礦井智能集中潤滑系統(tǒng)的設計與應用

高峰　許夫鵬

摘要：智能集中潤滑系統(tǒng)在大型鋼鐵企業(yè)生產中的廣泛運用，能夠保障設備正常穩(wěn)定運行，確保企業(yè)安全生產，但智能集中潤滑系統(tǒng)在我國礦山企業(yè)則運用較少?，F(xiàn)以東灘煤礦為例，針對智能集中潤滑系統(tǒng)在膠帶機運輸系統(tǒng)的應用進行了研究，為煤礦膠帶運輸機智能集中潤滑系統(tǒng)在煤炭行業(yè)中大力推廣提供參考。

關鍵詞：智能集中潤滑系統(tǒng);礦井作業(yè);逐點供油;逐點檢測

0 引言

隨著我國經(jīng)濟快速發(fā)展，煤礦行業(yè)的產能也逐年增加。東灘煤礦年生產能力已達750萬t。在礦山作業(yè)中，因為環(huán)境條件惡劣，嚴重損害了膠帶運輸設備的性能，再加上膠帶運輸線長，環(huán)節(jié)眾多，一旦設備發(fā)生故障便會直接造成礦井停產，導致巨大的經(jīng)濟損失，引發(fā)安全事故。因此，如何對膠帶機設備進行有效維護成為了煤炭行業(yè)共同關注的問題。實踐發(fā)現(xiàn)，膠帶運輸機智能集中潤滑系統(tǒng)能夠提高皮帶機效能，減少設備故障，延長設備使用壽命。

1 項目研發(fā)必要性

東灘煤礦年產量為750萬t，煤炭運輸方式全部為膠帶運輸機運輸，現(xiàn)有10條主要運輸線，膠帶總長度25 000 m左右。惡劣的井下環(huán)境使膠帶機設備性能受到很大影響，同時運輸環(huán)節(jié)眾多，線路長，且各環(huán)節(jié)聯(lián)系緊密，設備一旦發(fā)生故障便可直接造成礦井停產，給生產帶來較大影響，嚴重時甚至會造成安全事故[1-2]。針對這種情況，我們通過推廣應用智能集中潤滑系統(tǒng)，有效降低了設備故障率，為企業(yè)良好發(fā)展提供了保障。

東灘煤礦目前的膠帶運輸機潤滑保養(yǎng)技術主要采用人工注油的方式，按照規(guī)定定期“補充一定量油脂”。人工檢測時，無法檢測“補充一定油脂”的任務是否完成，因此常采用“補充油脂至軸承排油口有新油脂溢出為止”的方式判斷。這種潤滑保養(yǎng)方式不僅工藝原始，工人操作強度大、效率低，而且常因過量添加潤滑油脂，造成潤滑阻力加大，無法及時散發(fā)熱量，浪費了動力，降低了潤滑效果。同時，潤滑油脂的過量添加不僅造成資金浪費，還給環(huán)境帶來較大污染，使企業(yè)成本費用大大增加。因此，設計應用膠帶運輸機智能集中潤滑系統(tǒng)成為企業(yè)實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保、維護保養(yǎng)設備的不二選擇。

2 研究與開發(fā)內容

智能集中潤滑系統(tǒng)主要分為控制系統(tǒng)、輸油系統(tǒng)、輸油管道和執(zhí)行機構四大部分。

2.1? ? 控制系統(tǒng)

智能集中潤滑系統(tǒng)主控系統(tǒng)按設定的程序自動運行，啟動電動高壓潤滑泵，控制電磁給油器啟閉，將過濾后的潤滑脂輸送到各點，同時流量傳感器實時檢測每個點是否供油，檢測系統(tǒng)遠程顯示供油點潤滑狀態(tài)，如遇故障，系統(tǒng)及時報警。

控制系統(tǒng)可進行手/自動切換操作，手動運行時，在控制器屏幕輸入潤滑點號即可對應相應潤滑點。開啟電動高壓潤滑泵后，潤滑脂被注入到主管路中，等待管道壓力上升到10 MPa時（根據(jù)管道遠近壓力在5～30 MPa），通過輸入數(shù)字選擇潤滑點號，開通油路，潤滑相應部位。

系統(tǒng)自動運行時，將按照設定好的量（可以調整），自動對潤滑點逐點供油，逐點檢測，待當前潤滑點供油完成，進行循壞等待（時間可以調整），循環(huán)等待結束自動進行下一次供油過程。

2.2? ? 輸油系統(tǒng)

輸油系統(tǒng)通過管道及電磁給油器，將潤滑脂輸送到每一個潤滑點。油站一般配置兩臺高壓電動潤滑泵（一臺備用）和一臺加油泵。

2.3? ? 輸油管路

輸油管路分為主油管和支油管兩部分，主管路使用20 mm2的不銹鋼無縫管，連接方式使用卡套式連接;支油管使用耐高溫、防腐蝕、阻燃好的TPU 8.6×4 mm2高壓軟管。

2.4? ? 執(zhí)行機構

2.4.1? ? 電磁給油器（閥式給油器）

針對井下特殊環(huán)境，執(zhí)行機構采用閥式給油器（型號CZX-2-4-24X、CZX-4-8-24X）集成，其結構合理，工藝先進，單個閥塊可同時向兩個點供油，且不受背壓影響。將其固定在鋼結構底板上，執(zhí)行主控系統(tǒng)的指令，實現(xiàn)控制潤滑點供油，并實時監(jiān)控潤滑點狀態(tài)，將信息反饋給主控系統(tǒng)。

