帶式輸送機驅動方式優化與驅動架改造

程樹奎

（山西科興高平科興前和煤業有限公司，山西 高平 048400）

帶式輸送機運量大、運距長、可連續運輸、環境適應性強，已經廣泛應用于煤礦運輸系統中，是礦井運輸系統的重要組成部分[1]。前和煤業有限公司二采區膠帶下山所采用的帶式輸送機驅動方式為直接啟動，該驅動方式具有啟動轉矩大、啟動時間短等優點，但同時對設備相關部件的沖擊力較大，在生產實踐中，容易出現斷帶和設備損壞等問題，對礦井運輸系統穩定性產生了嚴重影響[2-4]。為解決這些問題，對帶式輸送機驅動方式進行優化，由直接啟動改為變頻軟啟，同時改造驅動架，使其適應新的驅動方式。

1 工程概況

前和煤業有限公司主采山西組3#煤層，該礦二采區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。驅動電機和減速機之間利用650TWVVSN 型液力耦合器和GB265 型彈性聯軸器配合傳動，帶式輸送機利用QBZ-400/660 型磁力啟動器進行直接啟動。

2 存在問題及其優化

DTL100/80/4×315S 型帶式輸送機啟動方式，在優化前采用QBZ-400/660 的磁力啟動器直接啟動，啟動時會對傳動裝置、皮帶和機架等設備造成較大的沖擊，容易導致相關設備的磨損甚至損壞。為避免這一情況的發生，延長設備使用壽命，對其驅動方式進行優化，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 蛇簧聯軸器代替原型號為650TWVVSN 的液力耦合器，導致原輸送機驅動架不再適用。因此，需要對原驅動架進行改造，為降低成本和施工難度，同時提高改造效率，需要對驅動架改造方案進行研究。

3 驅動架改造方案

3.1 改造方案選擇

改造前驅動電機通過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，原驅動架無法滿足要求，需要改造原驅動架。

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

方案二：在原驅動架基礎上進行改造，按照驅動方式優化后的實際尺寸加工4 臺過渡架，配合原驅動架使用，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動架，單臺全新驅動架規格為4 100 mm 長×800 mm 寬×900 mm 高。經與生產廠家聯系，每臺驅動架采購費用（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，具有一定安全風險，同時需要對驅動電機和減速機進行找正，安裝工藝復雜。

方案二：在原驅動架基礎上，采用規格為586.5 mm長×190 mm 寬×156 mm 高的廢舊鋼板架（具體參數詳見圖2），焊制在原驅動架上，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，安全風險較低。

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

圖1 驅動架改造前后

3.3 過渡架制造參數

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

圖2 驅動裝置過渡架立體

3.4 施工流程

本次對二采區膠帶下山帶式輸送機的電氣系統和驅動裝置進行同時改造。現場安裝之前，將配套設備運送到施工現場附近，同時預留原設備的存放空間（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）拆除驅動電機和減速機上的彈性聯軸器，分別安裝蛇形彈簧聯軸器輪轂。

（2）按照過渡架下平面預留螺栓孔的尺寸，在驅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，標出驅動架電機的底腳孔。

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

（4）移動驅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動架進行加固。

（5）對聯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 運行效果及經濟效益

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

5 結語

本次通過二采區膠帶下山帶式輸送機驅動方式的優化，改直接啟動為變頻軟啟動，提高設備的運行穩定性，減少相關設備的損壞，延長其使用壽命。利用過渡架對驅動架進行改造，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有限公司其他采用DTL100/80/4×315S 型高強帶式輸送機的區域進行推廣，具有良好的經濟效益。