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塔式提升機傳動系統(tǒng)的改造研究
發(fā)布時間：
2023-12-07
來源：
礦山機械雜志
針對鶴煤公司六礦設(shè)備老化,、功能落后,、故障率高、傳動效率低,，嚴重影響礦井正常生產(chǎn)的問題,，將塔式提升機傳動系統(tǒng)中平行軸減速器更換為行星齒輪減速器，同時增加一套潤滑站,；將雙機繞線式電動機拖動改為單機變頻鼠籠式電動機拖動,；對設(shè)備基礎(chǔ)的橫梁、立柱等承重結(jié)構(gòu)進行碳纖維加固,，確保提升系統(tǒng)基礎(chǔ)構(gòu)架的安全可靠,。通過以上措施，實現(xiàn)了對該礦提升系統(tǒng)的最佳控制,。
鶴壁六礦主井由原煤炭工業(yè)部北京煤炭設(shè)計院設(shè)計,，提升方式為塔式 4 繩摩擦提升，主提升裝置為上海冶金機械廠生產(chǎn)的 JKD-3.25×4 提升機,，選用雙電動機拖動 (630 kW×2),，設(shè)計一次提升量為12 t。
主井原電動機均為 1993 年湘潭電機廠生產(chǎn)的繞線式電動機,，由于使用年限較久,，運行可靠性降低，維護工作量較大,。因電動機轉(zhuǎn)子繞組絕緣下降等原因,，已多次造成提升系統(tǒng)癱瘓,。繞線式電動機的耗電量較鼠籠式電動機差別較大。原減速器均為 1994 年上海冶金機器廠生產(chǎn)的平行軸減速器,，由于使用年限較久,，減速器齒輪磨損嚴重、間隙變大,，在啟動和停車時,，振動量大。電動機和減速器之間采用雙蛇形簧聯(lián)軸器,，同步性差,，蛇形簧多次斷裂，電動機跳動量大,，影響礦井提升作業(yè)。因此,，亟待對上述設(shè)備進行升級改造,。
1 方案設(shè)計
本次主井傳動系統(tǒng)的優(yōu)化主要針對電動機、減速器,、潤滑站及聯(lián)軸器,，具體方案如下。
(1) 將 2 臺 YR630-16/1430 型電動機更換為 1 臺YSBPKK630-8 型電動機,，原繞線式雙電動機拖動改為鼠籠式三相異步單電動機拖動,。
(2) 將 1400×2 型減速器更換為 ZZL1120 型減速器，原平行軸減速器更換為行星齒輪減速器,。
(3) 將減速器自帶潤滑更換為 TE088 潤滑站,，原飛濺潤滑方式改為強制潤滑。
(4) 將原蛇形簧聯(lián)軸器更換為尼龍棒銷式聯(lián)軸器,。
2 方案實施
本次提升機傳動系統(tǒng)改造分為施工前準備工作,、施工改造、系統(tǒng)調(diào)試運行三大部分,。
2.1 準備工作
(1) 將新電動機和減速器提前到位,，按照設(shè)計圖紙對實物和現(xiàn)場尺寸進行核對，對主井電動機基礎(chǔ)新增部分進行澆筑,，增補基礎(chǔ),。
(2) 將新變頻控制系統(tǒng)提前安裝完畢，具備通電功能,。
(3) 提前對電動機及減速器的原有承重梁進行碳纖維加固,，保證主井塔建筑結(jié)構(gòu)件的強度。
2.2 施工改造
(1) 拆除原減速器和電動機 拆除前,，令滾筒制動閘處于施閘狀態(tài),，使用固定裝置固定并鎖住滾筒，切斷電源。先拆解減速器,，將上蓋,、低速軸、高速軸,、底座等拆解后分體吊裝,，運至指定地點；后拆除電動機,，并將其運至指定地點,。
(2) 基礎(chǔ)表面處理 使用水平尺測量基礎(chǔ)面水平度，隨后進行簡單操平處理,。將設(shè)備過渡底座與基礎(chǔ)接觸面擦拭干凈,，使用 CGM 高強度灌漿料二次灌漿。
(3) 安裝新電動機和減速器 將過渡底座吊裝到位,，在對過渡底座操平找正的同時,，將新電動機和減速器進行試裝。對輪復(fù)查及試裝無問題后,，先安裝新電動機,，后安裝新減速器。調(diào)整各自的中心線,、水平度,，先安裝減速器和主軸的齒輪聯(lián)軸器，再安裝減速器和電動機側(cè)的彈性尼龍棒銷聯(lián)軸器,，最后安裝潤滑油站,、潤滑管路、電動機制動器,、電氣檢查接線等,。將潤滑油注入減速器，全面檢查確認無誤后,，試運行,。
2.3 調(diào)試運行
