MG300-710电牵引采煤机使用说明书1.doc

MG300/710-WD 电牵引采煤机使用说明书 1概述 1.1 产品用途、适用范围及特点 MG300/710-WD型电牵引采煤机是我公司新开发的产品。该机在广泛吸收国内外现有电牵引采煤机先进技术的基础上,针对我国目前煤机市场最新变化和需求,为适应煤层厚度为1.83.8m,煤质硬度f ≤ 4,煤层倾角≤35的综采工作面而研制的一种新型采煤机。该机采用多电机横向布置,机身较短,采煤适应性强。机身由左、右牵引部和中间箱体三部分组成,取消了底托架,部件间通过高强度螺栓及液压螺母联接,简单可靠,拆装方便。摇臂采用弯摇臂结构,过煤空间大,装煤效果好。调高泵箱采用集成阀块结构,管路少,维护简单方便。一托一交流变频调速系统,并采用摆线轮-销轨牵引系统,调速范围广,体积小,故障少。计算机控制系统简单可靠,对运行状态随时检测显示,可配备无线遥控装置,实现离机操作。采煤机上的每个主要部件都可以从机身的采空侧抽出,容易更换,维修方便,设备利用率高。主要电器元件如变频器、控制器及液压、传动系统的关键部件均采用进口件。由于采用了先进的控制技术,故可靠性高,性能先进,是目前综合机械化采煤的理想机型。 引用标准MT/T81滚筒采煤机型式检验规范;MT/T82 滚筒采煤机出厂检验规范 执行标准Q/SY31 20102.1-2004 交流电牵引采煤机MG300/710-WD 1.2 型号的组成及其含义 无链电牵引 总装机功率kW 截割功率kW 滚筒式采煤机 2 采煤机结构组成及工作原理 2.1 总体组成及工作原理、主要技术特点 主要组成该机主要由左右牵引部,左右行走部,左右截割部,电控部七大部分及液压系统,喷雾冷却系统,电气系统三大系统组成。见图01总图。 圆柱销定位,并用液压螺母和两根M423液压拉杆配以高强度螺栓和高强度螺母连接紧固,从而提高了三大部件之间联接的可靠性和刚性。 截割部为整体弯摇臂结构,截割部减速器、截割电机均设在摇臂上。其上的两组铰接副,一个与机身端头的牵引部铰接,形成主支撑;另一个与调高油缸铰接,实现截割部的调高。这种布置方式使得作用在左右牵引上的力变为内力,而且使得结构紧凑、合理,外形美观、对称。此外,摇臂采用水套冷却结构和强制润滑系统,降低摇臂内腔的平衡温度,提高摇臂齿轮和轴承的工作寿命。 牵引交流变频调速系统采用德国进口原装直接水冷式整体变频器,冷却效率高,变频系统平均无故障工作时间可提高两倍以上。 采煤机由煤壁侧的两只滑靴和采空侧的两只导向滑靴分别支承在工作面刮板输送机的铲煤板和销轨上。采煤机上的销轨轮摆线齿轮与销轨啮合。当销轨轮转动时,采煤机便沿工作面刮板输送机运动,实现左、右牵引。同时截割电机通过机械传动系统带动滚筒旋转,完成落煤和装煤作业。 MG300/710WD采煤机具有如下特点 a、机身短,牵引轮中心距仅为4884mm,装机功率大。大功率整流晶体管采用IGBT 模块,控制系统采用32位微机处理,运算速度快,反应灵敏,性能可靠。各种保护、诊断及显示功能齐全,性能达到世界先进水平。 b、整机为无底托架积木式组合结构。各部件之间为干式对接,无任何机械或液压连带关系,因而完全避免了各大部件之间的漏油问题。机身三大部件之间定位联接可靠。 c、除截割电机、牵引电机的启动、停止等操作采用旋转开关控制外,其余控制如牵引速度调整、方向设定、左右摇臂的升降,急停等操作均由设在机身两端的操作站进行控制,操作简单、方便。也可根据用户要求实现无线离机遥控。 d、所有电机横向布置。机械传动都是直齿传动,故传动效率高。电机、行走箱驱动轮等组件均可从采空侧抽出,容易安装和维护。 e、液压系统设置合理,摇臂不调高时,系统压力为空载状态。采用集成阀块结构,管路少,连接可靠;经常调整的阀设在液压箱体外,便于检修和更换;液压元件全部选用进口件或专业厂家的名牌产品。 f、截割机械传动链设有扭矩轴过载保护装置,并设有润滑冷却系统,提高了传动件、支承件的使用寿命。 g、截割部采用四行星单浮动结构,承载能力大,减小了结构尺寸。采用大角度弯摇臂设计,加大过煤空间,提高装煤效果,卧底量大。 h、保证可靠性及使用寿命,传动系统中的轴承和油封采用进口件,齿轮材料选用国内最好的钢种18Cr2Ni4WA。 