象山礦井綜采工作面SGZ630/264型刮板輸送機技術改造

董青青，楊參軍

（1.陜西能源職業技術學院，陜西 咸陽 712000；2.象山礦井機電科，陜西 韓城 715400）

1 刮板輸送機存在問題的原因分析

1.1 電機容量配置偏小

根據象山礦的設計資料，刮板輸送機設計選配電機時，計算刮板的運行阻力僅歸納了輸送機在額定負載和正常條件下的因素，并未包括由于使用條件特點致使增加的種種額外附加因素，而且在設計刮板輸送機定型產品時按水平（β=0）鋪設方式來配置標準電機容量的。在生產實踐中，刮板輸送機安裝使用前應對電機容量進行使用選擇和驗算，將“設計”和“現場條件”相揉合，用綜合分析法確定關鍵數據，以求得符合現場生產實際運輸條件的選擇結果。下面根據象山礦綜采工作面傾角﹑鋪設長度﹑輸送量大小，對現用的刮板機電機容量驗算：

電機功率的計算

通過以上計算說明實配電機容量（2×132 kW）較計算值（323 kW）偏小。刮板輸送機在全長溜槽內裝滿煤炭，摩擦阻力較大，要從靜止狀態的驅動，必須有足夠大的起動轉矩，當電機提供的轉矩不能克服負載轉矩，就會產生“壓死溜子”現象。同樣，刮板輸送機在正常運轉時，電機的額定轉矩也要大于負載轉矩，且要有一定的裕度系數，否則也難以正常運轉?？傊?，電機與負載要合理匹配，而象山礦井電機容量配置偏小，這就是造成象山礦井刮板輸送機在實際使用過程中存在問題的根本原因。

1.2 電動機與液力耦合器匹配不合理

電動機與液力耦合器合理匹配的一個重要條件是掌握好充液量。當耦合器規格尺寸一定，電動機功率一定時，只有在最佳充液量條件下，才能充分利用電動機的過載能力。耦合器傳遞的轉矩接近電動機的最大轉矩，有利于輸送機的滿載起動。液力耦合器的合適充液量，都要經過試驗臺反復測定。如綜采設備SGZ-630/264型輸送機上的YL-500型與YBSS-132電機最佳匹配條件下充液量為16.6 L。當充液量為16.6L時，耦合器的起動轉矩與電機的臨界轉矩（1800 N*m）非常接近，耦合器能安全起動。在實際工作中，由于客觀條件的變化，充液量的最大值也應變化，但事實上是做不到的，故也要影響聯合工作特性，導致耦合器的實際起動轉矩與電動機的臨界轉矩不匹配。耦合器在低于電動機的臨界轉矩運行，是造成噴液損壞的主要原因。

2 技術改造方案

根據上述分析，針對存在的主要問題實施以下技術改造方案。

2.1 更換電機

通過考察調研分析，在不減少整機鋪設長度和增添驅動裝置及整機強度允許的前提下，根據電動機使用選擇驗算結果，將原配置的132 kW電機更換成160 kW電機，以增大起動轉矩，改善啟動性能.

2.2 更換驅動方式

將原采用電機和耦合器配套使用的驅動方式改為電機對輪硬聯接驅動方式，拆除原連接罩筒和液力耦合器，重新設計、安裝連接裝置（罩筒、對輪、過渡盤、制動閘盤），以解決液力耦合器頻繁噴液損壞問題。

2.3 重新設計選用起動裝置

目前刮板輸送機電機的起動裝置主要有限矩型液力耦合器、雙速電機、軟啟動控制器。

（1）采用電機和耦合器配套的直接啟動方式，刮板輸送機配套兩臺160 kW電機同時啟動，電壓網絡損失142 V，電動機端電壓損失在10%的范圍內，剛好滿足起動要求，但起動沖擊過大，對減速機損傷較大，不宜采用該方式。

（2）采用雙速電機啟動方式，可以利用現有的組合開關，四回路同時工作，但是造成故障難處理、維修量大，需要在現有供電線路基礎上增加四趟型號為UP3*35+1*16的電纜960米，同時在低速轉換為高速時產生沖擊，對設備壽命有影響。

（3）軟啟動能最大限度的消除起動沖擊負載，有效的保護傳動元件，起動加速度和動負載減少5～10倍。經過分析比較，根據工作面生產起動頻繁，且經常重載起動的特點，選擇了太原惠特科技有限公司生產的QJR-400/1140型軟啟動器對刮板輸送機進行控制，以滿足軟起動及雙電機功率平衡要求，取代電機和耦合器配套使用的驅動方式。

圖1～2為以上三種160 kW電機起動曲線。

圖1 軟啟動與直接啟動曲線

軟啟動器是一種用來控制鼠籠型異步電動機的新設備，集電機軟啟動、軟停車、輕載節能和多種功能于一體的新穎電機控制裝置，國外稱為Soft Starter。它是微處理器和大功率晶閘管相結和的新技術，它的主要構成是串接于電源與被控電機之間的三相反并聯晶閘管及其電子電路。通過控制三相反并聯晶閘管的導通角，使被控電機的輸入電壓按不同的要求而變化，從而實現不同的功能。

圖2 TBSD160/80-4/8雙速電機啟動曲線

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軟啟動器主要適用于煤礦井下控制三相鼠籠型異步電動機，在不需要調速、緩慢起動的場所，特別是刮板輸送機電動機的控制，具有軟啟動、軟停車功能，具備其它控制器的各種功能，可以方便地實現緊鏈操作。

3 改造后的效果及經濟效益分析

3.1 轉矩提高

3.2 發揮了現有機械化設備能力

改造后煤機割煤牽引速度比過去提高了1～3 m/min，在工作面中后部也能正常行走，在出現片綁時不易壓死溜子。

3.3 大大減少了維修費用

軟啟動硬連接，不再使用液力耦合器，每年僅更換維修液力耦合器一項節省費用20萬元左右。

3.4 提高了工時利用率

軟啟動改造后，運行狀況改善，割煤、移架、放頂煤時間的縮短，作業方式優化，更加有利集中組織生產。通過三個月統計，月原煤產量在原煤基礎上提高1.5～2萬元。

耦合器故障率太高，拆卸難度大，改造后生產班與機電班不需要耗費巨大的人力，替代后累計月降低故障時間在24小時/月。

3.5 維修量減少，事故率降低

耦合器替代后，機電班包機人員減員3名，檢修工作量小，檢修時間大大縮短，累計月節約檢修時間24小時，改造后生產班不需要耗費巨大壓力拆卸耦合器，故障率大幅度降低。

4 結束語

SGZ630/264型刮板輸送機在我礦的改造是成功的，特別是將軟啟動開關用于刮板輸送機控制取得了良好的效果，為其他控制設備選型提供了可靠科學依據，很有推廣使用價值。

[1]伍斌.電力拖動與控制[M].徐州：中國礦業大學出版社，2000.