一種采煤機(jī)電控箱的分析與應(yīng)用

陳曉輝

（同煤集團(tuán)云岡礦綜采三隊(duì)，山西 大同 037017）

1 采煤機(jī)電控箱概述

采煤機(jī)一般包括截割機(jī)構(gòu)、牽引機(jī)構(gòu)、電氣控制設(shè)備、電動(dòng)機(jī)和液壓系統(tǒng)。其中，電氣控制設(shè)備用于控制和協(xié)調(diào)采煤機(jī)各部分之間的動(dòng)作，是采煤機(jī)的重要組成部分。電氣控制設(shè)備一般包括多種電氣元件，比如：變流器、漏電檢測(cè)器、瓦斯檢測(cè)器、瓦斯報(bào)警器、濕溫度傳感器、角度傳感器和語音報(bào)警器等等。鑒于采煤機(jī)所處工作環(huán)境比較惡劣，電氣控制設(shè)備常集成于多個(gè)箱形結(jié)構(gòu)中，形成采煤機(jī)電控箱。采煤機(jī)在井下工作時(shí)，需要對(duì)各部分進(jìn)行調(diào)試和維護(hù)；為保證調(diào)試和維護(hù)的安全性，一般在相應(yīng)的電控箱內(nèi)設(shè)置隔離開關(guān)，以切斷相應(yīng)部分的電路。電控箱內(nèi)不同等級(jí)電壓的電子元器相互影響，出電線路與液壓管路統(tǒng)一安裝在過線腔內(nèi)，都會(huì)造成較大的安全隱患，引發(fā)安全事情。

2 云岡礦采煤機(jī)電控箱現(xiàn)狀分析

云岡礦井下工作面大部分MG300/700AWD 雙滾筒采煤機(jī)都配備有采煤機(jī)電控箱，電控箱采煤機(jī)產(chǎn)品的核心控制元件、電控箱的質(zhì)量好壞直接影響采煤機(jī)產(chǎn)品的穩(wěn)定性與壽命。在該型號(hào)采煤機(jī)電控箱中各部件繁多，主要分為電子元器件和液壓元器件，并且電子元器件又有不同電壓的等級(jí)區(qū)分，有3 300 V、1 140 V 和660 V 三種[1-2]，不同等級(jí)電壓的電子元器件之間也會(huì)造成相互影響。采煤機(jī)廠家為了結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單降低加工成本，將該采煤機(jī)電控箱內(nèi)的高壓與低壓電子元器件統(tǒng)一安裝在電路腔內(nèi)，并且將出電線路與液壓管路統(tǒng)一安裝在過線腔內(nèi)，即在同一個(gè)腔體內(nèi)既走線纜又有水管連接。從實(shí)踐應(yīng)用過程發(fā)現(xiàn)，采煤機(jī)電控箱電子元器件之間的相互影響無法消除。另外發(fā)生過采煤機(jī)電控箱水路出線漏水情況，造成電控箱電路安全事故的發(fā)生。

3 一種新型采煤機(jī)電控箱的設(shè)計(jì)

3.1 新型采煤機(jī)電控箱結(jié)構(gòu)分析

以云岡礦MG300/700AWD 雙滾筒采煤機(jī)為對(duì)象，在以往電控箱的基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，設(shè)計(jì)了一種新型的采煤機(jī)電控箱，該新型電控箱的整體結(jié)構(gòu)如圖1、圖2 和下頁圖3 所示[3-4]。主要包括頂板和底板，頂板長(zhǎng)度方向的兩端底部設(shè)有側(cè)板，側(cè)板頂部固定在頂板上、底部固定在底板上。頂板寬度方向的一端底部設(shè)有正面板，正面板頂部固定在頂板上、底部固定在底板上，且其兩側(cè)均與側(cè)板固定。