i、采用强力耐磨滚筒,提高割煤效果和滚筒寿命,降低截齿消耗量和用户成本。 j、可通过更换电控部或液压传动部而成为交流变频调速电牵引采煤机或液压牵引采煤机,而其它部件通用。两牵引动力输入部位可安装液压马达,也可安装40kW牵引电机。两种形式联接尺寸相同,使牵引部机械传动系统本身电液完全互换。 k、行走箱与牵引部为干式对接,拆行走箱后,牵引部不漏油。行走箱内为干油润滑,行走轮轴承寿命高。 2.2 主要部件的组成及工作原理 2.2.1 液压系统 2.2.1.1 工作原理 液压传动部组成见图02液压系统原理图,它主要由液压泵站、控制阀组、油缸、液压锁和管路等组成。该系统包括调高回路和制动回路两部分,分别控制采煤机截割部的升、降和刹车制动器。 油箱、粗滤器、调高泵、泵电机、控制阀组、精滤器、通气塞等均布置在右牵引部内,液压锁则安装在油缸上。维护液压传动部的工作一般均可在操作侧完成。 警示调高回路主要功能是使滚筒能够根据需要调到适当的位置工作。调高回路的动力由调高电机提供,在调高时,调高油缸的阻力太大时,为防止系统回路油压过高,损坏油泵及附件,在齿轮泵出口处设一高压溢流阀作为安全阀,调定压力为18MPa。 采用HAWE公司两片PSL型负载敏感多路换向阀分别或同时操纵左右摇臂的调高。当采煤机不需调高时,调高泵排出的压力油一路经PSL型负载敏感多路换向阀卸载回油箱,卸载调定压力为2.2MPa,另一路经减压阀为多路换向阀、液压制动器提供控制油源,减压阀调定压力为2.0MPa. 滚筒调高时不宜左右同时操作。 液压制动回路的压力油,与调高控制回路是同一控制油源。由二位三通电磁阀,液压制动器及其管路组成。电磁阀贴在集成块上通过管路与安装在左右牵引减速箱一轴的液压制动器相通。 当需要采煤机行走时,电磁阀得电动作,压力油进入液压制动器,使牵引机构解锁,煤机得以正常牵引。当采煤机停机或出现某种故障时刹车电磁阀失电复位,制动器油腔压力油回油箱,蝶形弹簧压紧内、外摩擦片,将其制动,采煤机停止牵引并防止下滑。 2.2.1.2 主要组成 a液压泵站液压泵站主要由粗滤器、泵、电机和油管组成。安装在右牵引部内。 见图03液压泵站。 调高泵本机使用的调高泵型号为1PF2G3-3X/020RC07MS,主要技术参数如下理论排量 ml/r q 20.9 额定压力 MPa P 18 背压 MPa P 2.0 工作转数 r/min n 1470 b控制阀组 控制阀组如图04,主要由三个隔爆电磁阀、PSL型负载敏感多路换向阀、减压阀 等件组成。其中两个34GDBY-H6B-T隔爆电磁阀控制调高油缸;一个24GDBY-H6B-T隔爆电磁阀控制制动器;减压阀控制普PSL型负载敏感多路换向阀及制动器的控制压力,控制压力为2.0 MPa。 P进油口,R回油口,P3制动器接口,A1、B1;A2、B2分别为左右调高油缸接口。 液压锁液压锁安装在调高油缸上,主要由阀芯和阀体组成。 液压锁的原理液压系统来油经管路至液压锁P口和O口,P口高压油推动左侧阀芯的单向阀球阀开启,同时推动右侧阀芯的内阀套开启,使调高油缸伸长,实现摇臂升高。摇臂下降过程与摇臂升高过程原理相同。 c其它元件 i 调高油缸 主要由缸体、活塞杆、导向套、活塞、接管等组成。 图03 液压泵站 行程mm 685 缸内径mm 200 缸外径mm 240 活塞杆直径mm 120 工作原理压力油经液压锁进入活塞杆腔,活塞腔的油液回油箱,摇臂升高;当压力油经液压锁进入活塞腔,活塞杆腔的油液回油箱。缸体回缩,摇臂下降。 ii 制动器 结构如图05所示,主要由外壳、活塞、内外摩擦片组成。 工作原理当采煤机工作时,经过调压的压力油进入液压制动器的外接油口,活塞在压力油作用下压紧弹簧组,使内外摩擦片脱离接触,制动器空转,采煤机正常牵引。当采煤机停止工作时,发生制动信号时,通过电气系统的二位三通电磁阀复位,制动器内的压力油返回油箱,活塞在弹簧力的作用下,压紧内外摩擦片产生制动力矩,使采煤机停止牵引。 主要参数 流量 L/min 40 额定压力 MPa 32 过滤精度 um 10 粗过滤器型号 TF-63X100L-Y 主要参数 流量 L/min 63 过滤精度 um 100 2.2.2 牵引部 2.2.2.1 组成 该机有左、右牵引部,除机壳属对称结构不能互换之外,内部零件均为左、右通用。