李韜晦

(晉能控股煤業(yè)集團(tuán) 煤炭洗選分公司，山西 大同 037003)

麻家梁選煤廠為特大型選煤廠，年入洗原煤為1 200萬t，為了節(jié)能提效，該選煤廠從傳動(dòng)裝置改進(jìn)入手，率先對(duì)C301帶式輸送機(jī)傳動(dòng)裝置進(jìn)行研究分析，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有的電機(jī)傳動(dòng)機(jī)組工程設(shè)計(jì)時(shí)功率富余量大，電機(jī)額定功率高于實(shí)際需求的30%以上，存在能耗高、資源浪費(fèi)大、系統(tǒng)安全性差、系統(tǒng)部件磨損嚴(yán)重等問題，嚴(yán)重制約系統(tǒng)效率的提升。

1 現(xiàn)有轉(zhuǎn)動(dòng)裝置分析

現(xiàn)有轉(zhuǎn)動(dòng)裝置是傳統(tǒng)的液力耦合器連接方式，采用異步電機(jī)聯(lián)結(jié)減速機(jī)、液力耦合器、驅(qū)動(dòng)滾筒的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，通過集控室集中控制線路上的各電機(jī)運(yùn)行。存在以下問題：功率因數(shù)低、耗能大，啟動(dòng)電流大；供電變壓器選用容積大，啟動(dòng)時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)不平穩(wěn)，對(duì)膠帶造成一定沖擊；前端減速機(jī)機(jī)械損耗大、傳動(dòng)率低，運(yùn)行效率低、能耗大，不符合節(jié)能環(huán)保的要求；傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，日常維護(hù)工作量大，安裝、拆卸困難，運(yùn)維成本高；以油為工作介質(zhì)的液力耦合器維護(hù)不當(dāng)易造成火災(zāi)；傳動(dòng)裝置整體使用壽命短，一般2～3 a即需更換。針對(duì)以上問題，要想提高傳動(dòng)裝置效率，減輕減速機(jī)負(fù)擔(dān)，最有效的方法就是對(duì)液力耦合器進(jìn)行改進(jìn)。

2 永磁耦合器優(yōu)點(diǎn)

永磁耦合器傳動(dòng)是一種無機(jī)械連接的傳動(dòng)方式，其工作原理是通過導(dǎo)體和永磁轉(zhuǎn)子之間的氣隙，實(shí)現(xiàn)由電動(dòng)機(jī)到負(fù)載的轉(zhuǎn)矩傳輸，其優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)為：節(jié)能效果顯著，可調(diào)節(jié)氣隙改變轉(zhuǎn)速，節(jié)能率達(dá)到10%～50%；帶緩沖的軟啟動(dòng)，減少電機(jī)的沖擊電流，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命；可容忍較大的安裝中的誤差，大大簡(jiǎn)化了安裝調(diào)試過程；具有超載保護(hù)功能，提高了整個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的可靠性；免于維護(hù)，沒有軸承，不需加潤(rùn)滑油或打油脂；無磨耗件，無材質(zhì)劣化問題；設(shè)計(jì)壽命30 a，使用壽命長(zhǎng)；體積小，安裝方便，可方便地進(jìn)行系統(tǒng)改造；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適應(yīng)各種惡劣環(huán)境，不產(chǎn)生污染物，符合綠色產(chǎn)品要求。

3 帶式輸送機(jī)傳動(dòng)裝置改造方案

該次對(duì)C301帶式輸送機(jī)傳動(dòng)裝置進(jìn)行改造試驗(yàn)，按照技術(shù)參數(shù)要求，查閱大量資料[1-3]，最后選用了WF-CT(扭矩限制型)永磁耦合器，其參數(shù)見表1，結(jié)構(gòu)圖見圖1。

表1 永磁耦合器參數(shù)

3.1 安裝前準(zhǔn)備

檢查電機(jī)和負(fù)載軸向竄動(dòng)，均不得大于0.76 mm，安裝示意見圖2。

3.2 安裝法蘭

安裝前檢查電機(jī)、負(fù)載法蘭配合尺寸。軸必須去除毛刺、去油、清潔、干燥。軸與法蘭配合段的粗糙度要達(dá)到1.6～3.2。在每根軸上按相應(yīng)的法蘭的長(zhǎng)度畫記號(hào)線，軸與法蘭配合的建議最大徑向間隙見表2。為了改善電機(jī)和負(fù)載軸的動(dòng)平衡，在鍵槽內(nèi)安裝一只半鍵，檢查半鍵不要突出軸圓周面。

