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13種提升設備典型改造案例分析,太全面了!(二)

發布時間:2020-08-04來源:點擊:186

    原創杜波礦山機械雜志2019-07-26

    J.老系列多繩摩擦式提升機減速器改造

    ①.井塔式提升機彈簧基礎減速器的技術改造

    彈簧基礎減速器的主要特點是彈性軸及彈簧基礎,其設計初衷是降低減速器的振動對井塔產生的沖擊,但在實際使用了一段時間后,現場反饋彈簧基礎減速器普遍存在震動大、噪音大等缺陷,同時,由于限制于當時的加工制造精度,減速器漏油也比較嚴重,減速器因潤滑不良造成了齒面磨損比較嚴重。

    此種改造方案是利用原彈簧基礎減速器的基礎螺栓孔,重新設計增加減速器基礎部分及配套使用的潤滑站,由于軸向尺寸變化,行星減速器需通過一過渡底座與原基礎相連。

    更換行星齒輪減速器的同時,一般都將減速器高速軸的齒輪聯軸器或蛇形彈簧聯軸器更換成彈性棒銷聯軸器。同時增設電動機制動器(小抱閘),它與盤形制動器同時動作,可有效地避免因電機慣量引起減速器齒輪的往返沖擊。

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    減速器過渡底座示意圖

    主軸與減速器軸剛性連接的結構,若只改造減速器,必須采用特殊的技術方案。

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    原設備的剛性連接,主軸和減速器軸是配加工的,然后打上傳扭的銷軸。減速器更換后,主軸可利用的接口就是帶銷孔的法蘭。如何保證新減速器與主軸合理連接是關鍵,而解決此問題的是一個非標的齒輪聯軸器。如下圖。

    非標聯軸器的左半部分利用主軸止口定位,然后現場擴鉸原銷軸孔,重新配特制的精制螺栓,保證有足夠傳扭的能力。非標聯軸器的右半部分為標準的齒輪聯軸器,與減速器連接。

    這種連接方式,確保傳遞力矩的可靠性,另外由于齒輪聯軸器的調整功能,對主軸、減速器軸的對中要求較低,不會造成別勁現象。

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    ②.雙輸入軸漸開線(圓弧)齒輪減速器的技術改造

    對于目前仍使用雙輸入軸漸開線(圓弧)齒輪減速器的老提升機,改造時可將減速器及電機等傳動部分全部進行技術改造,即將雙電機驅動減速器的結構形式改為單電機驅動行星齒輪減速器的結構形式。具體改造方案是利用原減速器和電機的基礎螺栓孔,重新設計過渡減速器底座及電機底座。由于要利用原減速器基礎及電機基礎,該改造方案中減速器的傳遞形式一般采用Ⅰ型結構,即減速器輸入軸高出輸出軸,在改造時應設計電機過渡底座,把電機基礎相應抬高。

    個別使用單位因檢修周期較短,并且使用單位資金較緊張,可采用僅僅更換平行軸減速器的改造方式。此種改造保持原減速器基礎尺寸不變,減速器更換為新型平行軸減速器,更換后的減速器內部齒輪材料和制造工藝采用更加先進合理的結構形式,并且將減速器的滑動軸承結構改為滾動軸承結構形式,也可僅將減速器高速端的滑動軸承結構改為滾動軸承結構形式。

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    減速器(Ⅰ)改造布置圖

    K.老系列多繩摩擦式提升機Ⅱ型結構改為Ⅲ型結構

    在我國提升機發展史上,雙電機驅動平行軸減速器結構的提升機是受電機技術發展限制下的產物。在上世紀80年代,因國產電機單機功率較小,不能滿足提升機配套要求,故把提升機設計為雙電機同步驅動平行軸減速器,從而實現大載荷提升。該結構形式提升機因高能耗、低傳遞效率、現場維護量大等缺陷,逐步面臨改造。

    黑龍江龍煤集團鶴崗礦務局竣德礦主井原設計使用的是井塔式JKM-3.25×4Ⅱ多繩摩擦式提升機(130C系列),基本配置為雙高速交流電機經蛇形彈簧聯軸器驅動雙入軸ZHD2R-140圓弧齒輪減速器,減速器與主軸裝置之間采用齒輪聯軸器聯接,主軸裝置摩擦輪與主軸采用熱裝輪轂傳遞扭矩,該主井提升機因設備陳舊、落后,能耗高,效能低,制動系統低可靠性等原因,用戶提出對其提升系統進行全面改造,擬改造為先進、安全、高效、結構緊湊的Ⅲ型低速直聯、懸臂結構的多繩摩擦式提升機。該方案是迄今為止國內首臺把老式Ⅱ型結構多繩摩擦式提升機改造為先進Ⅲ型直聯結構的多繩摩擦式提升機。