见图06 牵引部。 组成主要有牵引电机、一轴、二轴、双行星减速器等组件,此外还有液位计、放气阀等。 机壳内分齿轮传动腔和干腔。齿轮传动腔装有各级齿轮传动组件和齿轮油;干腔可窜过液压管路、水管和电缆等。 2.2.2.2 主要组件结构及工作原理 牵引部主传动原理是牵引电机45kW将功率输入,经过二级直齿轮和双行星减速器减速,然后将牵引功率输出给行走机构。 a 一轴 轴齿轮一端与牵引电机输出轴以渐开线花键联接,另一端与二轴齿轮相啮合。 b 二轴 属双联齿轮结构,其中大齿轮与一轴轴齿轮相啮合,小齿轮与双行星减速器输入齿轮啮合。 c 双行星减速器如图07所示 图07双行星减速器 228.7813/9330.46 i 1 采煤机牵引速度为07.212.3m/min 08.213.9m/min 对应的牵引力为600/350kN 527/310kN 2.2.3 行走部 2.2. 3.1 主要组成 行走部主要由机壳和两个摆线齿轮驱动轮、行走轮、心轴组件、滑靴等组成,结构如图08。左、右行走部机壳为对称结构,不能互换,其余各件可以左右通用。驱动轮为轴齿轮,行走轮心轴上挂有滑靴,心轴固定在机壳上。滑靴套在运输机的销排上,它既支持采煤机的部分重量,又起导向作用,与煤壁侧滑靴共同形成支撑。 2.2. 3.2传动原理 牵引动力由牵引部输出,通过行走部花键轴驱动驱动轮转动,带动销轨轮与运输机销轨啮合运动,从而使采煤机在运输机上牵引行走。 2.2.4 截割部 2.2.4.1 主要组成及工作原理 截割部是采煤机的重要工作机构,主要完成落煤和装煤作业。它由截割电机、摇臂、 滚筒等组成。见图09。 电机护罩、摇臂护板外,其余的零、部件均可互换。 每个截割部由一台300kW 交流电机单独驱动。电机上设有离合机构;电机轴为空芯结构,内设花键。电机动力通过力矩轴输出,力矩轴同时又是机械过载保护装置。当其传动扭矩大于电机额定转矩的2.7倍时,扭矩轴被扭断,从而达到保护电机及其它机械传动件的目的。 摇臂减速器为四级直齿传动和一级行星减速。若无特殊要求,出厂时滚筒转速设定为34.85r/min 。 根据用户要求,不同的采高配有φ1.8 m 、φ2.0 m 两种直径的滚筒供选用。同时,滚筒采用内喷雾装置,达到灭尘效果。内喷雾供水装置见图10。不锈钢送水管右端在插入管座时,管上的缺口要对准管座上的定位销,使送水管和滚筒轴行星架一起转动。 2.2.4.2 传动参数 传动比 i 42.32 滚筒转速 n 34.85 r/min 截割速度 V100060⨯⨯⨯n D π3.28 m/s 式中n 滚筒转速 r/min D 滚筒直径 mm 图10内喷雾供水装置 2.2.4.3 截割滚筒 滚筒是采煤机的工作装置,担负着落煤、装煤工作,主要由滚筒体、截齿和齿座组成。 为增强滚筒的使用寿命,在叶片出煤口等处,采用堆焊Fe-05合金等工艺。叶片和端盘设有多个内喷雾喷嘴,用以在煤尘生成处降尘。滚筒因采用截齿结构的不同和其它特殊要求有不同结构型式,请定货时在合同上写明相关的内容。 2.2.5 喷雾、冷却系统 采煤机工作时,滚筒在割煤和装煤过程中会产生大量煤尘,不仅降低了工作面的能见度,影响正常生产,而且对安全生产和工人的健康也会产生严重影响,因此必须及 时降尘,最大限度地降低空气中的含尘量。同时,采煤机在工作时,滚筒外部是螺旋叶片,内部采用410410方轴型式,滚筒端盘、摇臂等会产生很大热量,须及时进行冷却,以保证工作面生产的顺利进行。 2.2.5.1 主要组成 冷却喷雾系统见图11冷却喷雾系统原理图,它主要由主水阀、各个分水阀和管路等组成,作用是向各电机、牵引箱冷却、电控箱冷却提供冷却用水和采煤机的内外喷雾灭尘。 电机、电控箱、牵引箱通过冷却水管输送冷却水,冷却水最后在摇臂的下侧喷出,形成外喷雾。 图11 冷却喷雾系统原理图 2.2.5.2 工作原理 来水经主水阀后分成二路,一路经过减压后的水压为3.5MPa、流量为145l/min,经过减压后的冷却水又分成三路分别进入左右调高泵电机、左右牵引电机、左右控制箱、 左右截割部电机和左右截割部机壳冷却,然后喷出,这两路起冷却及外喷雾灭尘作用;二路压力为7Mpa、流量为200l/min的水直接进入滚筒后喷出,起内喷雾灭尘作用。 