煤礦井下翻車系統存在問題分析及解決方案

【摘 要】本文針對煤礦井下翻車系統存在缺陷問題，通過使用變頻調速器、操作離合制動器的使用，解決了頻繁啟動電機造成電機損壞的難題。

【關鍵詞】翻車系統；自動化；設計

1 原翻車系統工作原理及存在的問題

翻車系統是我礦原煤運輸的關鍵環節，多年來，由于翻車系統任務重、系統本身存在缺陷、操作流程不合理、主要設備老化易損壞，工作過程中經常發生機電事故影響系統正常運行。

各生產采區運出的原煤車輛經井底車場調車線用架線式電機車頂入翻車機進車線，然后由翻車系統的推車機推入翻籠。翻籠的翻車是通過啟動電動機聯動變速箱，帶動翻籠底部的主動軸輪與翻籠摩擦帶動翻籠旋轉進行翻車。但是當翻籠在順時針翻車時經過360度旋轉，需要在正確位置停車時，因慣性電機的停止時間，用人工操作電機翻籠在正確位置很難實現。所以便有時翻籠轉過正確，有時轉不到正確位置，這樣就不得不頻繁啟動電機正反轉尋找正確的位置。在這樣的情況下電動機很容易損壞（電動機燒壞的原因：電動機瞬間啟動電流是電機正常運轉時電流的近20倍，所以電機在頻繁啟動下，電動機長時間受到大電流沖擊是繞組出現匝間松弛，絕緣裂紋等不良現象，破壞效應不斷積累，熱脹冷縮使繞組受到摩擦從而加速了絕緣老化，最終導致最先碳化的絕緣破壞直至燒毀繞組）變速箱也因為在電動機的頻繁啟動下造成齒輪打齒，擰斷軸等情況的發生；真空啟動器的接觸器也因點觸動作次數過多經常燒毀（電動機頻繁啟動堵轉電流過大造成接觸器觸點、線圈過熱，過度頻繁操作引起接觸器線圈燒毀）。推車機由電動機聯動變速箱帶動前連輪和后鏈輪上的鏈子碰爪，推動礦車進翻籠翻車由于-120翻車機巷道是水平巷道，當推車機推動被翻礦車進翻籠時，由于礦車重量慣性，推車機不能準確將礦車推入翻籠的翻車位置，有時把礦車推入翻籠后，后面的礦車半個礦車身位也跟著進入翻籠，礦車不易把連接環拉緊，造成翻車的連接環不易轉動，有時扭斷連接環，有時把翻籠外車身進入翻籠一半的礦車擰倒，容易造成人身傷害，還有時礦車連接銷子脫出不能起到前拉后拽的作用，影響翻車速度。

2 翻車系統自動化改造方案設計

2.1 翻車機的改造方案

改造設計

在主動軸輪的側面制作安裝一套離合裝置。

①在主動軸輪的側上方安裝一個托臂，固定在支架上用圓空銷子串連，托臂按翻籠的位置需求而產生托起與下落的作用。

②在托臂的偏下方安裝一S型連桿，連桿中間用圓孔銷子固定在支架上，前端制作一托輪托住托臂，在翻籠西側的同樣一套從動離合裝制用一連接軸連接傳動。在連桿的后端下方和地面固定連接一拉簧。

③在S型連桿的后面安裝一掛爪，掛爪用圓孔銷子連接在掛爪座上能夠左右擺動，掛爪上方用圓空銷子連接自回式氣缸。

④翻車系統的技術參數：托臂總長860mm，厚度40mm，S彎度R800mm.碰爪長200mm寬150mm，厚度20mm.S型連桿厚度20mm，總長700mm.掛爪長度400mm，厚度30mm，兩端銷控直徑22mm.拉簧伸拉長度400mm，直徑80mm。支架用160槽鋼，高度900mm.槽鋼支架和S型連桿的連接銷直徑40mm，長度110mm.托輪直徑110mm，厚度60mm。連接軸總長1980mm，直徑80mm的厚壁管，其軸頭長300mm，直徑80mm的圓鋼制成和連接軸焊接。軸的兩端用外徑140mm，內徑80mm的軸枕固定在地面。氣缸行程75mm，氣缸推拉力大于4公斤。