2.4.2? ? QJLG傳感器

QJLG系列傳感器作為專門為智能集中潤滑系統(tǒng)設計的智能檢測元件，能夠有效地對給油過程進行檢測，在執(zhí)行主控設備指令的同時將結果反饋到PLC，PLC再進行綜合分析，完成檢測過程。

3 主要目標及創(chuàng)新點

智能集中潤滑系統(tǒng)的主要目標為提高設備使用效率，降低企業(yè)生產成本，提高生產綜合效益。

智能集中潤滑系統(tǒng)的創(chuàng)新點主要分為逐點供油、逐點檢測、故障智能判斷和遠程監(jiān)控四個部分，能夠有效滿足煤礦智能化、自動化、遠程化生產的需要。GAN總線系統(tǒng)是智能集中潤滑系統(tǒng)中的關鍵技術，不僅能夠使?jié)櫥瑺顟B(tài)一目了然，自動控制給油量大小和時間，還能實時檢測每個潤滑點的運行狀態(tài)，遇到故障及時報警，便于工作人員的維護維修[3]。

4 實施方式

4.1? ? 調研、方案設計

通過對原有人工注油方式費時費量且易造成環(huán)境污染的缺點進行分析，結合其他行業(yè)智能集中潤滑系統(tǒng)的研究，提出了一套安全、高效的膠帶運輸機智能集中潤滑系統(tǒng)設計方案。

4.2? ? 方案論證，設計定型，安裝與工業(yè)性實驗

東灘煤礦邀請現(xiàn)場作業(yè)人員和有關專家對設計方案進行詳細論證，對系統(tǒng)穩(wěn)定性進行重點分析，同時對在線檢測合理性也進行了論證。為了達到設計要求，還邀請了北京中冶華潤科技發(fā)展有限公司的技術專家對GAN總線控制系統(tǒng)進行設計優(yōu)化。論證完成通過后，項目組技術人員提供修改意見，組長審批后做設計定型。設計定型后，按照設計要求和圖紙尺寸，組織經(jīng)驗豐富的機電人員和技術人員配合北京中冶華潤科技發(fā)展有限公司技術員工進行系統(tǒng)安裝，并進行工業(yè)性實驗，確保系統(tǒng)達到設計要求。東灘煤礦有符合環(huán)境的試驗地及擁有豐富經(jīng)驗的工作人員，能夠滿足設備的工業(yè)性實驗需要。

5 可行性及可靠性分析論證

在技術上，膠帶運輸機智能潤滑系統(tǒng)能夠對運輸機中各設備部件進行智能控制集中潤滑，避免了油脂的大量浪費與污染，有效延長了膠帶運輸機的使用壽命，減少了維護量，節(jié)省了對膠帶運輸設備備件的采購開支。

智能控制集中潤滑屬于國際前沿的先進技術，在冶金、港口、煤礦等多個領域中應用廣泛。膠帶運輸機智能集中潤滑系統(tǒng)也應用了該項技術，其可靠性高，簡便易行，符合當前煤礦產業(yè)低碳節(jié)能、綠色環(huán)保的發(fā)展趨勢，能逐步替代現(xiàn)有的傳統(tǒng)潤滑方式。

6 經(jīng)濟、社會效益分析

6.1? ? 經(jīng)濟效益

相比原有的潤滑方式，智能集中潤滑系統(tǒng)能夠有效降低用人成本，如采用原始潤滑手段需配置5名維護人員，每年約支出30萬元維護成本，采用智能集中潤滑系統(tǒng)后，維護人員只需2人，每年維護成本約為12萬元，能夠降低成本18萬元。

根據(jù)東灘煤礦實際情況計算，原有的潤滑方式平均每天供油2 000 mL，每年約使用油脂800 kg，每年成本約為3萬元，使用智能集中潤滑系統(tǒng)后，在設備智能定時定量的情況下，每條膠帶機能夠降低成本2萬元，年成本節(jié)約24萬元。該系統(tǒng)安全可靠，有效減少了環(huán)境污染，節(jié)約了油脂消耗，降低了設備維護率，其經(jīng)濟效益非?？捎^。

6.2? ? 社會效益

東灘煤礦智能集中潤滑系統(tǒng)的科學應用，對于其他煤礦能夠起到良好的帶頭作用，有利于該技術的推廣，能夠提高我國煤炭行業(yè)的生產效率與安全生產水平。

7 結語

綜上所述，智能集中潤滑系統(tǒng)在煤礦膠帶運輸系統(tǒng)的實際應用中，能夠有效減少膠帶機設備的磨損，降低設備維護率與生產成本，提高企業(yè)生產效率，因此，煤礦膠帶運輸機智能集中潤滑系統(tǒng)值得在煤炭行業(yè)中大力推廣。

[參考文獻]

[1] 任澤.煤礦井下脂質自動潤滑系統(tǒng)設計及其特性研究[D].阜新：遼寧工程技術大學，2016.

[2] 張衛(wèi)寧.智能潤滑，前景廣闊——智能干油集中潤滑控制系統(tǒng)技術方案評審會在京召開[J].設備管理與維修，2018（5）：5.

[3] 孫江波.智能集中干油潤滑系統(tǒng)在立盤過濾機中的應用[J].設備管理與維修，2018（20）：151-153.

收稿日期：2020-03-02

作者簡介：高峰（1985—），男，山東鄒城人，工程師，研究方向：煤礦機電。

許夫鵬（1979—），男，山東鄒城人，助理工程師，研究方向：煤礦機電。