膠帶輸送機(jī)重載啟動(dòng)加載困難原因分析及解決辦法

康克全

貴州省甕安縣天一礦業(yè)有限公司，中國(guó)·貴州 黔南 550400

1 引言

鹽井一礦主斜井膠帶輸送機(jī)采用了機(jī)械軟起動(dòng)裝置啟動(dòng)，至2013年9月投運(yùn)以來(lái)一直能正常運(yùn)行，空載和重載起機(jī)都能平穩(wěn)勻速加載，但近期出現(xiàn)塊煤堵塞溜槽重載停機(jī)重新啟動(dòng)加載困難，出現(xiàn)過(guò)流跳閘。根據(jù)設(shè)備情況和近期工況對(duì)主斜井膠帶輸送機(jī)重載起動(dòng)加載困難的原因進(jìn)行了分析。

2 主斜井膠帶情況介紹

主斜井膠帶輸送機(jī)主要參數(shù)見(jiàn)表1，膠帶纏繞方式見(jiàn)圖1。

表1 鹽井一礦主斜井膠帶輸送機(jī)情況簡(jiǎn)介表

圖1 主斜井膠帶運(yùn)輸機(jī)膠帶纏繞示意圖

3 MST 機(jī)械軟起動(dòng)工作原理簡(jiǎn)介

MST 機(jī)械軟啟動(dòng)傳動(dòng)裝置主要由可差動(dòng)的行星齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、輔助齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和液粘制動(dòng)器組成（如圖2所示）。

圖2 MST 機(jī)械軟啟動(dòng)傳動(dòng)裝置

操作者可根據(jù)需要，通過(guò)控制器設(shè)置所需要的加速度曲線和啟動(dòng)時(shí)間。在收到啟動(dòng)信號(hào)后，電機(jī)空載起動(dòng)，達(dá)到額定轉(zhuǎn)速后，液壓系統(tǒng)開(kāi)始增加液粘制動(dòng)器上動(dòng)靜摩擦片（如圖3所示）上的壓力。當(dāng)摩擦片相互作用時(shí)，其輸出轉(zhuǎn)速將與液壓系統(tǒng)的壓力成正比。通過(guò)對(duì)液壓系統(tǒng)壓力的控制，使輸出軸的轉(zhuǎn)速按設(shè)定的加速度曲線加速到額定轉(zhuǎn)速[1]。

圖3 動(dòng)靜摩擦片

當(dāng)電機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)，太陽(yáng)輪驅(qū)動(dòng)行星輪，行星輪自轉(zhuǎn)同時(shí)并帶動(dòng)自由旋轉(zhuǎn)的內(nèi)齒圈旋轉(zhuǎn)，此時(shí)與輸出軸為一體的行星架并不轉(zhuǎn)動(dòng)（行星輪并不繞太陽(yáng)輪公轉(zhuǎn)）。當(dāng)通過(guò)壓力控制閥增加系統(tǒng)壓力時(shí)，液粘制動(dòng)器的動(dòng)摩擦片通過(guò)輔助齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與內(nèi)齒圈相連，其結(jié)果使內(nèi)齒圈受到力矩作用，轉(zhuǎn)速受到控制，同時(shí)行星輪在內(nèi)齒圈上滾動(dòng)（行星輪圍繞太陽(yáng)輪公轉(zhuǎn)）并驅(qū)動(dòng)行星架（輸出軸）轉(zhuǎn)動(dòng)，其轉(zhuǎn)速與內(nèi)齒圈的轉(zhuǎn)速和為常數(shù)。

液粘制動(dòng)器根據(jù)負(fù)載的實(shí)際運(yùn)行情況，供給活塞不同的工作油壓，調(diào)整動(dòng)、靜摩擦片間的間隙大小，從而控制制動(dòng)器的制動(dòng)扭矩。正常起動(dòng)情況下（自動(dòng)），控制油壓力的高低是通過(guò)比例閥來(lái)調(diào)定，比例閥是調(diào)節(jié)控制壓力油壓力的執(zhí)行元件，它在PLC 的控制下，根據(jù)適時(shí)從安裝在動(dòng)軸上的速度傳感器發(fā)出的速度信號(hào)，經(jīng)過(guò)PID 邏輯運(yùn)算，計(jì)算出比例閥下一步的動(dòng)作增加值，從而實(shí)現(xiàn)制動(dòng)器的全閉環(huán)自動(dòng)控制。

4 主斜井膠帶加載困難時(shí)的運(yùn)行參數(shù)和現(xiàn)象

①主斜井膠帶輸送機(jī)設(shè)計(jì)運(yùn)輸量為260t/h，今年6月份將主斜井給煤機(jī)給煤量調(diào)整到了320t/h，9月下旬開(kāi)始11403工作面進(jìn)入斷層區(qū)域，原煤密度加大，給煤機(jī)給出相同體積的原煤重量增加[2]。

