趙芳強

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

0 引言

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

隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展，變頻驅(qū)動技術(shù)取得了重大進步[1]，具有重載軟啟動、無極調(diào)速、降低電氣沖擊和機械沖擊、節(jié)能降耗等優(yōu)點，在重型刮板輸送機上應用變頻軟啟動驅(qū)動技術(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，同時響應節(jié)能降耗的趨勢，金鼎煤機礦業(yè)有限責任公司設計生產(chǎn)了SGZ800/1050變頻調(diào)速型刮板輸送機。

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

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

表1 SGZ800/1050變頻刮板輸送機技術(shù)參數(shù)

2 變頻刮板輸送機結(jié)構(gòu)設計

SGZ800/1050變頻刮板輸送機主要由機頭部分、中間部分和機尾部分組成。機頭部分包括機頭架、撥鏈器、舌板、鏈輪、推移梁、電動機、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，機尾部分與機頭部分結(jié)構(gòu)相似，另外增加了回煤裝置。刮板鏈選擇34×126-D級圓環(huán)鏈，通過鎖鏈式接鏈環(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，滿足長距離運輸工作面的使用要求。

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

緊鏈裝置設計為離合式齒輪減速箱3與液壓馬達連接，通過旋轉(zhuǎn)手柄控制減速箱與電機軸上的大齒輪嚙合，實現(xiàn)緊鏈，其操作簡便，同時提高設備的安全性能。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-變頻一體機圖1 驅(qū)動裝置結(jié)構(gòu)示意圖

3 變頻刮板輸送機性能優(yōu)勢

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

3.1 智能調(diào)速

刮板輸送機運行時的煤炭輸送量是不斷變化的，變頻一體機控制系統(tǒng)可根據(jù)實時運煤量靈活調(diào)整刮板輸送機運行速度至理想值[3]，當一個時段內(nèi)輸送量減少時，刮板輸送機以較低速度運行，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；當輸送量增加時，在功率運輸范圍內(nèi)，刮板輸送機可自動提高運行速度，保證運輸效率。

圖2 離合式齒輪減速箱

3.2 重載啟動

刮板輸送機在運行過程中煤炭的落料量及落料位置具有波動性，可能會由于局部卡滯進入超負荷運行狀態(tài)，若遇突然斷電，刮板輸送機煤層沒有完全卸載，再次啟動需要較大的扭矩，變頻裝置可快速直接控制轉(zhuǎn)矩[4]，啟動扭矩可達額定扭矩的2.2倍，啟動電流小于2倍的額定電流，避免重載啟動時對電網(wǎng)的電流沖擊及對刮板輸送機傳動系統(tǒng)的機械沖擊。

3.3 節(jié)能降耗

變頻系統(tǒng)可實時監(jiān)測刮板輸送機的運行負荷，并快速精準控制電機的運行速度，實現(xiàn)機頭和機尾傳動系統(tǒng)的動態(tài)功率平衡，確保設備多機多點同步驅(qū)動，提高協(xié)同運行效率，維持電網(wǎng)電流平穩(wěn)，與傳統(tǒng)刮板輸送機相比，綜合節(jié)能可達30%。

3.4 斷鏈保護和低速檢修

SGZ800/1050變頻刮板輸送機可根據(jù)鏈條強度設置最大轉(zhuǎn)矩限制值，減少斷鏈事故發(fā)生，同時設置轉(zhuǎn)矩的下限保護值，實現(xiàn)斷鏈后的自動停機保護，并可設定任意速度對刮板輸送機進行檢修、接鏈等工作，有效地保護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]，本公司設計生產(chǎn)的SGZ800/1050變頻刮板輸送機鋪設長度可達230 m，鏈條承載力大幅度增加，同時具有啟停平穩(wěn)、性能可靠、對電網(wǎng)沖擊小、電能消耗低等優(yōu)點，已在集團公司長平礦井實踐應用，成功解決了刮板輸送機智能調(diào)速和重載啟動等技術(shù)難題，后期可在更多工況條件相近的智能工作面推廣應用。