带式输送机驱动方式优化与驱动架改造

程树奎

（山西科兴高平科兴前和煤业有限公司，山西 高平 048400）

带式输送机运量大、运距长、可连续运输、环境适应性强，已经广泛应用于煤矿运输系统中，是矿井运输系统的重要组成部分[1]。前和煤业有限公司二采区胶带下山所采用的带式输送机驱动方式为直接启动，该驱动方式具有启动转矩大、启动时间短等优点，但同时对设备相关部件的冲击力较大，在生产实践中，容易出现断带和设备损坏等问题，对矿井运输系统稳定性产生了严重影响[2-4]。为解决这些问题，对带式输送机驱动方式进行优化，由直接启动改为变频软启，同时改造驱动架，使其适应新的驱动方式。

1 工程概况

前和煤业有限公司主采山西组3#煤层，该矿二采区胶带下山倾角平均为6°，采用DTL100/80/4×315S 型钢架落地式高强带式输送机，长度1 660 m，带宽1 m，运输速率3.2 m/s，输送能力为800 t/h。配备4 台型号为YB3-280M-4 的隔爆型三相异步电动机，单台功率315 kW，额定电压660 V，配合4 台B3SH15 型减速机运行，减速机速比为34.4。驱动电机和减速机之间利用650TWVVSN 型液力耦合器和GB265 型弹性联轴器配合传动，带式输送机利用QBZ-400/660 型磁力启动器进行直接启动。

2 存在问题及其优化

DTL100/80/4×315S 型带式输送机启动方式，在优化前采用QBZ-400/660 的磁力启动器直接启动，启动时会对传动装置、皮带和机架等设备造成较大的冲击，容易导致相关设备的磨损甚至损坏。为避免这一情况的发生，延长设备使用寿命，对其驱动方式进行优化，改为采用型号为QJR-400/660的变频软启动。由于变频软启动方式需要改变连接部件，利用6100 蛇簧联轴器代替原型号为650TWVVSN 的液力耦合器，导致原输送机驱动架不再适用。因此，需要对原驱动架进行改造，为降低成本和施工难度，同时提高改造效率，需要对驱动架改造方案进行研究。

3 驱动架改造方案

3.1 改造方案选择

改造前驱动电机通过650TWVVSN 型液力耦合器与B3SH15 型减速机相连接，其传动距离为0.885 m，见图1（a）；利用6100 蛇簧联轴器代替液力耦合器后，其传动距离0.305 m，见图1（b），缩短了0.58 m，原驱动架无法满足要求，需要改造原驱动架。

方案一： 按照驱动电机、B3SH15 型减速机和6100 蛇簧联轴器连接后的实际尺寸购置4 台全新驱动架，以满足安装要求。

方案二：在原驱动架基础上进行改造，按照驱动方式优化后的实际尺寸加工4 台过渡架，配合原驱动架使用，以满足安装要求。

3.2 改造方案对比

通过对两种方案对比可知：

方案一：每台YB3-280M-4 型电动机与B3SH15型减速机需要一台驱动架，单台全新驱动架规格为4 100 mm 长×800 mm 宽×900 mm 高。经与生产厂家联系，每台驱动架采购费用（包安装）为1.5 万元；共需重新购置4 台全新驱动架，总采购费用为6万元；另外在安装过程中需要对大型设备进行整体移动，需要投入人工费用8 000 元，则更换4 台全新驱动架总投入为6.8 万元。此外，增加了安装工序，具有一定安全风险，同时需要对驱动电机和减速机进行找正，安装工艺复杂。

方案二：在原驱动架基础上，采用规格为586.5 mm长×190 mm 宽×156 mm 高的废旧钢板架（具体参数详见图2），焊制在原驱动架上，4 台过渡架仅需投入人工费用6 000 元；且加工时间短，成本低，安装方便，电机找正周期短，安装工艺简单，安全风险较低。

因此，本次驱动架改选择方案二，节省成本的同时可以降低施工难度。驱动架改造后设备连接见图1（b）。

图1 驱动架改造前后

3.3 过渡架制造参数

本次设计的过渡架利用钢板焊制而成。钢板规格为厚20 mm，见图2。过渡架安装后，其上平面与原驱动架上平面水平。根据电机实际安装位置和固定螺栓位置，在过渡架上平面预留2 个螺栓孔；在过渡架的下平面，留出4 个螺栓孔，将其与原驱动架进行固定。

图2 驱动装置过渡架立体

3.4 施工流程

本次对二采区胶带下山带式输送机的电气系统和驱动装置进行同时改造。现场安装之前，将配套设备运送到施工现场附近，同时预留原设备的存放空间（以不影响安装施工为宜）。安装之前首先利用砂纸将驱动底面保护漆打磨干净，确保上表面平滑。安装流程为：

（1）拆除驱动电机和减速机上的弹性联轴器，分别安装蛇形弹簧联轴器轮毂。

（2）按照过渡架下平面预留螺栓孔的尺寸，在驱动架上利用气割的方式施工安装孔并安装过渡架，并保持上表面平直，在过渡架安装过程中，利用水平尺，通过添加垫片的方式找平校准，利用划线法使驱动架和过渡架的螺栓孔位于一条直线上，并使用螺栓进行固定，同时按照过渡架上表面螺栓孔位置，标出驱动架电机的底脚孔。

（3）将驱动电机放置在驱动架上，对驱动电机的位置进行调整，使蛇形弹簧联轴器的2 个轮毂间达到配合标准，记录垫片情况。然后对驱动架上的两个螺栓孔进行校对。

（4）移动驱动电机露出螺栓孔记号，气割出两个螺栓孔，打磨光滑，然后安装固定电机。利用花焊方式将过渡架进行焊接，同时对过渡架进行二次加固，必要时可采用焊接立筋方式对驱动架进行加固。

（5）对联轴器的安装效果进行检查，然后安装蛇形弹簧以及轮毂罩。

（6）试运行。

4 运行效果及经济效益

本次对驱动方式和驱动架进行优化改造后，带式输送机运行平稳，冲击情况大幅减轻，没有出现皮带断带和驱动架损坏的问题，过渡架使用效果良好。通过优化方案，可节省制造和安装成本约1.55万元，共计节省费用6.2 万元，同时加快安装速度，提高安装过程中的安全性。

5 结语

本次通过二采区胶带下山带式输送机驱动方式的优化，改直接启动为变频软启动，提高设备的运行稳定性，减少相关设备的损坏，延长其使用寿命。利用过渡架对驱动架进行改造，降低改造成本和施工难度，加快了工程施工进度。该项目可在前和煤业有限公司其他采用DTL100/80/4×315S 型高强带式输送机的区域进行推广，具有良好的经济效益。