2.2.5.3 主要元件 a 主水阀 主水阀如图12,它是对总来水进行二次分配和限压的装置,内设安全阀、减压阀和高压球阀,并装有滤芯和压力表等元件对来水进行过滤和压力显示。当来水压力为7MPa时,经过减压,减压阀的开启压力为3.5MPa,流量为145 l/min,此路水再经过分水块、电控箱冷却水块、变频器冷却水块、外喷雾块,分别提供给左右牵引电机、左右牵引箱冷却、泵站电机、泵站油箱、左右截割部电机及左右截割部机壳冷却,各部分的冷却水量分配情况如图12所示。 图12 主水阀 1、减压阀 2、内喷雾高压球阀 3、安全阀 4、压力表 5、总进水高压球阀 未经过减压的高压水直接经过内喷雾高压球阀件2给截割头提供高压水,进行内喷雾降尘。 b分水阀 如图13所示,它是对主水阀来水进行再分配,分水阀上设有五个调节阀,分别对总进水和四个出水进行流量调节,调节的水流量可由图1冷却喷雾系统原理图查得;一个安全阀,压力设定为2Mpa,对每个出水管路起到保护作用。 1、进水节流阀 2、出水节流阀 3、安全阀 图13 分水阀 分水阀上设有四个出水接头,连接四条管路,分别对左右牵引电机、左右牵引箱冷却、泵站电机、泵站油箱、左右截割部电机及左右截割部机壳冷却。 c电控箱冷却水阀、变频器冷却水阀 电控箱冷却水阀、变频器冷却水阀是由主水阀分出的另一路冷却水路,它们主要是对电控箱、变频器进行冷却。水阀上设有节流阀和安全阀,作用是调节冷却水的流量和保护系统元件。电控箱冷却水阀的安全阀设定的压力为2MPa,变频器冷却水阀设定的压力为0.5MPa,它们的调节方式相同,均由手动节流阀调节。 2.2.6 拖缆装置和支承组件 2.2.6.1 拖缆装置 拖缆装置的作用是,采煤机运行时,拖动和保护随机移动的供电电缆和供水管,使电缆和水管不因受过大拉力而损坏。其固定在电控部的上面。 根据采煤机和运输机的不同配套关系,可以通过改变拖缆装置轴的长度和加套来 改变轴向尺寸,适应不同运输机电缆槽位置的变化。 2.2.6.2支承组件 支承组件固定在采煤机左右牵引部煤壁侧运输机的铲板上,与左右行走部的导向滑靴在运输机上共同支承采煤机。通过改变支承组件就可实现与运输机SGZ730 、764、800的配套选用。 2.3 电气部分电气系统原理图见图14 2.3.1结构与特点 2.3.1.1系统结构 本电控箱为机载式,除左、右操作站分别设在机身两端,中间操作站设在主控腔操作面板上外,其它所有电气设备均安装在机身中间的电控箱内。采煤机电控箱防爆型式 ExdibI 隔爆兼本安型。警示电控箱前面板设有“严禁带电开盖”警告牌,“MA”及“ExdibI”标志。见图15 电控箱的前面板示意图。 整个电控箱分成五个腔室即主控腔,开关腔,变压器腔,变频腔和接线腔。 a 开关腔开关腔在电控箱中部,内部设有两台隔离开关GM2400和两台真空接触器CKJ5400/1.14,用来控制左、右截割电机,设备供电,油泵电机的启动和停止。 b 变压器腔位于电控箱左后侧,内设有牵引变压器。牵引变压器是将1140V交流电源变成400V交流电供交流变频器使用,额定功率为125kVA,型号为KBSG-Q-125/6/1.14.4。 c 主控腔主控腔位于电控箱的左前侧,是电控系统的控制中心,前侧盖板上有一 图14 电气系统原理图 图15 MG300/710电牵引煤机电控箱的开关面板示意图 图15 MG300/710电牵引煤机电控箱的主控面板示意图 图16 采煤机控制变压器 个液晶显示器指示设备运行状态,一个中间操作站控制设备和五个旋转开关手把SA1SA5,它们的具体功能为 SA1工作面输送机闭锁开关; SA2急停开关; SA3采煤机电源开关; SA4操作显示站的选择开关简称站选开关; SA5设备运行手/自动开关。 d 变频腔位于电控箱的右侧,内部布置一个电流断路器做变频器线路保护,两台直接水冷变频器分别控制两台牵引电机、一台逆变器及其附件控制电机在逆变状态下的运行。 e 接线腔电控箱后侧煤壁侧为接线腔,采煤机全部电源电缆和控制线都经隔爆喇叭口引入到接线腔内的接线端子上。该腔共有十六个穿墙端子组件。