SGZ800/1050變頻刮板輸送機設計

趙芳強

(晉能控股裝備制造集團 金鼎煤機礦業有限責任公司，山西 晉城 048006)

0 引言

目前，晉能控股裝備制造集團各大生產礦井使用的SGZ800/800刮板輸送機驅動方式為雙速電機+聯軸器+減速器，控制方式為低速啟動，高速運行，不能實現速度調控。這種運行模式對鏈條的機械沖擊大，容易造成斷鏈、斷齒事故發生；若刮板輸送機因片幫或滿載意外事故停車造成壓溜時，重載啟動困難，需人工卸載，存在安全隱患。

隨著科學技術的不斷發展，變頻驅動技術取得了重大進步[1]，具有重載軟啟動、無極調速、降低電氣沖擊和機械沖擊、節能降耗等優點，在重型刮板輸送機上應用變頻軟啟動驅動技術已成為一種趨勢[2]。為滿足長平礦井230 m綜放工作面的配套需求，同時響應節能降耗的趨勢，金鼎煤機礦業有限責任公司設計生產了SGZ800/1050變頻調速型刮板輸送機。

1 SGZ800/1050變頻調速型刮板輸送機技術參數

SGZ800/1050變頻刮板輸送機在傳統SGZ800/800刮板輸送機基礎上進行優化改進，與上海天地MG450/1020-WD采煤機、ZF7200/17/33.5型液壓支架配套，布置在整個采煤工藝的最前端，完成井下煤炭、矸石等散料運輸，同時還是采煤機的運行軌道，其設計參數如表1所示。

表1 SGZ800/1050變頻刮板輸送機技術參數

2 變頻刮板輸送機結構設計

SGZ800/1050變頻刮板輸送機主要由機頭部分、中間部分和機尾部分組成。機頭部分包括機頭架、撥鏈器、舌板、鏈輪、推移梁、電動機、聯軸器及減速器等零部件，中間部分包括過渡槽、變線槽、中部槽、開口槽、電纜槽及刮板鏈等零部件，機尾部分與機頭部分結構相似，另外增加了回煤裝置。刮板鏈選擇34×126-D級圓環鏈，通過鎖鏈式接鏈環(平環)連接，在保證880系列鏈輪通用性的前提下提高刮板鏈的破斷載荷，滿足長距離運輸工作面的使用要求。

驅動裝置共有兩套，分別布置于機頭和機尾，其中電動機選用525 kW(3 300 V)礦用隔爆兼本質安全型高壓變頻一體機4，替代傳統雙速電機，通過梅花彈性聯軸器2與減速器1連接，實現設備的變頻調速和軟啟動功能，其結構如圖1所示。

緊鏈裝置設計為離合式齒輪減速箱3與液壓馬達連接，通過旋轉手柄控制減速箱與電機軸上的大齒輪嚙合，實現緊鏈，其操作簡便，同時提高設備的安全性能。離合式齒輪減速箱如圖2所示。

1-減速器；2-聯軸器；3-減速箱；4-變頻一體機圖1 驅動裝置結構示意圖

3 變頻刮板輸送機性能優勢

SGZ800/1050刮板輸送機成功應用變頻技術，有效地解決了設備使用過程中的很多技術難題，有傳統刮板輸送機不可比擬的優勢。

3.1 智能調速

刮板輸送機運行時的煤炭輸送量是不斷變化的，變頻一體機控制系統可根據實時運煤量靈活調整刮板輸送機運行速度至理想值[3]，當一個時段內輸送量減少時，刮板輸送機以較低速度運行，提高其單位長度內的承載量，從而降低電能消耗，減少刮板鏈的額外磨損；當輸送量增加時，在功率運輸范圍內，刮板輸送機可自動提高運行速度，保證運輸效率。

圖2 離合式齒輪減速箱

3.2 重載啟動

刮板輸送機在運行過程中煤炭的落料量及落料位置具有波動性，可能會由于局部卡滯進入超負荷運行狀態，若遇突然斷電，刮板輸送機煤層沒有完全卸載，再次啟動需要較大的扭矩，變頻裝置可快速直接控制轉矩[4]，啟動扭矩可達額定扭矩的2.2倍，啟動電流小于2倍的額定電流，避免重載啟動時對電網的電流沖擊及對刮板輸送機傳動系統的機械沖擊。

3.3 節能降耗

變頻系統可實時監測刮板輸送機的運行負荷，并快速精準控制電機的運行速度，實現機頭和機尾傳動系統的動態功率平衡，確保設備多機多點同步驅動，提高協同運行效率，維持電網電流平穩，與傳統刮板輸送機相比，綜合節能可達30%。

3.4 斷鏈保護和低速檢修

SGZ800/1050變頻刮板輸送機可根據鏈條強度設置最大轉矩限制值，減少斷鏈事故發生，同時設置轉矩的下限保護值，實現斷鏈后的自動停機保護，并可設定任意速度對刮板輸送機進行檢修、接鏈等工作，有效地保護了操作人員的人身安全。

4 結語

煤炭開采屬高危作業，工作面的發展趨勢是智能化、無人化[5]，本公司設計生產的SGZ800/1050變頻刮板輸送機鋪設長度可達230 m，鏈條承載力大幅度增加，同時具有啟停平穩、性能可靠、對電網沖擊小、電能消耗低等優點，已在集團公司長平礦井實踐應用，成功解決了刮板輸送機智能調速和重載啟動等技術難題，后期可在更多工況條件相近的智能工作面推廣應用。