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?，F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。