见图18 2.3.1.2 系统特点 MG300/710WD型电牵引采煤机电控系统是针对电牵引采煤机的具体要求,在吸收国内外先进机型成功技术的基础上,经过独创,研制开发出来的。具有性能优越,工作可靠,操作方便等特点。电气系统原理图见图14。其特点如下 a 电控系统为机载方式,所有电气系统的设备和元部件除操作站外,其余均安装在机身中部的隔爆电控箱内,结构紧凑,布置合理; b 采煤机的操作如牵引控制、摇臂调高、急停、截割电机等均由设在机身两端及中部操作站控制; c 主控器、变频器均采用微计算机控制技术,具有系统性能先进、工作可靠,抗干扰能力强,同时还具有完备的故障诊断、显示和保护等功能; d 采用LCD点阵汉字显示技术,在采煤机正常工作时,显示站的显示屏用汉字和数字 或故障而保护或停机的同时,显示屏显示故障原因; e 交流变频器采用进口TB系列直接水冷变频器,抗干扰能力强,设计裕度大,功 率器件采用IGBT模块,性能先进,各项保护和显示功能齐全。 2.3.2 适用范围 a 海拔高度低于2000米; b 周围介质温度在-10℃35℃之间; c 25℃时,周围空气相对湿度不大于97; d 可在周围空气中的甲烷、煤尘、硫化氢、二氧化碳等不超过煤矿安全规程中所规定的安全含量的矿井中使用; e 无足以腐蚀金属和破坏绝缘气体的场所; f 工作面倾角≤35℃。 2.3.3主要技术参数 a 电源电压V1140V b 截割电机 型号YBC300 型式水冷隔爆鼠笼式三相交流异步电动机 绝缘等级H 额定功率kW 300 工作电压V1140 额定电流A187 额定转速r/min1475 c 牵引电机 型号YBQYS345A 型式水冷隔爆鼠笼式三相交流异步电动机 绝缘等级H 额定功率kW 45 工作电压V380 额定电流A87 额定转速r/min1470 d 油泵电机 型号YBRB220 型式水冷隔爆鼠笼式三相异步交流电动机绝缘等级H 额定功率kW20 工作电压V1140 额定电流A12.7 额定转速r/min1470 e 隔离开关 型号GM2400 工作电压V1140 额定工作电流A400 极限分断电流A2400 f真空接触器 型号CKJ5-400/1.14 额定工作电流A400 控制电压V36AC g牵引变压器 型号KBSG-Q-125/6/1.14.4 型式干式自冷三相变压器 额定功率kVA125 变压比1140/400 绝缘等级B h控制变压器 型号KSZ0.6 型式干式自冷单相变压器 额定功率VA600 电压比1140V/220V/36V 绝缘等级B i交流变频器 型号VCB/F400-90 额定功率kVA45kW 输入电压V380 输出电压V0380 2.3.4系统组成 MG300/710WD型电牵引采煤机电控系统原理图见总图。它主要由主回路、控制回路、主控制系统和交流变频调速系统四大部分组成。 2.3.4.1主回路 主要由两台GM2400型隔离开关QS1、QS2,两台真空接触器KM1、KM2,两台功率为300kW的截割电机,一台20kW的泵电机和125kVA牵引变压器等组成,其 主要功能就是执行控制回路指令,切断/接通各电机及变压器的电源,为整个采煤机提供动力,其工作电压为1140V。 2.3.4.2控制回路 控制回路由一些旋转开关SA1SA5等组成。通过它可以控制主回路完成下列操 作 a 接通/切断巷道里的磁力启动器,即接通/切断采煤机的电源 b 工作面输送机的闭锁和解锁 c 设备手/自动运行 d停采煤机即切断采煤机的电源 e.. 急停停采煤机的同时闭锁工作面输送机 f.. 操作站选择即选择工作的操作站 2.3.4.3主控系统 主控系统的控制功能主要由主控器,左、右及中间操作站、PLC、隔离继电器、开关电源和本安电源组成。主控器是一个微型计算机控制系统。其功能就是把操作站传送过来的操作指令以及采集到的各传感器的控制信号按预先编制好的程序进行处理,处理结果经过驱动电路输送给各执行机构如调高电磁阀、交流变频器等,以实现对采煤机的控制。本安电源是供给三个操作站的工作电源,型式为本质安全型。所有控制元件安装在主控腔内,所有的控制指令均由主控器发出。主控腔内有液晶显示器指示设备运行及报警状态。 主控系统具有以下功能 a 通过操作站可完成 i.左右摇臂的调高 ii.