提升机运行速度保护装置的改造.pdf

2 0 0 3 年第 6 期 煤 矿 机 械 7 9 文章编号 1 0 0 3 ． 0 7 9 4 2 0 0 3 0 6 ． 0 0 7 9 - 0 3 提升觚运行速度保护装置帕改造 ． 赵 鸿宇 。侯思源 。孙 玉芳 1 ． 黑龙 江工程学 院 ，黑龙江 哈尔滨 1 5 0 0 5 0 ；2 ． 黑龙 江交通科学研 究所 ，黑龙 江 哈尔滨 1 5 0 0 S 0 摘 要 针对现代矿井安全、 高效 生产 的要 求， 按 照有 关规程规 定 ， 对 我 国矿 山普遍 采用 的 n 一A 系列矿 井交流提升 系统， 提 出了限速 、 超速保 护装置设计 的新思路 ， 并应 用于工程 实践 。 关键 词 提 升 系统 ；超速 ； 限速 中 图号 T D 5 3 文献 标 识码 B 1 引言 矿井提升机是沿井筒提升煤炭 或矿石 、 矸石 ， 下放材料、 升降人员和设备的重要生产机械 ， 在整个 矿山综合机械化生产 中 占有重要 地位。近年来 ， 为 提高劳动生产率和各项经济 、 技术和安全指标 ， 整个 行 业开 展 了对 矿 井提 升 机 的根 本性 改 造 。本 文仅 就 这样 ， 经过上述工艺方案的实施 ， 保证 了啮合精 度和装配精度 ， 现场装 配后 经检查完全符合组装要 求 。 4 ． 3被 动齿 轮 的装 配 减速器中的被动齿轮外径为 巾 1 3 6 0 ra i n ， 总宽为 6 2 0 to n i ， 尺寸较大， 因而齿轮 由锻件齿 圈和铸件轮毂 组成 ， 齿圈材料为 4 2 C r M o ， 轮毂材料为 H T 2 0 0 ， 结合直 径为q , 1 2 1 0 m i l l ， 两者 之 间 利用 温 差法 热装 。经计 算 ， 验证了结合件齿轮所能传递 的最小扭矩 大于齿 轮所能传递的扭矩 ， 结合件的应力均低于其材料的屈 服极限。根据过盈量计算了加热齿圈的温度 b r d d 1 1 1 0 1 2 1 0 _2 0 2 ℃ 一 口 ． f 一 口 f 一 。6 一二u二 式中 e 包容件 齿 圈 内径的热胀量 ， e [ ] A； [ ～] _ 齿圈与轮毂之间的最大过盈量 ； △ 热装 的最小间隙 ， 根据经验及工件的 尺 寸取 A1 ； 口 ． 包容件材料 的线膨胀系数 ； d 结合面的基本直径。 我 国竖井煤矿普遍采用的 T K I ． 一 A系列矿井提升机 交流拖动的电气控 制系统的 限速 、 超速保护装置进 行 了探讨 。 n 一A系列矿井提升机是利用磁放大器 的交 流导磁 系数随着直流磁场变化而变化 的原理来实现 系统的速度保护。这种装置虽然过载能力强 ，控制 由于工件大 ， 过盈 量大 ， 装 配温度较高 ， 同时考 虑到装配的熟练程度 。为 了在齿圈冷却过程中装配 间隙逐渐减小时实现顺利装 配 ， 研究 了详细 的组装 方法 ， 制定了规范 的组装程序并严格执行 ， 使得装配 一 次顺 利 完 成 。 5结语 燕子山矿主井带式输送机减速器经改造后 ， 运 行情况 良好 ， 实践证 明改造是可行 的、 合理 的， 同时 中央机厂能够及 时提供维修 和补 配服务 ， 保证矿 上 生 产 的顺 利 进 行 。 参 考文献 [ 1 ] 成天先， 王德夫， 姜勇， 等 ． 机械设计手册【 M] ． 北京 化学工业出 版社 。 1 9 9 3 ． [ 2 ] 刘鸿 文 ． 材料力学 【 M] ． 北京 高等教育出版社 ， 1 9 8 3 ． [ 3 ] 濮 良贵 ． 机械零件 [ M] ． 北京 高等教育出版社 ， 1 9 8 2 ． [ 4 ] 史美 堂 ． 金 属 材料 及 热处 理 【 M] ． 上海 上 海科 学 技术 出版 社 ， I 9R n 作者 简介 高元 平 1 9 5 4一 。 河 北 阳原县人 ． 高 级工 程 师 ， 1 9 7 7 年毕业于北京 理 工大 学 ， 现 任 大 同煤 矿 集 团公 司 中央 机 厂 党委 书 记 ． 收稿 日期 2 0 0 3 ． 