淺談煤礦膠帶運輸機改造

李文光

隨著煤礦機械化程度的提高，膠帶運輸機以其安全、高效、提升能力強被普遍采用。其在礦山、冶金、倉儲等行業使用率非常高，大大減輕了勞動強度。特別是煤礦井下條件惡劣，使用膠帶運輸機可以有效提高生產效率，減少運輸事故。但如安裝使用不當，就會出現問題，降低效率，影響生產。現就煤礦現場使用安裝膠帶運輸機中發現的一些問題和改造做一探討。

1 設計中應注意的幾個方面

（1）由于煤礦井下環境潮濕、空氣渾濁、煤塵大、煤中含硫，對皮帶機機械部分有腐蝕作用，因此設計膠帶運輸機時，應考慮架體耐腐蝕性，各種機械承載部分強度要高，轉動部分如軸承、減速機應密封較好，避免煤塵進入箱體內。為此，要求部件應噴刷防銹漆，再加蓋漆或新材料，如SEW 的減速機采用塑膠漆，防腐效果好。

（2）由于井下巷道斷面不能做得很大，特別是一些中、小型礦井，開鑿巷道時沒有考慮安裝膠帶運輸機，這時就要在設計架體時，設計成分體結構以便于運輸，待進入安裝現場后，再進行組裝，可減少巷道運輸難度。

（3）斜井運輸膠帶機在設計時更應該注意設備運行的安全性，主要是斜井膠帶的斷帶（俗稱射箭）和逆轉問題。

（4）膠帶硫化時應注意：①膠帶強度應附合設計要求，特別是大傾角膠帶機，不能降低標準，防止帶強不夠，造成斷帶；②硫化時應采用三段式搭接，可減少接頭處彎折鋼絲繩；③要保證配膠質量及清潔度，防止鋼絲繩芯污染與膠帶不粘結，運行中鋼絲繩芯抽出；④膠帶硫化后要做接頭實驗，以確認硫化接頭的質量。

2 逆止器的安裝改造

膠帶機驅動部分應加裝逆止器，這是防止皮帶機倒轉的關鍵設備。

逆止器的扭矩應大于實際負荷扭矩。

應設計兩臺逆止器，一臺失效時另一臺可正常工作，起到保護作用。

圖1 逆止器安裝示意

逆止器的設計安裝位置很重要，傳統設計中常把逆止器安裝在減速器輸出軸一側（見圖1a））或高速軸一側（見圖1b））。但現場使用效果很差，因在皮帶突然逆轉時逆止器沒有起作用，出現齒輪軸和齒輪剃頭現象，有的把電機掃膛、損毀電機，因此筆者認為此種設計不合理，逆止器應安裝在主軸上（見圖2），改造后使用效果很好。

圖2 逆止器安裝在主軸上

改造后，當膠帶逆轉時，主要力矩加在滾筒和主軸上，沒有其他中間環節，可直接起到逆止作用。設計中最好在主滾筒和改向滾筒上加裝兩臺逆止器（見圖3）。這樣，一臺逆止器失效時，另一臺仍可起到保護作用。

圖3 主滾筒和改向滾筒上加裝逆止器

大同唐山溝煤礦主井皮帶機，由于驅動改向滾筒沒有安裝位置，于是改造卸載滾筒為陶瓷滾筒，在卸載滾筒一側作延長軸，并加裝逆止器，效果很好，已運行4 年（見圖4）。

3 變頻控制系統平衡處理的改造

由于主井皮帶機負荷大，一般采用兩驅或三驅驅動；在電氣方面采用高壓變頻啟動以減少啟動壓降，但要對變頻控制系統進行平衡處理。老的變頻系統采用人工方法作平衡處理，即通過現場空載運行進行調整，使驅動系統達到平衡，但受負荷變化影響常出現電氣事故。

圖4 卸載滾筒一側做延長軸加裝逆止器

唐山溝煤礦在主井安裝一部DT-Ⅱ型強力皮帶，其技術參數見表1，電氣系統見圖5。

表1 DT-Ⅱ型強力皮帶技術參數

圖5 DT-Ⅱ型強力皮帶電氣系統

3 臺400 kW 電機驅動，其中M1，M2 通過各自的減速機（型號KZN500-31.5-Ⅱ）與主驅動滾筒連接，采用尼龍銷棒硬連接；電機M3 通過減速機滯后主驅動滾筒5.5 m，與輔助滾筒連接；動力電纜L1，L2 型號為MYJV22-3×150+1×75，載流量為360 A。電機調試中，3 臺電機同時啟動，第33 頁表2 為測試電流參數。

表2 測試電流參數

當達到50 Hz 運行時，電機和變頻器表現正常。經過20 min 運行，2#變頻器突然發生炸管現象，兩個串聯運行的IGBT 管全部炸掉，直流輸送端的快速熔斷也炸掉，只能用兩臺電機拖動，一主一輔兩機拖動測試情況見表3。

表3 主、輔機電流頻率對比

測試說明電機沒有達到滿負荷工作，電機額定電流Ie=244.6 A，通過減少運煤量，繼續維持生產。同時發現主機電流始終大于輔機電流20 A，說明主滾筒承載負荷較大，輔助滾筒承載較小。調試設備在空載狀態運行，依靠調頻率改變電機的轉速，但問題未得到解決。如何使3 個滾筒的空載與重載平衡，使之在運行中處于同步是關鍵問題，如果3 個滾筒失衡就會出現故障。改造方案如下。

（1）增加1 根電纜，使3 臺電機各自運行（見圖6）。

（2）調整1#，2# 電機運行頻率為49.95 Hz，3#電機頻率為50 Hz。

（3）增加3 組變頻和饋電開關的故障閉鎖，避免一臺電機出現故障停止運行時其他兩臺仍在工作，出現倒拉發電現象，燒毀電機。

圖6 增加平衡控制線后控制系統

（4）增加平衡控制線，使3 臺變頻裝置通過控制線傳遞調頻信號，自動調整頻率，使3 臺電機自動同步平衡。

安裝變頻調整裝置時：

（1）供電系統要合理，電纜截面要滿足電機工作要求。

（2）使用變頻調速裝置要考慮滿載和輕載運行時的速度關系，減少轉差率，使多臺電機在滿載運行時接近同步運行。

（3）能使用工頻狀態運行，最好使用變頻啟動工頻運行，因為經過變頻的電壓曲線是由方波構成的，不能完全實現交流電壓的平滑曲線。

（4）增加平衡控制線，使3 臺變頻裝置通過控制線傳遞調頻信號，自動調整頻率，使3 臺電機自動同步平衡。