牵引速度、牵引方向的设定 iii.停牵引 iv.牵引电机的选择 v.截割电机的启动/停止。 vi.显示的翻页 vii.急停切断所有电机和变频器的电源 viii.站控/遥控的选择 ix.系统的复位 b可以实现以下自动保护 i.截割电机的恒功率自动控制 ii.左右截割电机超载保护 iii.左右截割电机超温保护 iv.左右牵引电机超载保护 v.左右牵引电机超温保护 vi.油泵及破碎电机的超温保护 vii.变频故障保护 viii.牵引调速过零保护 c通过显示器可以显示采煤机的正常工况 i.左右截割电机的工作电流 ii.左右牵引电机的工作电流 iii.牵引速度 iv.停牵引 v.急停 vi.遥控器操作 d故障显示 在设备启动前,首先进行设备寻检,确认状态设备正常方可开机,当采煤机启动故障保护且停机时,显示器显示故障保护原因。 2.3.4.4 交流变频调速系统 交流变频调速系统采用德国原装的TP系列直接水冷变频器、两台额定功率为45kW的交流牵引电动机以及保护装置等组成。牵引采用一拖一方式,变频器额定输出 功率为45kVA。该变频器控制系统计算速度快、各种保护及故障显示齐全。逆变器功率器件采用IGBT模块,而其控制软件是为煤矿用户专门设计的,工作可靠,使用灵活方便,功率裕度大。可适用于井下恶劣的工作环境。变频器输出频率范围为0300Hz,出厂时一般设定在550Hz,可根据具体情况设定。 同时该套变频调速系统,配有专用的可回馈的逆变装置,当设备处在大坡度下滑运行时,电动机变为发电机,逆变器可以把多余的能量回馈到电网,保证设备在控制速度下运行。 2.3.5 电控系统的工作原理 这里按电源部分、控制回路、主控系统等几部分对电控系统进行分析。交流变频部分将在变频器说明书中详细说明。 2.3.5.1电源部分 电控系统采用两根电缆供电方式,在顺槽中设两台磁力启动器,控制采煤机电源,两台磁力启动器启动。主磁力启动器接出的电缆定为主电缆,主电缆必须接在接线腔内的X1接线端子上,另一根电缆是付电缆接付磁力启动器,接到X2端子上。 泵电机、牵引变压器、左截割电机经真空接触器接在一个隔离开关上,右截割电机、破碎电机分别经真空接触器接在另一个隔离开关上,它们都是直接起动。牵引变压器将1140V交流电变成380V交流电,供交流变频器工作。 控制变压器接在主电缆隔离开关的下端,当隔离开关QS1在“合”的位置时,只要主磁力启动器工作,主电缆带电,则控制变压器就工作。控制变压器初级为1140V,次级有两个绕组,输出电压分别为220V、36V。36V为真空接触器线圈工作电源;220V为24V开关电源P1、本安电源P2供电, P1为PLC,显示器,继电器,电磁阀,温湿度传感器供电,P2为左、右及中间操作站供电。 2.3.5.2主控系统 主控系统是由主控单元,本安电源和左、右及中间操作站,显示单元,面板操作 开关组成。 主控单元采用PLC控制系统,设备运行的各种控制信号,操作站的各种控制信号通过I/O模板输入PLC,并控制设备的安全运行,通过显示单元显示设备的运行状态。 a 主控单元的主要功能 i 执行操作显示站发出的操作指令 ii 监测各电机的温度,超温后立即执行保护程序 iii 监测截割电机、牵引电机的负载电流,超载或过流时采取保护措施 iv 监测变频器,漏电保护器的工作情况,一旦有故障立即采取保护措施 v 把采集到的采煤机工况变成数字信息传输到操作显示站 vi 对设备的运行状态进行故障监测,进行自动故障处理。 b 主控单元原理 主控器的输入可分为两类一是开关量;二是模拟量;当计算机系统开始工作时,首先对各输出口清零,确保各执行机构都处于初始状态,然后对各输入端口进行巡回 检测,将检测到的数据逐项进行处理,若其确认系统无故障,则将系统正常的数据输 送给显示站。这时可按下操作站上的复位按钮,当主控器接到操作站发出的复位指令后将急停接点接通,向控制回路的直流支路供电,控制回路可以工作了,处理方式如下 i 开关量端口除变频器故障接口外,其余是按常闭接点设计的。正常工作时,各电机的温度接点及漏电保护器接点均为常闭。这时光电耦合器发光二极管工作,光电三极管导通,其输出电平为低电平。当某一电机超温,埋在其绕组内的温度接点断开时,发光二极管回路断开,光电三极管截止,输出端为高电平。