0 3 - 0 1 Th e i m p r o v e m e n t o f Ya n z i s h a n Co a l M i n e ma i n we l l b e l t c o nv e y e r de c e l e r a t or GAO Yua n- pi n g。 DENG Yu- hu a T h e C e n t r a l M a c h i n e r y P l a n t o f D a t o n g C o a l C r o u p C o ． ， L t d ． 。 D a t o n g 0 3 7 0 0 1 。 C h i n a Ab s t r a c t On t h e ma i n pr o b l e m i n r u n n i n g o f Ya n z i s h a n C o a l Mi n e ma i n we l l b e l t c o n v e y e r d e c e l e r a t o r a n d t h e pr o b l e m o f me n d i n g d a ma g e g e a r s ， we t ran s f o r m t h e o r i g i n al d e c e l e rat o r ． T he a r t i c l e v e r i fie s f e a s i b i l i t r o f d e c e l e rat o r g e a r t e e t h t r a i l s b y s t r e n h c alc u l a t i o n． By c h o o s i n g ma t e r i al ， s e t t i n g p r o c e s s i n g t e c h n o l o g y a n d i mprov i n g e q u i p me n t ， c o mp l e t i n g the i mpr o v e me n t t a s k of d e c e l e rat o r ． Ke y wor d s g e a r t e e t h t r a n s f o rm ；s t r e n g t l l ；t e c h no l o gy ；e q u i p me n t ；i mp r o v e me n t 维普资讯 ． 8 0 ． 提升机运行速度保护装置 的改造赵鸿宇 ， 等 2 0 0 3年第 6期 回路和负载回路没有直接电的联 系， 可以方便地综 合多个信号 ， 但是它的电磁惯性大 ， 对电网电压的波 动非常敏感 ， 而且造价较高 ， 从而很难满足现代矿井 恶劣电气条件下安全 、 高效生产的需要。 2改造方案的确定 1 限速保护装置改造方案的确定 煤矿安全规程} 规定 当提升机提升 速度超过 最大设计速度的 l 5 ％时 。 提升 电动机主 回路必须能 够 自动断电 ， 并使安全制动器动作。据此 ， 只需将反 映实际运行速度的实速信号与反映系统设计速度的 整定信号 即目标信号 ， 这里取系统最大设计速度 的 1 ． 1 5倍 转换 成 电信号 检测 出来 ， 进行 实 时 比较。 当系统实 际运行速 度信号 幅值 低 于整定信 号 幅值 时 ， 即系统在设计允许速度范围内运行 ， 提升机 主回 路、 控制 回路正常工作 。当系统实际运行速 度信号 幅值高于整定信号 幅值时 ， 即系统实际运行速度 高 于最大设计速 度 l 5 ％， 则 提升机 主 回路立 即断 电， 抱闸停 车， 并发 出安全警示。这里实际运行速 度信 号的采集可以通过与主电动机同轴连接的直流测速 发电机发出的电压信号来实现 ， 整定 信号则用 高精 度稳压电源所提供 的电压 信号来实现 即可。另外 ， 需要注意的是矿井提升机有提升和下放 2种工作状 态， 由此通过测速发电机获得 的实际运行 速度信号 有 2种不 同极性。为了便于应 用 ， 引入 了精密绝对 值运算器来处理实 际运行速度信号 ， 以便 消除提升 方 向因素所带来 的干扰。 