設(shè)備的安全性能。離合式齒輪減速箱如圖2所示。

1-減速器；2-聯(lián)軸器；3-減速箱；4-變頻一體機(jī)圖1 驅(qū)動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)示意圖

3 變頻刮板輸送機(jī)性能優(yōu)勢

SGZ800/1050刮板輸送機(jī)成功應(yīng)用變頻技術(shù)，有效地解決了設(shè)備使用過程中的很多技術(shù)難題，有傳統(tǒng)刮板輸送機(jī)不可比擬的優(yōu)勢。

3.1 智能調(diào)速

刮板輸送機(jī)運(yùn)行時(shí)的煤炭輸送量是不斷變化的，變頻一體機(jī)控制系統(tǒng)可根據(jù)實(shí)時(shí)運(yùn)煤量靈活調(diào)整刮板輸送機(jī)運(yùn)行速度至理想值[3]，當(dāng)一個(gè)時(shí)段內(nèi)輸送量減少時(shí)，刮板輸送機(jī)以較低速度運(yùn)行，提高其單位長度內(nèi)的承載量，從而降低電能消耗，減少刮板鏈的額外磨損；當(dāng)輸送量增加時(shí)，在功率運(yùn)輸范圍內(nèi)，刮板輸送機(jī)可自動(dòng)提高運(yùn)行速度，保證運(yùn)輸效率。

圖2 離合式齒輪減速箱

3.2 重載啟動(dòng)

刮板輸送機(jī)在運(yùn)行過程中煤炭的落料量及落料位置具有波動(dòng)性，可能會(huì)由于局部卡滯進(jìn)入超負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)，若遇突然斷電，刮板輸送機(jī)煤層沒有完全卸載，再次啟動(dòng)需要較大的扭矩，變頻裝置可快速直接控制轉(zhuǎn)矩[4]，啟動(dòng)扭矩可達(dá)額定扭矩的2.2倍，啟動(dòng)電流小于2倍的額定電流，避免重載啟動(dòng)時(shí)對(duì)電網(wǎng)的電流沖擊及對(duì)刮板輸送機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)械沖擊。

3.3 節(jié)能降耗

變頻系統(tǒng)可實(shí)時(shí)監(jiān)測刮板輸送機(jī)的運(yùn)行負(fù)荷，并快速精準(zhǔn)控制電機(jī)的運(yùn)行速度，實(shí)現(xiàn)機(jī)頭和機(jī)尾傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)功率平衡，確保設(shè)備多機(jī)多點(diǎn)同步驅(qū)動(dòng)，提高協(xié)同運(yùn)行效率，維持電網(wǎng)電流平穩(wěn)，與傳統(tǒng)刮板輸送機(jī)相比，綜合節(jié)能可達(dá)30%。

3.4 斷鏈保護(hù)和低速檢修

SGZ800/1050變頻刮板輸送機(jī)可根據(jù)鏈條強(qiáng)度設(shè)置最大轉(zhuǎn)矩限制值，減少斷鏈?zhǔn)鹿拾l(fā)生，同時(shí)設(shè)置轉(zhuǎn)矩的下限保護(hù)值，實(shí)現(xiàn)斷鏈后的自動(dòng)停機(jī)保護(hù)，并可設(shè)定任意速度對(duì)刮板輸送機(jī)進(jìn)行檢修、接鏈等工作，有效地保護(hù)了操作人員的人身安全。

4 結(jié)語

煤炭開采屬高危作業(yè)，工作面的發(fā)展趨勢是智能化、無人化[5]，本公司設(shè)計(jì)生產(chǎn)的SGZ800/1050變頻刮板輸送機(jī)鋪設(shè)長度可達(dá)230 m，鏈條承載力大幅度增加，同時(shí)具有啟停平穩(wěn)、性能可靠、對(duì)電網(wǎng)沖擊小、電能消耗低等優(yōu)點(diǎn)，已在集團(tuán)公司長平礦井實(shí)踐應(yīng)用，成功解決了刮板輸送機(jī)智能調(diào)速和重載啟動(dòng)等技術(shù)難題，后期可在更多工況條件相近的智能工作面推廣應(yīng)用。