帶式輸送機驅(qū)動方式優(yōu)化與驅(qū)動架改造

程樹奎

（山西科興高平科興前和煤業(yè)有限公司，山西 高平 048400）

帶式輸送機運量大、運距長、可連續(xù)運輸、環(huán)境適應(yīng)性強，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于煤礦運輸系統(tǒng)中，是礦井運輸系統(tǒng)的重要組成部分[1]。前和煤業(yè)有限公司二采區(qū)膠帶下山所采用的帶式輸送機驅(qū)動方式為直接啟動，該驅(qū)動方式具有啟動轉(zhuǎn)矩大、啟動時間短等優(yōu)點，但同時對設(shè)備相關(guān)部件的沖擊力較大，在生產(chǎn)實踐中，容易出現(xiàn)斷帶和設(shè)備損壞等問題，對礦井運輸系統(tǒng)穩(wěn)定性產(chǎn)生了嚴重影響[2-4]。為解決這些問題，對帶式輸送機驅(qū)動方式進行優(yōu)化，由直接啟動改為變頻軟啟，同時改造驅(qū)動架，使其適應(yīng)新的驅(qū)動方式。

1 工程概況

前和煤業(yè)有限公司主采山西組3#煤層，該礦二采區(qū)膠帶下山傾角平均為6°，采用DTL100/80/4×315S 型鋼架落地式高強帶式輸送機，長度1 660 m，帶寬1 m，運輸速率3.2 m/s，輸送能力為800 t/h。配備4 臺型號為YB3-280M-4 的隔爆型三相異步電動機，單臺功率315 kW，額定電壓660 V，配合4 臺B3SH15 型減速機運行，減速機速比為34.4。驅(qū)動電機和減速機之間利用650TWVVSN 型液力耦合器和GB265 型彈性聯(lián)軸器配合傳動，帶式輸送機利用QBZ-400/660 型磁力啟動器進行直接啟動。

2 存在問題及其優(yōu)化

DTL100/80/4×315S 型帶式輸送機啟動方式，在優(yōu)化前采用QBZ-400/660 的磁力啟動器直接啟動，啟動時會對傳動裝置、皮帶和機架等設(shè)備造成較大的沖擊，容易導(dǎo)致相關(guān)設(shè)備的磨損甚至損壞。為避免這一情況的發(fā)生，延長設(shè)備使用壽命，對其驅(qū)動方式進行優(yōu)化，改為采用型號為QJR-400/660的變頻軟啟動。由于變頻軟啟動方式需要改變連接部件，利用6100 蛇簧聯(lián)軸器代替原型號為650TWVVSN 的液力耦合器，導(dǎo)致原輸送機驅(qū)動架不再適用。因此，需要對原驅(qū)動架進行改造，為降低成本和施工難度，同時提高改造效率，需要對驅(qū)動架改造方案進行研究。

3 驅(qū)動架改造方案

3.1 改造方案選擇

改造前驅(qū)動電機通過650TWVVSN 型液力耦合器與B3SH15 型減速機相連接，其傳動距離為0.885 m，見圖1（a）；利用6100 蛇簧聯(lián)軸器代替液力耦合器后，其傳動距離0.305 m，見圖1（b），縮短了0.58 m，原驅(qū)動架無法滿足要求，需要改造原驅(qū)動架。

方案一： 按照驅(qū)動電機、B3SH15 型減速機和6100 蛇簧聯(lián)軸器連接后的實際尺寸購置4 臺全新驅(qū)動架，以滿足安裝要求。

方案二：在原驅(qū)動架基礎(chǔ)上進行改造，按照驅(qū)動方式優(yōu)化后的實際尺寸加工4 臺過渡架，配合原驅(qū)動架使用，以滿足安裝要求。

3.2 改造方案對比

通過對兩種方案對比可知：

方案一：每臺YB3-280M-4 型電動機與B3SH15型減速機需要一臺驅(qū)動架，單臺全新驅(qū)動架規(guī)格為4 100 mm 長×800 mm 寬×900 mm 高。經(jīng)與生產(chǎn)廠家聯(lián)系，每臺驅(qū)動架采購費用（包安裝）為1.5 萬元；共需重新購置4 臺全新驅(qū)動架，總采購費用為6萬元；另外在安裝過程中需要對大型設(shè)備進行整體移動，需要投入人工費用8 000 元，則更換4 臺全新驅(qū)動架總投入為6.8 萬元。此外，增加了安裝工序，具有一定安全風(fēng)險，同時需要對驅(qū)動電機和減速機進行找正，安裝工藝復(fù)雜。