2 超速保护装置改造方案的确定 煤矿安全规程 } 规 定 在提 升机运行 的减 速阶 段 ， 当实际运行 速度超 过给定 速度 的 1 0 ％时， 系统 主回路必须能够 自动断 电， 抱 闸停车 。同理将给定 速度信号 和实际速 度信号 检测 出来 并 转换成 电信 号 ， 采用与限速保护类似的方案 ， 在系统减速 阶段将 给定速度信号和实际运行速度信号进行在线 比较 即 可。有所不同的是 ， 给定 信号不再是 一个常值 电压 信号 ， 而是与速度设计要求相一致 的动态电压信号 ， 它可以通过速度给定装置的输 出信号来获得。 3 限速 、 超速 保 护 装置 的 电气 组 成 与工 作 原 理 依 照前面 的方案设计 的矿井交流 提升机限速 、 超速保护装置的电气原理如 图 1 所示。 3 ． 1 限 速保 护装 置 的 工 作原 理 图 1 矿 井交流提 升机限速 、 超速保 护装置 的电气原 理 № ． 1 E l e c t r i c a l p r i n c i p l e d g r m o f l i mi t e d s p e e d a n d o v e r s p e e d p r o t e c t o r f o r m A C雌 e r 维普资讯 2 0 0 3 年第 6 期 煤 矿 机 械 8 1 文章缩号 1 0 0 3 - 0 7 9 4 2 0 0 3 0 6 - 0 0 8 1 ． 0 2 铸石输送机的改进 杨 刚 冒 张家 口煤矿机 械有 限公 司 ，河北 张 家 口 O 7 5 O 2 5 摘要 链轮和刮板是轻型铸石榆送机的重要部件和 易损件 ， 通过 对其性 能和失效原 因进行 分析 ， 寻求改进措施 ， 以提 高设备整体性能。模块化的链轮 不仅提 高 了寿命 ， 还易于维修 ， 刮板 断面 改 变 ， 提 高其 抗 弯 曲性 能 。 关 键 词 链 轮 ；刮 板 ；模 块 化 ‘ 中 图号 T D 5 2 8 文 献标 识 码 B 1 引言 轻型铸石刮板输送机具有结构简单 ， 运行可靠 ， 维护量小 ， 易于实 现多点卸料等优点 ， 因而在煤炭、 建材 、 冶金等行业 被广泛应 用 ， 并且 已实现标准化、 系列化 。但 现有 的铸石 刮板输送 机也 存在不 足之 处 。 主要表现为链 轮寿命 短和刮板 刚性 弱、 易弯 曲， 影响了整机 的使用 效果 。根据 多年 的设计、 生产实 践 ， 就铸石输送机的缺陷进行分析 ， 寻求改进措施 。 2改进措 施 从与主电动机同轴连接的直流测速发电机来 的 经过线性化处理 的和实际运行速度成正 比例关系的 电压信号 进入 精密绝 对值运算 器 ， 输 出为与输 人 同数量值的正 幅值 电压信号 U 6 即 U 6 J J ， 然后 与 系 统最 大 速度 信 号 电压 的 1 1 5 ％进 行 在线 比较 当 ≥1 1 5 ％U 。 时 ， 即系统超速 1 5 ％， 则 T 3 截止 ， T 4导通 ， J 2断电 ， 主 回路 电动机断 电， 抱 闸 停车 当 U 1 1 5 ％ U 。时， T 3 导通 ， T 4 截止 ， J 2 得电， 则系统 正常工作 。 3 ． 2 超 速保 护 装 置 的工 作 原理 当提升系统进入减速 阶段时 c J闭合 。从给定 积分器来 的反 映给定速度 的电压信 号 经精密绝 对值 运算 器和 1 ． 1 倍 比例 器输 出 U ．一1 ． 1 I U I ， 与反 映 系统 实 际运行 速度 电压 信 号 进行 比较 ， 当 U 4 ≥0时， 即系统减速段超速 1 0 ％ ， 则 T l 截止 ， T 2 导通 ， J 。断电， 提升主 回路 断电 ， 抱 闸停 车。当 0时， T l 导通 ， T 2 截止 ， J l 得 电， 系 统 正 常工 作 。 需要说明的是 ， 为了保证系统 限速 、 超速装置的 2． 1 驱 动链 轮 结构 分析 与 改 进 图 1是铸石输送机 的机头驱动链轮 ， 链轮材 质 为铸钢件 ， 齿形直接铸造 而成 ， 链 窝留有少 许余量 ， 修磨加工后再 经表 面淬火 ， 工 序简单 ， 机械 加工 量 少 ， 成本较低 。