    原JKM-3.25×4Ⅱ多繩摩擦式提升機主要組成部分:

    由主機(主軸裝置、導向輪、車槽裝置、減速器、齒輪、蛇簧聯軸器、閘控系統)、高速電機、交流電控組成,傳動環節多、占地面積大、效率低、能耗高,屬過時、淘汰的產品,

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    1-電動機2-彈簧聯軸器3-測速發電機4-平行軸減速器5-斜面操縱臺6-盤型制動器裝置7-摩擦輪護板8-主軸裝置9-深度指示器系統10-萬向聯軸節11-精針發送裝置12-液壓站13-司機椅子14-車槽架15-車槽裝置16-導向輪

    老系列井塔式Ⅱ型提升機布置圖

    改造后的JKM-3.25×4Ⅲ型多繩摩擦式提升機組成部分:

    由主機(主軸裝置、導向輪、車槽裝置、閘控系統)、低速電機、直流電控組成,電機直接驅動提升機,無中間傳動環節、結構緊湊、高效可靠,是目前提升機主流技術的產品,

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    1-主軸裝置2-盤型制動器裝置3-液壓站4-電動機5-電機基礎加固梁6-車槽裝置7-制動器支架過渡底座

    提升機Ⅱ型改Ⅲ型總裝配圖

    具體的改造方案實施:

    ①更換原主軸裝置:按新型直聯、懸臂結構方式重新設計制造主軸裝置。主軸裝置的改造保持原井塔式Ⅱ型提升機軸承梁基礎尺寸不變,又要保證軸承梁基礎強度能夠滿足Ⅲ型直聯提升機傳動受力所帶來的增加變化影響。通過現場實測、資料收集、方案反復論證、與用戶及機房設計單位多次交流、做大量設計計算等工作,將提升機主軸裝置中心高提高650mm,以滿足低速直流電動機的安裝需要;

    ②取消原減速器,齒輪聯軸器,蛇簧聯軸器等傳動系統:把兩臺老式高速電動機更換為一臺低速直聯、直流電動機。將電動機的轉子和定子設計安裝在原減速器基礎位置處,把減速器基礎二次灌漿部分打掉,沿軸向布置安裝電動機底座;一部分裝在減速器基礎孔上,一部分裝在重新澆鑄鋼筋混凝土上。委托土建設計院對該處基礎進行強度校核計算,為保證電動機底座牢固,在機房基礎梁下部增設輔助鋼梁,用M80連接螺栓穿過機房樓板,把電動機底座、基礎梁和輔助鋼梁捆綁連接成一個巨大框架結構梁。

    ③舊式整體鑄造盤形制動器改為新型、油缸后置式盤形制動器:設計時在原基礎梁上設計一個特殊底座,其下部與現場地腳螺栓連接、上部與新型盤形制動器連接,安裝水平中心相應提高650mm。

    ④舊式KT線圈可調閘液壓站相應改為與新型盤形制動器配套的比例閥液壓站。

    改造前后主要技術性能對比

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    從上表數據對比,在主要參數基本不變的條件下,改造后的JKM-3.25×4Ⅲ型提升機容器載重量提高1/3,提升速度提高12%,而設備重量減輕11%;由于取消了減速器、齒輪、蛇簧聯軸器環節,傳動效率提高15%,效率顯著提高,綜合技術性能優勢明顯。

    由于本設備為塔式提升機,改造工作不能破壞已有的井塔結構,即無法對已有基礎進行更改,所以必選采用特殊方式,保證新設備與現有基礎的可靠連接。在改造設計中采用加高中心高、采用過度底座、對原基礎進行局部修改等措施,保證新設備正確無誤安裝到位。該臺提升機從2010年6月開始現場安裝、調試,10月投入生產至今,運行情況良好。

    L.老系列多繩摩擦式提升機電機擴容改造

    近年來,有部分使用單位為了提高設計產量,在原有提升設備的基礎上,進行設備改造升級,從而達到增產目標。而要提高提升能力,就需提高提升速度或提高每次提升量,最終通過提高電機功率來實現。

    ①.Ⅰ型提升機技術升級

    對于帶減速器結構的提升機來講,要提高提升能力,需重新選用較小的減速器速比、或提高電機轉速,以實現提升速度的提高。常用的改造方案是對電動機進行局部改造,提高電機轉速和電機功率,利用電機原基礎螺栓,設計新的電機過度底座,同時對電控系統進行升級改造,以滿足電機擴容需要;部分提升系統在初期設計過程中由于選擇電機功率較為富裕,可直接通過減小減速器速比來實現提升速度的提升。