当CPU巡检到该接口时,立即打开急停继电器,切断所有电机和变频器电源使采煤机停止工作,同时将故障保护原因数据传送给操作显示站显示变频器故障接点为常开,情况正好与其它接口相反。 ii 模拟量采煤机正常工作时每隔一定时间,CPU对模拟量输入端采样一次并将采集到的数据滤波处理后,送到数据暂存器暂存,然后逐一进行数据处理 A、截割电机工作电流的处理对截割电机工作电流的监测是通过每个截割电机电 源线上电流互感器实现的,电流互感器把流过电源线的工作电流信号线性的转换成相应的直流电压信号,CPU只要测取其输出端的电压幅值即可间接得到该电机的电流值。对截割电机来说,主要有过流保护和过载保护即恒功率自动控制。 过流保护当截割电机电流大于额定值240时,主控器立即将急停接点打开,采煤机立即停止工作。 恒功率自动控制采煤机在正常工作时,其截割电机的负载变化十分剧烈,为使采煤机能安全可靠的工作并充分发挥其效能,现代采煤机几乎都装有恒功率自动控制装置,所谓恒功率控制就是将截割电机工作时的负载信息作为信号,通过调节采煤机速度来控制截割电机的负载功率,使其在允许范围内工作,具体讲,交流三相异步电机的额定功率计算公式为 √3￣COS∮IU N 额 式中COS∮功率因数 I电机额定工作电流 U电机额定工作电压 N 电机额定功率 额 对于具体电机COS∮、U都可以视为常数,若不考虑电压波动的影响则上式可写成 N KI,其中K √3￣COS∮U 额 三相交流异步电机在额定功率点附近,电机功率与电机电流有近似的线性关系。所以电流互感器在截割电机额定功率值附近工作时,其输出电压近似的反映了截割电机的实际输出功率。在实际工作中,采煤机以给定的牵引速度运行,CPU实际对左、右截割电机电流互感器的输出电压进行监测。当两台截割电机中的一台或两台电机同时实际功率值大于额定功率的10时,主控器中的微计算机向变频调速系统发出降速指令,采煤机降速直到超载信号消失时为止,即通过降低采煤机的牵引速度,减少滚筒的切煤量来实现降低截割电机负载功率的目的。若牵引速度降至零,超载信号还未消除,则主控器将切断所有电机的电源,停止采煤机工作,同时显示故障原因。 若两台截割电机负载功率都低于额定值的90,此时采煤机牵引速度还没达到给定值,主控器将自动使采煤机的牵引速度上升到给定值。 B、牵引电机工作电流的处理 牵引电机的电源由交流变频器供给,两台交流变频器分别控制两台牵引电动机,利用变频器本身的保护功能保证电机的安全运行。 C、对操作站的操作指令的处理 操作站发出的指令,通过编码器输入到PLC,由PLC解码后,分解成各种控制命令,控制设备的运行。 3主要技术参数及配套设备 3.1 主要技术参数 适应煤层中厚 采高范围 mm 18003800 适应倾角≤35 煤质硬度 f≤4 3.1.1 总体 装机功率 kW 710 机面高度 mm 1438 摇臂回转中心距 mm 6155 滚筒水平中心距 mm 10760 过煤高度 mm 650 卧底量 mm 滚筒Φ1600 300 整机重量 t 49 3.1.2 牵引部 牵引形式电动无链牵引 啮合方式摆线轮销轨式 牵引速度 m/min 07.2412.3 牵引力 kN 600350 3.1.3 截割部 摇臂形式整体弯摇臂 冷却方式外套水冷 摇臂摆角 41;-18 截深mm 630 滚筒直径mm Φ1800 Φ2000 滚筒转速 r/min 34.85 3.1.4 电动机 截割电机二台 型号 YBC-300 功率kW 300 转速r/min 1475 电压V 1140 额定电流 A 187 牵引电机二台 型号 YBQYS3-45A 功率kW 45 转速r/min 1475 电压V 380 额定电流 A 87 工作频率 Hz 50 泵站电机 型号 YBRB2-20 功率kW 20 转速r/min 1470 电压V 1140 额定电流 A 12.7 3.2 主要配套设备 3.2.1 常规配套输送机 SGZ730 、764、800 3.2.2 配套喷雾泵站 供水泵型号PB-320/7 额定流量l/min 320 最高压力MPa 7 3.2.3 配套电缆 主电缆MCP3*951*253*6 MCP3*701*163*6 4 安装与调试 4.1 下井前组装 a 左、右牵引箱按总体配置进入铠装工作运输机上,支撑平衡后与框架电控箱燕尾槽进行对接; b 对接好后预紧各联接螺栓; c 安装两端燕尾槽斜铁; d 紧固各联接螺栓; e 将左、右摇臂与左、右牵引箱连接耳部对齐,插入销轴固定。