HSCE2.8 多繩摩擦式提升機改造研究

李玉輝，劉同欣，劉坤良，趙光輝，高志康

1洛陽礦山機械工程設計研究院有限責任公司 河南洛陽 471039

2礦山重型裝備國家重點實驗室 河南洛陽 471039

H SCE2.8 型6 繩提升機為瑞典 ASEA 公司制造的多繩摩擦式提升機，20 世紀70 年代在我國部分礦區有少量引進。此次改造的設備為20 世紀60 年代產品，原設備摩擦輪直徑為2 800 mm，鋼絲繩間距為280 mm，主繩直徑為27 mm，尾繩直徑為50 mm，最大提升速度為15 m/s，提升高度為520 m，電動機功率為2 600 kW，電動機轉速為770 r/min，減速器為彈簧基礎平行軸減速器，減速器輸出轉速為 102 r/min，機房內天車起吊能力為16 t，采用單箕斗配平衡錘的方式提升物料。設備參數如表 1所列。

表1 設備參數

1 改造原因及要求

該設備目前仍在正常運行，但一直未滿負荷運行，日常提升量約為設計值的 30%，使用單位計劃重新恢復原設計產能，但存在以下問題：

（1）設備老化嚴重，若提產，摩擦輪、主軸等關鍵承力零部件受力增加，存在安全隱患；

（2）在用減速器效率低、維護成本大，啟停過程沖擊大、振動大；

（3）減速器輸出軸與提升機主軸為絞制孔法蘭聯接，若只改造減速器，需現場配鉆絞、擴孔，操作困難；

（4）液壓制動系統、電控系統技術落后，老化嚴重，安全性能下降，備件采購困難。

諸多不利因素給該提升系統的安全生產帶來巨大隱患。基于上述情況，對該設備進行改造十分必要。改造基本要求：

（1）滿足規程要求；

（2）盡量利用原有基礎進行改造，減少工作量，縮短改造周期；

（3）改造后的設備參數與原設備基本保持一致。

2 HSCE2.8 多繩摩擦式提升機結構

原提升機結構布置如圖 1所示。

圖1 原設備結構布置

HSCE2.8 型6 繩摩擦式提升機主要由主軸裝置、彈簧基礎平行軸減速器、高速電動機、聯軸器及制動系統等組成。其中提升機主軸裝置與減速器之間通過鉸制孔法蘭聯接，減速器與電動機之間通過聯軸器聯接。該主軸裝置采用熱裝輪轂結構，整個傳動系統相對復雜，日常維護工作量大。

3 改造方案

根據原提升機結構特點和布置形式，制定了2 種改造方案。

3.1 方案 1：Ⅰ型行星齒輪減速器傳動提升機方案

目前國內Ⅰ型提升機多采用單電動機加行星齒輪減速器的驅動形式，行星齒輪減速器具有尺寸小、質量輕、傳動效率高的優點。

由于行星齒輪減速器與平行軸減速器在尺寸上有較大的區別，改造時需設計專用減速器過渡底座和電動機過渡底座，過渡底座利用原地腳孔位置與基礎聯接。行星齒輪減速器為Ⅰ型輸入形式，該減速器輸入軸中心線與提升機中心線對中。

主要改造范圍及要點：

（1）更換主軸裝置、液壓制動系統、行星齒輪減速器、高速直流電動機、聯軸器及電控系統；

（2）改造后的設備中心高為1 115 mm，主軸裝置中心高相比原設備加高115 mm，外形尺寸與原設備保持一致；

（3）用行星齒輪減速器替換原彈簧基礎平行軸減速器；

（4）液壓制動系統升級為恒減速制動系統；

（5）設計安裝減速器及電動機專用過渡底座；

（6）所有設備利用原地腳螺栓安裝；

（7）考慮現場起吊能力，摩擦輪設計為剖分式，摩擦輪與主軸在機房內組裝，滿足最大運輸尺寸及起吊能力；

（8）改造后的設備質量以及實際提升量較之前有所增加，機房樓板強度需由專業人員重新進行校核計算。方案 1總布置如圖 2所示。

圖2 方案 1 總布置

3.2 方案 2：Ⅲ型低速直聯式提升機方案

Ⅲ型低速直聯式提升機為目前多繩摩擦式提升機中應用最多的結構形式，其利用低速直聯電動機進行驅動，電動機與提升機主軸通過錐面過盈聯接，具有可靠性高、傳動效率高的優點。

主要改造范圍及要點：

（1）更換主軸裝置、液壓制動系統、低速直聯電動機及電控系統；

（2）利用低速直聯電動機替代原高速電動機及減速器，直聯電動機尺寸較大，需將設備中心整體抬高約1 000 mm，以保證電動機正常安裝，改造后的提升機中心高約2 000 mm，主軸裝置需設計高度約1 000 mm 的加高底座；

（3）液壓制動系統升級為恒減速制動系統，制動器裝置底部同樣需設計加高底座；

（4）設計電動機過渡底座，利用原減速器及電動機地腳螺栓安裝；

（5）摩擦輪設計為剖分式，摩擦輪與主軸在機房內組裝，滿足最大運輸尺寸及起吊能力；

（6）本方案設備質量增加較多，基礎強度需要重新驗算。方案 2 總布置如圖 3所示。

圖3 方案 2 總布置

4 方案對比

改造方案的選擇需要綜合考慮造價、設備交貨期、改造周期、設備載荷變化及技術能力等因素，現對上述2 種方案進行對比分析，如表 2所列。

表2 2 種方案對比分析

從方案對比來看，方案 1 設備布置方式與原設備基本相同，改動量小，設備質量變化小，設備增重所造成的基礎載荷變化小，更便于運輸、吊裝、安裝，具有更高的可操作性；方案 2 在技術上具有先進性，設備更簡潔、高效，但是電動機質量大、尺寸大，運輸、吊裝、安裝難度相對較大，設備增重所造成的基礎載荷變化較大。

綜上所述，最終選擇方案 1。

5 結語

Ⅰ型和Ⅲ型 2 種傳動形式是目前多繩摩擦式提升機改造最常見的，選擇改造方案時，要綜合考慮技術特點、設備造價、供貨周期、施工難度等情況，確定合適的改造方案。