方案二：在原驅(qū)動架基礎(chǔ)上，采用規(guī)格為586.5 mm長×190 mm 寬×156 mm 高的廢舊鋼板架（具體參數(shù)詳見圖2），焊制在原驅(qū)動架上，4 臺過渡架僅需投入人工費用6 000 元；且加工時間短，成本低，安裝方便，電機找正周期短，安裝工藝簡單，安全風(fēng)險較低。

因此，本次驅(qū)動架改選擇方案二，節(jié)省成本的同時可以降低施工難度。驅(qū)動架改造后設(shè)備連接見圖1（b）。

圖1 驅(qū)動架改造前后

3.3 過渡架制造參數(shù)

本次設(shè)計的過渡架利用鋼板焊制而成。鋼板規(guī)格為厚20 mm，見圖2。過渡架安裝后，其上平面與原驅(qū)動架上平面水平。根據(jù)電機實際安裝位置和固定螺栓位置，在過渡架上平面預(yù)留2 個螺栓孔；在過渡架的下平面，留出4 個螺栓孔，將其與原驅(qū)動架進行固定。

圖2 驅(qū)動裝置過渡架立體

3.4 施工流程

本次對二采區(qū)膠帶下山帶式輸送機的電氣系統(tǒng)和驅(qū)動裝置進行同時改造。現(xiàn)場安裝之前，將配套設(shè)備運送到施工現(xiàn)場附近，同時預(yù)留原設(shè)備的存放空間（以不影響安裝施工為宜）。安裝之前首先利用砂紙將驅(qū)動底面保護漆打磨干凈，確保上表面平滑。安裝流程為：

（1）拆除驅(qū)動電機和減速機上的彈性聯(lián)軸器，分別安裝蛇形彈簧聯(lián)軸器輪轂。

（2）按照過渡架下平面預(yù)留螺栓孔的尺寸，在驅(qū)動架上利用氣割的方式施工安裝孔并安裝過渡架，并保持上表面平直，在過渡架安裝過程中，利用水平尺，通過添加墊片的方式找平校準，利用劃線法使驅(qū)動架和過渡架的螺栓孔位于一條直線上，并使用螺栓進行固定，同時按照過渡架上表面螺栓孔位置，標出驅(qū)動架電機的底腳孔。

（3）將驅(qū)動電機放置在驅(qū)動架上，對驅(qū)動電機的位置進行調(diào)整，使蛇形彈簧聯(lián)軸器的2 個輪轂間達到配合標準，記錄墊片情況。然后對驅(qū)動架上的兩個螺栓孔進行校對。

（4）移動驅(qū)動電機露出螺栓孔記號，氣割出兩個螺栓孔，打磨光滑，然后安裝固定電機。利用花焊方式將過渡架進行焊接，同時對過渡架進行二次加固，必要時可采用焊接立筋方式對驅(qū)動架進行加固。

（5）對聯(lián)軸器的安裝效果進行檢查，然后安裝蛇形彈簧以及輪轂罩。

（6）試運行。

4 運行效果及經(jīng)濟效益

本次對驅(qū)動方式和驅(qū)動架進行優(yōu)化改造后，帶式輸送機運行平穩(wěn)，沖擊情況大幅減輕，沒有出現(xiàn)皮帶斷帶和驅(qū)動架損壞的問題，過渡架使用效果良好。通過優(yōu)化方案，可節(jié)省制造和安裝成本約1.55萬元，共計節(jié)省費用6.2 萬元，同時加快安裝速度，提高安裝過程中的安全性。

5 結(jié)語

本次通過二采區(qū)膠帶下山帶式輸送機驅(qū)動方式的優(yōu)化，改直接啟動為變頻軟啟動，提高設(shè)備的運行穩(wěn)定性，減少相關(guān)設(shè)備的損壞，延長其使用壽命。利用過渡架對驅(qū)動架進行改造，降低改造成本和施工難度，加快了工程施工進度。該項目可在前和煤業(yè)有限公司其他采用DTL100/80/4×315S 型高強帶式輸送機的區(qū)域進行推廣，具有良好的經(jīng)濟效益。