象山矿井综采工作面SGZ630/264型刮板输送机技术改造

董青青，杨参军

（1.陕西能源职业技术学院，陕西 咸阳 712000；2.象山矿井机电科，陕西 韩城 715400）

1 刮板输送机存在问题的原因分析

1.1 电机容量配置偏小

根据象山矿的设计资料，刮板输送机设计选配电机时，计算刮板的运行阻力仅归纳了输送机在额定负载和正常条件下的因素，并未包括由于使用条件特点致使增加的种种额外附加因素，而且在设计刮板输送机定型产品时按水平（β=0）铺设方式来配置标准电机容量的。在生产实践中，刮板输送机安装使用前应对电机容量进行使用选择和验算，将“设计”和“现场条件”相揉合，用综合分析法确定关键数据，以求得符合现场生产实际运输条件的选择结果。下面根据象山矿综采工作面倾角﹑铺设长度﹑输送量大小，对现用的刮板机电机容量验算：

电机功率的计算

通过以上计算说明实配电机容量（2×132 kW）较计算值（323 kW）偏小。刮板输送机在全长溜槽内装满煤炭，摩擦阻力较大，要从静止状态的驱动，必须有足够大的起动转矩，当电机提供的转矩不能克服负载转矩，就会产生“压死溜子”现象。同样，刮板输送机在正常运转时，电机的额定转矩也要大于负载转矩，且要有一定的裕度系数，否则也难以正常运转。总之，电机与负载要合理匹配，而象山矿井电机容量配置偏小，这就是造成象山矿井刮板输送机在实际使用过程中存在问题的根本原因。

1.2 电动机与液力耦合器匹配不合理

电动机与液力耦合器合理匹配的一个重要条件是掌握好充液量。当耦合器规格尺寸一定，电动机功率一定时，只有在最佳充液量条件下，才能充分利用电动机的过载能力。耦合器传递的转矩接近电动机的最大转矩，有利于输送机的满载起动。液力耦合器的合适充液量，都要经过试验台反复测定。如综采设备SGZ-630/264型输送机上的YL-500型与YBSS-132电机最佳匹配条件下充液量为16.6 L。当充液量为16.6L时，耦合器的起动转矩与电机的临界转矩（1800 N*m）非常接近，耦合器能安全起动。在实际工作中，由于客观条件的变化，充液量的最大值也应变化，但事实上是做不到的，故也要影响联合工作特性，导致耦合器的实际起动转矩与电动机的临界转矩不匹配。耦合器在低于电动机的临界转矩运行，是造成喷液损坏的主要原因。

2 技术改造方案

根据上述分析，针对存在的主要问题实施以下技术改造方案。

2.1 更换电机

通过考察调研分析，在不减少整机铺设长度和增添驱动装置及整机强度允许的前提下，根据电动机使用选择验算结果，将原配置的132 kW电机更换成160 kW电机，以增大起动转矩，改善启动性能.

2.2 更换驱动方式

将原采用电机和耦合器配套使用的驱动方式改为电机对轮硬联接驱动方式，拆除原连接罩筒和液力耦合器，重新设计、安装连接装置（罩筒、对轮、过渡盘、制动闸盘），以解决液力耦合器频繁喷液损坏问题。

2.3 重新设计选用起动装置

目前刮板输送机电机的起动装置主要有限矩型液力耦合器、双速电机、软启动控制器。

（1）采用电机和耦合器配套的直接启动方式，刮板输送机配套两台160 kW电机同时启动，电压网络损失142 V，电动机端电压损失在10%的范围内，刚好满足起动要求，但起动冲击过大，对减速机损伤较大，不宜采用该方式。

（2）采用双速电机启动方式，可以利用现有的组合开关，四回路同时工作，但是造成故障难处理、维修量大，需要在现有供电线路基础上增加四趟型号为UP3*35+1*16的电缆960米，同时在低速转换为高速时产生冲击，对设备寿命有影响。

（3）软启动能最大限度的消除起动冲击负载，有效的保护传动元件，起动加速度和动负载减少5～10倍。经过分析比较，根据工作面生产起动频繁，且经常重载起动的特点，选择了太原惠特科技有限公司生产的QJR-400/1140型软启动器对刮板输送机进行控制，以满足软起动及双电机功率平衡要求，取代电机和耦合器配套使用的驱动方式。

图1～2为以上三种160 kW电机起动曲线。

图1 软启动与直接启动曲线

软启动器是一种用来控制鼠笼型异步电动机的新设备，集电机软启动、软停车、轻载节能和多种功能于一体的新颖电机控制装置，国外称为Soft Starter。它是微处理器和大功率晶闸管相结和的新技术，它的主要构成是串接于电源与被控电机之间的三相反并联晶闸管及其电子电路。通过控制三相反并联晶闸管的导通角，使被控电机的输入电压按不同的要求而变化，从而实现不同的功能。

图2 TBSD160/80-4/8双速电机启动曲线

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软启动器主要适用于煤矿井下控制三相鼠笼型异步电动机，在不需要调速、缓慢起动的场所，特别是刮板输送机电动机的控制，具有软启动、软停车功能，具备其它控制器的各种功能，可以方便地实现紧链操作。

3 改造后的效果及经济效益分析

3.1 转矩提高

3.2 发挥了现有机械化设备能力

改造后煤机割煤牵引速度比过去提高了1～3 m/min，在工作面中后部也能正常行走，在出现片绑时不易压死溜子。

3.3 大大减少了维修费用

软启动硬连接，不再使用液力耦合器，每年仅更换维修液力耦合器一项节省费用20万元左右。

3.4 提高了工时利用率

软启动改造后，运行状况改善，割煤、移架、放顶煤时间的缩短，作业方式优化，更加有利集中组织生产。通过三个月统计，月原煤产量在原煤基础上提高1.5～2万元。

耦合器故障率太高，拆卸难度大，改造后生产班与机电班不需要耗费巨大的人力，替代后累计月降低故障时间在24小时/月。

3.5 维修量减少，事故率降低

耦合器替代后，机电班包机人员减员3名，检修工作量小，检修时间大大缩短，累计月节约检修时间24小时，改造后生产班不需要耗费巨大压力拆卸耦合器，故障率大幅度降低。

4 结束语

SGZ630/264型刮板输送机在我矿的改造是成功的，特别是将软启动开关用于刮板输送机控制取得了良好的效果，为其他控制设备选型提供了可靠科学依据，很有推广使用价值。

[1]伍斌.电力拖动与控制[M].徐州：中国矿业大学出版社，2000.