但 由于铸钢件母材机械性能所 限 ， 接 触 区虽有一定硬度 ， 基体组 织不够致密 ， 晶粒粗 大、 冲击韧性差 ， 所 以链 轮在与链条 啮合时 ， 受较 大交变 压应力 ， 容易疲劳、 剥 落 ， 磨损快。链条 为优质合金 钢 ， 表面硬度 H R C 3 94 1 ，心部组织 致 密 ， ． 使 用 寿 工作可靠性和精 确性 ， 选择 高品质的线性集 成运算 放大器是十分重要的。这里 ， 选用 C A 3 1 9 3精密线性 集成运算器 ， 由它构成 的绝对值 运算器精 度可达 0 ． 0 1 ％ 。 构成 的比较器可靠性 、 精确性亦很高 。 4结语 将该装置投入鹤 岗矿务局峻德煤矿副井提升系 统运行 ， 多年来 的工程实践证明 ， 依照该方 案改造 的 T K D _ _ A系列提 升机运行 速度保 护装 置 ， 其 相应 的 技术指标 明显 优于原 来 由磁 放大器 构成 的同类装 置 ， 而且体积小、 重量轻 、 反应快 、 安装调试方便 。因 此 。 在我 国同类提升 系统 中推广使用该装 置将会给 企业带来 良好 的经济 和社会效益。 参考文献 [ 1 ] 中国矿业学院 ． 矿井 提升设备[ M] ． 北京 煤炭工业 出版社 。 1 9 8 7 ． [ 2 ] 陈伯 时 ． 电力 拖 动 自动控 制 系 统 [ M] ． 北 京 机 械 工 业 出 版 社 。 2 0 0 2． [ 3 ] B o s e B K． P o w e r E l e c t r o n i c s a n d A C [ Z ] ． D r i v 、 P r e n fiH a l l ， 2 O O 0 ． 作者简介 赵 鸿宇 1 9 7 3一 。 辽 宁沈 阳人 。 讲 师 。 1 9 9 6年毕 业 于 原 黑龙江矿业学 院 自动化工程 系 。 哈尔滨工业大 学在读硕士研究 生 。 现 从事电气传动 的教学和科 研工作 ． T e l 0 4 5 1 8 0 2 8 7 6 2 ． 收 稿 日期 2 0 0 3 ． 0 3 ． 1 8 On t r a n s f o r m a t i o n 0 f p r o t e c t o r f o r s pe e d 0 f AC mi n e l i f t e r ZHAO Ho n g - y u‘ ， Ho u Sl - y ua n2， SUN Yu ． 1 ． H e i l o n g j i a n g I n s ti t u t e o f T e c h n o l o g y ， H a r b i n 1 5 0 0 5 0 ， C h i n a ； 2 ． H e il o n g j i a n g C o m m u n i c a t i o n I n s t i t u t e ， H a r b i n , 1 5 0 0 8 0 , C h i n a Ab s t r a c t Ac c o r d i ng t o t he r e q u i r e me n t o f the mo d e m mi n e s a f e a n d e ffc i e n t p r o du c t i o n- t o the rel a t e d r e g u l a t i o n s - a n e w p r o t e c t o r f o r s p e e d o f mi ne AC l i f t i n g s y s t e m o f TKD A s e r i e s wh i c h a d o p t i n C h i n a p o p u l a r y． wh i c h C an be a p p l i e d t o the e n g i n e e r i n g p r a c t i c e i s p r o v i d e d． Ke y wo r d s l i f t i n g s y s t e m ； o v e r s pe e d； l i mi t e d s pe e d 维普资讯