②主斜井膠帶輸送機(jī)2 臺(tái)電機(jī)啟動(dòng)1 號(hào)驅(qū)動(dòng)電機(jī)空載電流6A，2 號(hào)驅(qū)動(dòng)電機(jī)空載電流7.7A，當(dāng)軟啟動(dòng)開(kāi)始加載時(shí)，1 號(hào)驅(qū)動(dòng)電機(jī)電流最高達(dá)到120A 跳閘，2 號(hào)驅(qū)動(dòng)電機(jī)電流最高15A，同時(shí)皮帶集控系統(tǒng)報(bào)了斷帶故障。

5 膠帶輸送機(jī)加載失敗原因分析

①加大給煤機(jī)給煤量和11403 工作面進(jìn)入斷層后膠帶上原煤的重量增加，導(dǎo)致1 號(hào)電機(jī)負(fù)荷超負(fù)荷。

②查詢皮帶集控系統(tǒng)后發(fā)現(xiàn)集控編程人員將電機(jī)啟動(dòng)方式設(shè)為先空載啟動(dòng)1 號(hào)電機(jī)，延時(shí)10s 后空載啟動(dòng)2 號(hào)電機(jī)，再延時(shí)10s 后加載1 號(hào)MST，再延時(shí)10s 后加載2 號(hào)驅(qū)動(dòng)MST。

③根據(jù)加載時(shí)現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)1 號(hào)電機(jī)加載時(shí)電流達(dá)到額定電流5.2 倍，2 號(hào)電機(jī)電流只有額定電流的0.65 倍。集控系統(tǒng)報(bào)出的斷帶故障實(shí)際為2 號(hào)驅(qū)動(dòng)滾筒打滑，因2 號(hào)MST 加載時(shí)電機(jī)仍然在運(yùn)行，膠帶速度傳感器檢測(cè)沒(méi)有帶速，系統(tǒng)判定為斷帶。根據(jù)圖1所示，當(dāng)1 號(hào)驅(qū)動(dòng)加載時(shí)，2 號(hào)驅(qū)動(dòng)不加載，所有負(fù)荷都有1 號(hào)驅(qū)動(dòng)承擔(dān)，同時(shí)1 號(hào)驅(qū)動(dòng)還要克服2 號(hào)滾筒和減速機(jī)的阻力。在1 號(hào)驅(qū)動(dòng)加載過(guò)程中A 段膠帶為緊邊，B 段膠帶為松邊，2 號(hào)驅(qū)動(dòng)延時(shí)10s 加載時(shí)膠帶還沒(méi)有帶速B 段膠帶為松邊，2 號(hào)驅(qū)動(dòng)滾筒張緊力不足造成滾筒打滑，系統(tǒng)判定為斷帶停機(jī)保護(hù)[3]。

6 主斜井膠帶重載加載困難解決辦法

①根據(jù)圖1膠帶纏繞示意分析，將啟動(dòng)順序改為2 號(hào)驅(qū)動(dòng)先加載，對(duì)B段膠帶有一定的預(yù)緊力后立即加載1號(hào)驅(qū)動(dòng)[4]。

②現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)控制分別對(duì)2 臺(tái)驅(qū)動(dòng)在膠帶輸送機(jī)空載情況下的加載電流進(jìn)行了對(duì)比，電流對(duì)比參數(shù)見(jiàn)表2。

表2 兩臺(tái)驅(qū)動(dòng)按不同順序加載時(shí)的電流對(duì)比

通過(guò)分析和對(duì)兩臺(tái)驅(qū)動(dòng)不同加載順序時(shí)電流的對(duì)比發(fā)現(xiàn)先加載2 號(hào)驅(qū)動(dòng)時(shí)的加載電流要比先加載1 號(hào)驅(qū)動(dòng)時(shí)的電流小2.3 倍。聯(lián)系了中國(guó)重慶煤科員皮帶集控技術(shù)人員將啟動(dòng)方式改為先啟動(dòng)2 號(hào)電機(jī)延時(shí)10s 后啟動(dòng)1 號(hào)電機(jī)，再延時(shí)8s后加載2 號(hào)MST，2 號(hào)MST 加載后延時(shí)2s 加載1 號(hào)MST。

③將主斜井給煤機(jī)給煤量調(diào)整到膠帶輸送機(jī)的額定運(yùn)量。

7 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)此次主斜井膠帶輸送機(jī)重載加載困難的原因分析，找出了前期集控系統(tǒng)控制過(guò)程中存在的問(wèn)題，優(yōu)化了啟動(dòng)加載過(guò)程，降低了加載電流，解決了重載不能啟動(dòng)的問(wèn)題。