    ②.Ⅲ型提升機技術升級

    對于直聯結構的提升機來講,要提高提升能力,需提高電機功率及電機轉速。電機功率的提高,電機輸出扭矩有一定變化,需對主軸與電機轉子配合錐面傳扭能力進行校核,確保主軸裝置傳扭安全可靠。該改造方案需利用電機原基礎,設計非標直聯電機。

    改造案例:潞安集團郭莊煤礦新主井JKMD-3.25×4Ⅲ提升機擴容改造。

    原設備參數:最大靜張力450kN,最大靜張力差140kN,直流電機功率1350kW,750V,45rpm。

    改造后設備參數:最大靜張力520kN,最大靜張力差160kN,交流同步電機功率1800kW,6000V,54rpm。

    提升速度由原來的7.65m/s提高到9.19m/s,單次提升量較原設計方案也有所提高。經主機廠對提升機主機強度及傳扭能力進行校核計算后,確定主軸裝置能力足夠可保持不變,只對電機進行改造。新交流同步電機錐孔配合尺寸與原直流電機錐孔尺寸保持一致,配套高壓變頻電控系統。由于最大靜張力差由140kN提高到160kN,需對提升系統原配套的液壓制動系統進行改造升級,以滿足煤礦安全規程要求的三倍靜力矩要求。

    M.老系列多繩摩擦式提升機局部改造

    ①.制動盤技術改造

    對于配套可拆卸制動盤的多繩摩擦式提升機,由于制動盤在長期使用過程中出現局部過磨損、偏擺過量或制動盤厚度較小時,考慮到改造經費及檢修時間,可考慮采用只更換制動盤的改造方案來解決上述問題。

    由于制動盤與摩擦輪在提升機制造廠通常是采用配加工的方式制造的,因此該制動盤在現場安裝的過程中,需對個別移位的固定螺栓孔進行擴孔,并且配螺栓。

    ②.軸端齒輪箱技術改造

    當某些礦井需要將陳舊的電控系統更改為目前較先進的電控系統時,通常需要增加一些用于提供電氣信號的數個編碼器和測速發電機等元件,該編碼器或測速機通過連接軸和成對齒輪與提升機主軸連接在一起,編碼器或測速機與主軸通過不同的增速比來實現傳輸電氣信號的目的。軸端齒輪箱可安裝在提升機的非傳動側端蓋上,一般在改造時,必須同時更換該側端蓋。

    ③.天輪裝置或導向輪裝置的技術改造

    老系列提升機配套的天輪裝置或導向輪裝置,結構有不合理之處,問題較多。

    天輪裝置或導向輪裝置的改造是保持原天輪裝置或導向輪裝置的外徑和基礎尺寸不變,將天輪裝置或導向輪裝置整體更換為當前新型的結構形式,更換后的天輪裝置或導向輪裝置內部結構和材質先進合理,承載能力提高,并且新型襯墊的使用壽命更高,更安全可靠。部分用戶可根據實際情況,利用原天輪軸承座,更換天輪軸及天輪輪體。

    ④.導向輪裝置技術改造

    某些礦井由于目前正在使用的導向輪裝置直徑偏小,不符合GB10599-2010《多繩摩擦式提升機》的規定,因此需要將導向輪裝置名義直徑加大。此種改造的辦法是保證原導向輪基礎尺寸不變的情況下,將導向輪軸承座設計成非對稱結構,從而實現導向輪直徑與摩擦輪名義直徑相等,符合GB10599-2010標準要求。

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    ⑤.提升機主軸技術改造

    個別提升機經多年運行后,主軸因疲勞或鍛造缺陷,發生斷裂,對此,可將整個主軸裝置進廠,單配提升機主軸,以減少改造成本。廠內對提升機進行拆卸,對摩擦輪輪轂內孔進行檢查,如有劃傷現象,可對內孔進行擴孔,根據摩擦輪實際擴孔后尺寸進行單配主軸。主軸與摩擦輪裝配后,對摩擦輪制動盤進行偏擺檢查并修正,以符合閘盤偏擺的相關規定。

    ⑥.改造為永磁電動機驅動

    永磁電機具有節能優勢,可以改造為永磁電機驅動。

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    充分利用老設備的資源進行合理改造,可以提高設備整體技術性能、節約資金、縮短停產時間、實現節能,具有事半功倍的效果。


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