淺談GLZ振動式給煤機在礦井中的應用

陳 琳

(西山煤電集團公司 設計院，山西 太原 030200)

20世紀80年代中期，為改進振動給煤機振幅調節困難、噪聲高、不適用于井下等問題，成功研制了電機振動給煤機。電機振動給煤機是一種單質體的振動型給料設備，簡化了調節環節，為工作人員調節、操作提供方便；同時電機振動給煤機的運量增加，而機重相對減少。為了滿足現場的生產需求,大量研究者對電機振動給煤機進行了研究。馬其林[1]、 韓新建等[2]對給煤機的控制系統進行了改造，解決了信號回路易受干擾、報警信號誤報等問題。齊有軍等[3]提出了優化設計后的輸送帶張緊形式，滿足了輸送帶運行時張緊需求的同時，優化設計了給煤機的整體結構。李剛等[4]提出兩種采用抗電壓擾動電源支撐的解決方案，采用了有效控制策略提高了給煤機供電系統可靠性。趙建彬[5]論述了河源電廠CS2024型給煤機啟動過程中“禁操”原因的分析與優化調整。董哲[6]分析了運用工頻給煤機的缺陷和變頻給煤機的使用效果。振動式給煤機目前在選煤系統以及電廠中應用廣泛，但由于煤礦井下安裝環境復雜，在井下使用較少。

1 振動式給煤機結構組成及工作原理

GLZ系列振動式給煤機運用機械振動學的共振原理，利用兩臺偏心振動電機的同步原理，產生與水平面成60°角的合力，通過周期振動，推動給料槽內的物料作拋擲或滑行運動，達到把顆粒狀、小塊狀及粉狀物料從貯料倉中均勻、定量、連續地給入受料設備中。

GLZ系列振動式給煤機結構示意圖見圖1，給煤機的后端(前端)裝有升降裝置，在給煤機運行前或運行過程中使給煤機槽體升起(下落)，使給煤機振動槽體傾角增大，增加了槽體中物料的下滑力，使物料在振動槽體的運行速度增加，提高生產能力。安裝在平衡架上的振動電機通過主振橡膠彈簧與槽體相連，主振橡膠彈簧牽制激振部平衡架與槽體在工作時產生的慣性力，使給煤機在近共振情況下振動，避免了槽體承受過大的動應力及傳動部位承受過大的作用力,使給煤機壽命延長,能量消耗和噪聲降低，起動停車迅速平穩。

1—振動槽體 2—前支座 3—產品銘牌 4—安全標識牌 5—警示牌 6—激振器 7—后升降座圖1 GLZ系列振動式給煤機結構示意圖

2 振動給煤機的優點

GLZ2000/5.5型振動給煤機與國內相同生產率的給煤機相比，能耗少、電機容量小、運行平穩、振幅穩定。給料量可通過對槽體傾角進行調整，達到生產要求，還可通過變頻系統實現生產率的遠程自動控制，適應性強，應用范圍廣，可適應于粉狀或塊狀等各種物料的輸送，并能滿足連續和頻繁間斷性工作要求。與國內其它給煤機相比可減少50%以上的維修量。

1) 相比于傳統振動給煤機，GLZ2000/5.5型振動式給煤機突破了振動槽體傾角不能在使用過程中自動調整的技術瓶頸，使得給煤量成倍增加。本機采用前升降座式，升降調節角度大，可在0～30°調節，最大運行速度1 m/s，給煤量可在0～1 000 t/h任意在線調節，能充分把物料拋起。

2) 該振動式給煤機采用雙質體振動技術和圓振篩振動原理，曲線拋物振動振幅大，相比于單質體直線振動的給煤機，該機器通過特殊設計的連接漏斗，可以把振動效應傳遞至煤倉漏斗口上部，形成擾動能量，促使物料松散下落，有效防止物料堵塞，大幅降低堵倉發生概率。

3) 通過拋物振動使物料滾動下落的方式降低對槽體襯板的磨損。

4) 該振動式給煤機槽體為防止溢煤和撒煤，在槽體兩側板采用倒三角方式的特殊設計，滿足給煤機升降給煤作業的需要。

5) 空車時給煤機能平穩運轉，避免了因漏斗放空或卡料造成電機燒壞的現象。

6) 設備大量采用高強度螺栓連接，方便拆卸、運輸、安裝。

3 振動給煤機運行與維護注意事項

給煤機運行初期，第一次開車試機30分鐘內必須停電檢查各部位螺栓，尤其是電機螺栓。發現松動必須進行緊固，確認緊固之后4小時檢查一次，24小時以后每天檢查一次，以后每次下班前進行為期一周的日常維護，一周后每周檢查一次；隨機檢查GLZ型給煤機激振器內主振橡膠彈簧和隔振彈簧，發現損壞及時更換；發現電機有異常(如溫度高、電流大、卡殼等)應立即停機檢查處理；發現升降裝置運行不正常、有卡阻現象、槽體兩邊運行不同步等問題，應立即停車檢查。為防止串倉，給煤機在停機前應將后端(前端)落下(升起)，使振動槽體傾角減小。

在運行過程中，每班應對隔振彈簧部位進行檢查，發現損壞或彈簧失去彈性，應及時更換。檢查給煤機在使用過程中振幅是否超過設計極限、GLZ型主振彈簧是否損壞、隔振彈簧是否斷裂、各部螺栓是否松動、電機運轉是否正常，如有異常應及時查找原因。檢查升降裝置運行和潤滑是否正常，平穩可靠，無卡阻現象。

4 應用實例

東曲礦為解決以往甲帶式給煤機在使用過程中出現甲帶跑偏、斷裂現象影響生產的問題，引進了4套GLZ2000/5.5型振動式給煤機，為保證運行效果，對礦井煤庫下口的巷道進行整體硬化，在安裝給煤機的位置掏挖基礎坑，并將振動式給煤機的支腿用地腳螺栓進行固定，為平穩運行創造了條件。由于該給煤機的控制系統采用自動化控制，具備過流、過載、共振點屏蔽以及可預先鎖定上限和下限等多種保護功能，可根據故障信號作出報警或緊急停機動作，并開啟防竄倉模式，同時關閉閘門和擋煤板，接入主控系統與皮帶機等設備進行聯動啟停。 東曲礦采用了此振動給煤機后，節省了大量的人力物力，運行兩年來，使用效果良好。

5 改進方向

目前，該給煤機在運行過程中無法完全實現無人值守，在給煤機的設計中應增加主振彈簧狀態監測功能、激振力實時測量功能、槽體傾角實時檢測功能以及系統的實時故障處理功能，使得給煤機在自動處理運行中出現問題時，逐步減少人工干預甚至無需人工干預，最終實現給煤機的無人值守。

6 結 語

GLZ振動式給煤機給料量大、穩定性好、結構簡單、維修量小；料槽封閉無污染，有利于改善工作環境。相比較之前的甲帶式給煤機，振動式給煤機大幅降低了給煤機故障率和維修量，減少了影響生產時間，節約了維修費用，是目前礦井低維護費用、高效、安全生產的有效選擇。