然后将支撑油缸与摇臂的连接耳部对接并插入销轴; f 将滚筒固接在左、右摇臂上; g 液压螺母打压,使其拉紧。 4.2调试 a接通电气隔离开关; b开通水阀; c启动电机; d正、反牵引; e正常停车,先停牵引,后停主电机,再停水; f紧急停车,揿停止按钮或打开隔离开关。 4.3操作警示 a开机前,必须检查机器附近有无人员工作; b开机前,必须置操作手把于零位,截割部离合器位于脱开位置; c先供水后开机,先停机后关水; d注意观察油位、油温及声响,如有异常情况应立即停车检查并及时排除 故障; e随时注意滚筒位置,并防止割顶梁或铲煤板; f如低压表压差超过0.5MPa必须更换精滤器,背压低于1.7MPa须清洗 或更换粗滤芯; g较长时间停机或换班时必须断开隔离开关,并把离合器手把脱开牵引手 把打在零位,断开水阀; h随时注意电缆运动状态,防止钩挂、挤压、蹩劲、跳槽等事故。 4.4 地面试运转及下井前准备采煤机在下井前必须进行地面试运转并进行全面检查。 4.5 检查的主要内容 4.5.1 外观检查 警示各部件是否完好,各联接把合螺钉、螺栓等紧固件是否齐全紧固,各外接的油管、水管是否齐全、可靠,应无松动、脱落、泄漏现象,各油箱的油位是否正确,各密封处是否漏油。各防爆处及连接电缆等是否完好。 4.5.2 功能检查 铺设配套用的液压支架和输送机。将采煤机置于输送机上,进行整机性能检查,检查可按下列顺序进行。 a 按要求接通冷却喷雾水,再接通电源; b 警示检查各电器开关,操作站按钮,各显示,指示器、油表、水表等是否正常,各水路开关是否可靠,水量分配是否合理; c按设计要求检查采煤机与配套输送机、液压支架三者之间的配套尺寸和参数是否 符合配套要求,并在输送机上缓慢行走,检查有无卡阻、干涉之处,拖缆装置与电缆槽之间配套及电缆及电缆弯曲情况等; d 接通左、右截割部,滚筒为实际工作旋向。两滚筒分别调至最高点和最低点空转45分钟,然后两滚筒高度互换空转45分钟,无异常温升、噪音等现象; e 牵引速度给到最大值,空运转30分钟,然后反向重复上述过程,应无异常温升噪音等现象; f 警示检测两端摇臂上升到最高点再下降至最低点,全行程内运动均匀,无爬行现象,液压锁及溢流阀开启灵敏,压力正确。 以上各项检查如发现问题,必须在地面及时处理,不得把问题带到井下处理,完好后方可允许下井。 4.5.3 采煤机下井及保护措施 采煤机下井时,在条件允许的情况下,尽可能少断节解体,下井视工作面的左、右而有序进行,如是左工作面,则部件的下井顺序为左滚筒--左截割部--左牵引部--左行走箱--电控部--右牵引部--右行走箱--右截割部--右滚筒等。 如是右工作面,则相反。 解体后各部件外露的结合面、轴头、电气插座等均需采取保护措施,在整个过程中不得有磕碰现象。解体后的油管、水管两头封堵,拆下运输的油管、水管及电缆等必须两端保护好捆扎装箱下运,各电气件、连接紧固件必须按数清点,装箱入井。 4.5.4 采煤机安标配套件明细表,见表1警示必须选用有效期内的安标配套件 表1安标配套件明细表生产企业产品名称MG-300/710采煤机产品型号MG-300/710 警示只能与说明书中规定的设备配接使用。若配接其它设备需重新防爆联检。 39 5 采煤机的操作 5.1 操作功能 MG300/710WD型电牵引采煤机的控制操作集中在两处,一处是在机身中部的电控箱的侧盖上,另一处是布置在机身两端摇臂与机身铰接点附近的左、右两个操作站上两个操作站完全一样,可互换。电控箱侧盖上的操作是旋转开关手把和中间操作站,而操作站上的操作全部是按钮。下面详细介绍旋转开关和按钮的操作请参考图15电控箱前面板图,图17操作站面板图 5.1.1隔离开关手把QS1、QS2 将两个手把顺时针转到“断”的位置上,则切断了两根主电缆,也就切断了采煤机的全部电源。采煤机检修时必须将两个隔离开关打到“断”的位置。 将两个手把逆时针旋转到“合”的位置上,则两根