2.2 改造后的工作原理

當翻籠在填車位置時，托臂掛住碰爪自動把翻籠小距離托起，翻籠與主動輪拖離，失去動力而停止轉動。填入礦車后啟動風缸做抽回工作將掛爪與S型連桿脫開，S型連桿與其連接的托輪將托臂落下與主動輪摩擦，翻籠跟隨主動輪的轉動隨即翻車，翻籠在翻轉過程中，托臂不受力，拉簧收縮拉起前端的托輪，自回式風缸伸出，掛爪又一次掛住S型連桿，托起托臂，這時翻籠翻轉到填車位置，托臂前掛鉤鉤住翻籠上的碰爪，又小距離托起翻籠停在填車位置，這樣就完成了一個翻車過程。靠這套離合裝置翻車，電機始終處在勻速常轉的狀態下，避免了頻繁啟動電機正反轉，導致電動機、變速箱、接觸器損壞情況的發生。

3 推車機的改造方案

3.1 改造設計

（1）首先推車機前連輪更換成兩側都帶聯軸器的鏈輪軸，在原有的基礎上在鏈輪的另一側另外安裝一套離合式變速箱，使電機一次性啟動，推車與停車用離合按鈕控制。

（2）在推車機前方，近于翻籠時段，安裝一臺自動阻車器，動力采用氣缸電動控制，當推車機停止推車時，同時阻車裝置啟動，礦車在翻籠內中間位置時，阻止翻籠外礦車前行。

（3）在翻籠出車側，設計安裝一套短距離推車裝置，動力也采用氣缸電動按鈕控制。在進車側自動阻車器開啟阻車時，操作按鈕和出車側短距離推車裝置聯動，開始往前推車，把翻籠內被翻礦車兩側連接環拉緊，增加此套設備裝置與其它各工作設備達到同力運轉，相互支持，來完成一個共同目的——安全高效翻煤。

（4）技術參數。

滑道2跟：120槽鋼，長950mm；橫梁2跟：110#工字鋼，1000mm；推爪：長340mm，厚40mm；短距離推車裝置氣缸：行程600mm，推拉力大于4公斤；自動阻車器氣缸：行程250mm，推拉力大于4公斤；翻籠兩側距兩側礦車370mm；自動阻車阻爪器距翻籠650mm。

3.2 推車機系統技術改進后的工作原理

架線式電機車把一列煤車頂入翻車機進車線，翻車機司機操作推車機按鈕，啟動推車機電機聯動變速箱，同過變速箱上的制動器帶動前鏈輪、從鏈輪傳動鏈子上的碰爪推動礦車進入翻籠，這時司機啟動翻籠進車側的自動阻車器，阻止后面的礦車前進，同時翻籠出車側的短距離推車裝置啟動拉動翻籠出車側的礦車，把翻籠內被翻礦車兩側連接環拉緊，使翻籠里的被翻礦車兩側連接環拉緊順利翻車。

4 供電系統改造方案及技術參數

在解決了翻車系統本身存在的缺陷、操作流程不合理的問題后，又在電機供電系統中，安裝了一臺隔爆兼本安變頻調速器（KJPT55/660型），其優點是：重負荷軟啟動，軟停車變速控制，啟動電流小，起動速度平穩，啟動時間可調，對電動機沖擊小，性能可靠。從而減少了起動時對設備的動張力。電源電壓：AC660V；主回路工作電流65A；輸出頻率：5-50Hz；控制電機最大功率：55KW；本安工作電壓DC5V。

5 應用效果

翻車機電機啟動后翻籠翻車僅靠操作氣缸安鈕做推拉運動就完成了一次次的翻車工序，在這一過程中點機就啟動一次，而原先頻繁啟動電機造成電機損壞的大難題得以解決。另外在翻車機供電系統中變頻調速器讓電機啟動時啟動電流由零開始逐漸增大，起到電動機平穩起動減少了對電動機的沖擊，起到了對電動機的保護。在推車系統中，推車機的電機在勻速運轉的情況下，操作離合制動器實現了推車機的推車作用，推車機將礦車推入翻籠，這是啟動自動阻車器阻擋后面礦車，同時短距離推車裝置前推出車側礦車，這樣三礦車連接環拉緊，三套設備協同工作，順利的完成了翻車工序。

[責任編輯：周娜]