主井提升系統(tǒng)改造前，將南碼箕斗停放在箕斗上部與主井二樓齊平的位置,。設(shè)備安裝完畢,、新電控系統(tǒng)調(diào)試正常后，進行試運行,。試運行分為空載試運行,、空箕斗試運行、重載試運行,。
(1) 空載試運行 由電動機帶動減速器和滾筒運轉(zhuǎn),，在試運行過程中,，檢測電控系統(tǒng)和閘控系統(tǒng)、電動機和減速器的振動以及各項參數(shù)是否正常,。試運行全部正常后,，箕斗空載試運行。
(2) 空箕斗試運行 在試運行過程中,，檢測電控系統(tǒng)和閘控系統(tǒng),、電動機和減速器的振動以及各項參數(shù)是否正常。試運行全部正常后,，進行重載試運行,。
(3) 重載試運行 按正常提煤程序裝載提升，正常卸載,。在提升過程中,，檢測電控系統(tǒng)和閘控系統(tǒng)、電動機和減速器的振動以及各項參數(shù)是否正常,。全部正常后,，試運行結(jié)束。
3 效果分析
(1) YSBPKK630-8 型鼠籠式三相異步電動機的輸出功率更大,，結(jié)構(gòu)緊湊，提高了有限空間的利用率,；電動機效率高達 97.3%,，高功率密度，節(jié)能效果顯著,；噪聲低,；拖動負載轉(zhuǎn)動慣量大，特別適用于提升載荷大,、啟動頻繁的礦井提升系統(tǒng),。
(2) ZZL1120 型行星齒輪減速器體積小、質(zhì)量輕,，輸出轉(zhuǎn)矩大,、速比大、承載能力高,，效率高,、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪聲低,、性能安全,，使用壽命長，兼具功率分流,、多齒嚙合獨用的特性,。
(3) TE088 潤滑站實現(xiàn)了定時,、定量、定點的強制性潤滑,，潤滑均勻,、效果好，避免機器或部件磨損和過熱,。同時對潤滑站進行了技術(shù)改造,，接入了水冷散熱裝置，保證了低溫進油,，散熱效果更好,。
(4) ASCS-7 型雙饋電變頻調(diào)速系統(tǒng)以“背靠背”雙三電平的交-直-交主回路拓撲結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了直流定子變頻矢量控制,，同時搭配以高性能 DSP 為核心的數(shù)字化技術(shù)對逆變器進行控制,，實現(xiàn)了電動機運行的數(shù)字化速度閉環(huán)調(diào)節(jié)；采用 PLC 自動完成提升系統(tǒng)全過程控制,、安全保護和人機對話等控制功能,，實現(xiàn)了對提升機位置的控制，達到提升機全自動運行的目的,；利用上位機對提升系統(tǒng)進行監(jiān)視,、診斷，并通過局域網(wǎng)實現(xiàn)資源共享,，從而提高了礦井生產(chǎn)的現(xiàn)代化管理水平,。
(5) 采用碳纖維加固技術(shù)對承重大梁進行加固處理。將抗拉強度極高的碳纖維用環(huán)氧樹脂預(yù)浸成為復(fù)合增強材料,，用環(huán)氧樹脂黏結(jié)劑沿受拉方向或垂直于裂縫方向?qū)⑵湔迟N在需要補強的結(jié)構(gòu)上,，形成一個新的復(fù)合體，增大結(jié)構(gòu)的抗裂或抗剪能力,，提高結(jié)構(gòu)的強度,、剛度、抗裂性和延伸性,。碳纖維與傳統(tǒng)的加大混凝土截面或粘鋼混凝土補強相比,，施工簡便，不需要現(xiàn)場固定設(shè)施,，施工質(zhì)量易保證,，基本不增加結(jié)構(gòu)尺寸及自重，耐腐蝕和耐久性能好,，在提高建筑物使用壽命的同時,，降低了加固成本。
4 結(jié)語
鶴壁六礦在保證主井提升機“綠色變頻”的同時,，對提升傳動系統(tǒng)進行了全面改造,。改造后,，主井的提升速度由 6.0 m/s 提高到 6.3 m/s，單鉤循環(huán)時間縮短了 15 s,，每小時可多提 3.5 鉤,，主井提升能力由 153 萬 t/a 提高到 178 萬 t/a。整套提升系統(tǒng)具有運行穩(wěn)定,、易于維護等特點,，實現(xiàn)了對提升機的最佳控制，為主井提升系統(tǒng)實現(xiàn)無人化,、自動化奠定了基礎(chǔ),。
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