圖1 新型電控箱的正視剖視圖

圖2 新型電控箱的俯視剖視圖

圖3 新型電控箱的左視剖視圖

在兩個(gè)側(cè)板之間設(shè)有背板，背板與正面板之間設(shè)有中隔板。兩個(gè)側(cè)板之間還設(shè)有背面板，背面板與背板之間設(shè)有數(shù)個(gè)出電腔。在正面板外側(cè)還設(shè)有進(jìn)電腔。在背板和背面板之間還設(shè)有背隔板。

在正面板外側(cè)設(shè)有蓋板，在背面板外側(cè)也設(shè)有蓋板，另外在進(jìn)電腔和出電腔外壁上也設(shè)有蓋板。

在出電腔設(shè)置處的背板上設(shè)有數(shù)個(gè)穿墻端子，在中隔板上也設(shè)有數(shù)個(gè)穿墻端子，同時(shí)，在進(jìn)電腔設(shè)置處的正面板上也設(shè)有數(shù)個(gè)穿墻端子。

3.2 具體實(shí)施方式

該新型采煤機(jī)電控箱在使用時(shí)，頂板、底板、正面板、側(cè)板和背板之間形成的腔體為電子元器件安裝腔體，即主腔體。中隔板將該主腔體一分為二，左側(cè)為高壓腔、右側(cè)為低壓腔，分別安裝不用電壓等級(jí)的電子元器件，高壓腔和低壓腔分別安裝不同類型的電子元器件，兩腔體之間通過穿墻端子進(jìn)行接線[5-6]。出電腔為電路出線腔體，用于將電控箱內(nèi)的電源和通訊信號(hào)傳遞到采煤機(jī)其他部件中去，該腔體與主腔體之間通過背板上穿墻端子進(jìn)行接線。背板、背隔板底部和背面板之間形成的腔體為液壓管路腔體，用于安裝液壓油管與水管，并將油管與水管從電控箱兩端，分別連接到采煤機(jī)其他部件中去。進(jìn)電腔為電路進(jìn)線腔體，用于將外部電源引入到電控箱主腔體內(nèi)，該腔體與主腔體之間通過正面板上的穿墻端子進(jìn)行接線。同時(shí)，安裝在正面板、背面板、進(jìn)電腔和出電腔上的蓋板，主要用于保證電控箱各個(gè)腔體內(nèi)部的密封。

3.3 特點(diǎn)分析

該新型采煤機(jī)電控箱通過中隔板將電控箱內(nèi)分為高壓腔與低壓腔，分別放置不同等級(jí)電壓的電子元器件，可以有效減少高低壓電子元器件之間的相互影響，尤其是減少高壓電對(duì)控制類元器件的影響；同時(shí)，通過背隔板將電控箱內(nèi)的出線腔和液壓管路腔分開，將出電線路與油水路分腔處理，降低了由于液壓油管或水管漏水造成的電控箱短路或失火的風(fēng)險(xiǎn)，并且拆裝維護(hù)時(shí)更為方便安全，應(yīng)用前景更廣。

4 實(shí)踐應(yīng)用及效果分析

將新型采煤機(jī)電控箱在云岡礦MG300/700AWD 雙滾筒采煤機(jī)上進(jìn)行安裝調(diào)試并投入實(shí)踐應(yīng)用。從2019 年5 月運(yùn)行至今，采煤機(jī)電控箱整體運(yùn)行理想，有效實(shí)現(xiàn)采煤機(jī)電氣系統(tǒng)的智能控制與保護(hù)。在實(shí)踐應(yīng)用的1 a 時(shí)間內(nèi)，采煤機(jī)電控箱高低壓電子元器件故障較少，同時(shí)電控箱無短路或失火安全事故發(fā)生。該新型采煤機(jī)電控箱的應(yīng)用，有效保護(hù)了采煤機(jī)供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性，保障了采煤機(jī)作業(yè)的連續(xù)性，降低了安全事故的發(fā)生。該采煤機(jī)電控箱的設(shè)計(jì)及應(yīng)用項(xiàng)目是合理的、成功的，具有較好的市場(chǎng)應(yīng)用前景，可以大規(guī)模推廣應(yīng)用。