圖1 WF-CT系列永磁傳動(dòng)器結(jié)構(gòu)

圖2 安裝示意

表2 軸與法蘭配合的建議最大徑向間隙

3.3 安裝永磁傳動(dòng)器

將永磁轉(zhuǎn)子部件安裝到負(fù)載軸上，聯(lián)接電機(jī)法蘭與導(dǎo)體轉(zhuǎn)子部件。

3.4 拆除傳動(dòng)器緊定螺釘

拆除傳動(dòng)器每側(cè)的緊定螺釘，遠(yuǎn)離傳動(dòng)器儲(chǔ)存。

3.5 永磁傳動(dòng)器轉(zhuǎn)子部件對(duì)中

永磁傳動(dòng)器轉(zhuǎn)子部件對(duì)中目的是使永磁轉(zhuǎn)子與導(dǎo)體銅盤間的氣隙相等，氣隙值在每個(gè)位置都相等(誤差<0.75 mm)，永磁傳動(dòng)器氣隙示意見圖3。

圖3 永磁傳動(dòng)器氣隙示意

永磁傳動(dòng)器轉(zhuǎn)子部件對(duì)中操作程序如下：

1) 角向、軸向?qū)χ校簻y(cè)量傳動(dòng)器中導(dǎo)體轉(zhuǎn)子與永磁轉(zhuǎn)子端面之間的距離。徑向?qū)χ校簻y(cè)量永磁轉(zhuǎn)子外圓與氣隙板之間的距離。

2) 通過移動(dòng)電機(jī)、使用電機(jī)地腳頂絲、電機(jī)地腳墊片完成找正。當(dāng)所有測(cè)量值滿足圖3的規(guī)定，對(duì)中完成。

3) 擰緊所有電機(jī)地腳螺栓。

4) 復(fù)核對(duì)中徑向?qū)χ泻蛿Q緊電機(jī)地腳螺栓的操作都可能改變角向、軸向?qū)χ?。如果?duì)中數(shù)據(jù)不正確：松開電機(jī)地腳螺栓，重復(fù)步驟2，直到對(duì)中正確。

3.6 系統(tǒng)調(diào)試

1) 準(zhǔn)備試運(yùn)轉(zhuǎn)：①確認(rèn)導(dǎo)體轉(zhuǎn)子緊定螺釘已經(jīng)拆除；②點(diǎn)動(dòng)電機(jī)，確認(rèn)轉(zhuǎn)向是否正確；③安裝隔音罩或防護(hù)罩；

2) 系統(tǒng)試運(yùn)轉(zhuǎn)：① 啟動(dòng)電機(jī)；②測(cè)量電機(jī)與負(fù)載的振動(dòng)；③注意運(yùn)轉(zhuǎn)是否有異常聲音。

4 應(yīng)用效果

永磁耦合器使用以來，該選煤廠301膠帶傳動(dòng)效率明顯提高，小時(shí)帶煤量也有所上升，節(jié)能環(huán)保效果顯著。轉(zhuǎn)矩限制可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)堵轉(zhuǎn)保護(hù)，提高了整個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的可靠性，且易于維護(hù)。同時(shí)系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)成本降低，選煤廠的效益進(jìn)一步提高：301膠帶經(jīng)過傳動(dòng)裝置改造后，傳動(dòng)效率提高了10%，電力消耗降低了20%，全年可節(jié)約電費(fèi)60萬元；由于使用永磁耦合器后不再使用潤(rùn)滑油，每年潤(rùn)滑油費(fèi)用減少10萬元；設(shè)備維護(hù)和檢修方面，較為簡(jiǎn)易，每年減少維護(hù)費(fèi)用30萬元；預(yù)計(jì)全年綜合增效為100萬元。

可見，改造后應(yīng)用永磁耦合器的無機(jī)械連接的傳動(dòng)方式，較傳統(tǒng)的液力耦合器傳動(dòng)方式具有明顯的優(yōu)勢(shì)。