礦井智能集中潤滑系統的設計與應用

高峰　許夫鵬

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

關鍵詞：智能集中潤滑系統;礦井作業;逐點供油;逐點檢測

0 引言

隨著我國經濟快速發展，煤礦行業的產能也逐年增加。東灘煤礦年生產能力已達750萬t。在礦山作業中，因為環境條件惡劣，嚴重損害了膠帶運輸設備的性能，再加上膠帶運輸線長，環節眾多，一旦設備發生故障便會直接造成礦井停產，導致巨大的經濟損失，引發安全事故。因此，如何對膠帶機設備進行有效維護成為了煤炭行業共同關注的問題。實踐發現，膠帶運輸機智能集中潤滑系統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，現有10條主要運輸線，膠帶總長度25 000 m左右。惡劣的井下環境使膠帶機設備性能受到很大影響，同時運輸環節眾多，線路長，且各環節聯系緊密，設備一旦發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，有效降低了設備故障率，為企業良好發展提供了保障。

東灘煤礦目前的膠帶運輸機潤滑保養技術主要采用人工注油的方式，按照規定定期“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，還給環境帶來較大污染，使企業成本費用大大增加。因此，設計應用膠帶運輸機智能集中潤滑系統成為企業實現節能環保、維護保養設備的不二選擇。

2 研究與開發內容

智能集中潤滑系統主要分為控制系統、輸油系統、輸油管道和執行機構四大部分。

2.1? ? 控制系統

智能集中潤滑系統主控系統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，檢測系統遠程顯示供油點潤滑狀態，如遇故障，系統及時報警。

控制系統可進行手/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（根據管道遠近壓力在5～30 MPa），通過輸入數字選擇潤滑點號，開通油路，潤滑相應部位。

系統自動運行時，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），循環等待結束自動進行下一次供油過程。

2.2? ? 輸油系統

輸油系統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? ? 執行機構

2.4.1? ? 電磁給油器（閥式給油器）

針對井下特殊環境，執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，執行主控系統的指令，實現控制潤滑點供油，并實時監控潤滑點狀態，將信息反饋給主控系統。

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 主要目標及創新點

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

智能集中潤滑系統的創新點主要分為逐點供油、逐點檢測、故障智能判斷和遠程監控四個部分，能夠有效滿足煤礦智能化、自動化、遠程化生產的需要。GAN總線系統是智能集中潤滑系統中的關鍵技術，不僅能夠使潤滑狀態一目了然，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，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境污染的缺點進行分析，結合其他行業智能集中潤滑系統的研究，提出了一套安全、高效的膠帶運輸機智能集中潤滑系統設計方案。

4.2? ? 方案論證，設計定型，安裝與工業性實驗

東灘煤礦邀請現場作業人員和有關專家對設計方案進行詳細論證，對系統穩定性進行重點分析，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展有限公司的技術專家對GAN總線控制系統進行設計優化。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，組織經驗豐富的機電人員和技術人員配合北京中冶華潤科技發展有限公司技術員工進行系統安裝，并進行工業性實驗，確保系統達到設計要求。東灘煤礦有符合環境的試驗地及擁有豐富經驗的工作人員，能夠滿足設備的工業性實驗需要。

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，符合當前煤礦產業低碳節能、綠色環保的發展趨勢，能逐步替代現有的傳統潤滑方式。

6 經濟、社會效益分析

6.1? ? 經濟效益

相比原有的潤滑方式，智能集中潤滑系統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，年成本節約24萬元。該系統安全可靠，有效減少了環境污染，節約了油脂消耗，降低了設備維護率，其經濟效益非?？捎^。

6.2? ? 社會效益

東灘煤礦智能集中潤滑系統的科學應用，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，智能集中潤滑系統在煤礦膠帶運輸系統的實際應用中，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，提高企業生產效率，因此，煤礦膠帶運輸機智能集中潤滑系統值得在煤炭行業中大力推廣。

[參考文獻]

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

[2] 張衛寧.智能潤滑，前景廣闊——智能干油集中潤滑控制系統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。