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GB/T-《矿井提升机回收评估规范》
●年7月12日发布
●年2月1日实施首次制订
规定了提升机回收改造的总体原则、回收改造评估技术要求、改造后产
品的试验方法和检验规则。为提升机老产品改造提供了技术依据。
A.苏制、仿苏、仿苏改进型单绳缠绕式提升机改造
改造实施方法
①.利用原来的轴承梁地脚螺栓,保持改造后轴承座中心高不变。
②.更换两个卷筒及新型齿块式调绳离合器,更换原滑动轴承轴瓦为滚动轴承。
③.更换低速轴的齿轮联轴器,增加盘形制动器装置及液压站。
④.利用原减速器的地脚螺栓,增加过度底座,用于安装新型行星齿轮减速器,增加润滑站、电动机制动器、测速传动装置等部件。
⑤.根据电控需求,在主轴轴头增加编码器装置。
由于电机位置与老设备不同,一般情况下,电机基础需要重新制作。
改造后整机性能与新系列提升机等同。
原设备的游动卷筒在传动侧,而改造后的游动卷筒改在非传动侧。由于仿苏改进型的卷筒上设有闸轮位置,而改造后采用盘型制动器,故改造后两卷筒的相对位置会有改变,提升中心线也会发生变化,因此必须验算钢丝绳的偏角,不能超过安全规程的要求。
同时,盘型制动器装置、牌坊深度指示器装置基础需要重新制作。可以在正常生产时,就将两处的基础制作出。
B.XKT、XKTB型单绳缠绕式提升机提升机改造
改造实施方法
实施方法与苏制、仿苏、仿苏改进型改造基本相同。但XKT、XKTB系列已采用盘型制动器装置,直接利用原制动器基础螺栓即可,不必再做基础。
虽然实施方法相同,但是结构尺寸存在很大差异,改造设备图纸也不相同。
C.JK型单绳缠绕式提升机提升机改造
存在问题
①.主轴装置中采用切向键联接处的切向键易发生松动。
②.制动盘有轴向窜动,影响制动的安全性。
③.调绳离合器有离合困难的故障。
④.调绳油缸或联锁阀漏油,并污染制动盘,严重影响制动的安全性。
⑤.制动器油缸漏油问题,从八十年代中期出厂的产品已经进行了改进。
⑥.牌坊深度指示器传动装置中,齿轮副的齿侧间隙易发生变化,从而造成传动装置断轴事故,严重影响提升机的安全运行。
改造实施方法
实施方法与XKT、XKTB型改造基本相同。
虽然实施方法相同,但是结构尺寸存在很大差异,改造设备图纸也不相同。
小结:
A、B、C三类所述为整体改造,也可以是部分改造。如主轴装置、减速器、电动机,甚至是部件的局部,都可以单独进行改造。如果是部分改造,必须注意采取特殊方法,保证新旧设备间的尺寸衔接,如:
改造部分的设备中心高应有意识减小,现场安装后可以加垫片,以与老设备匹配;
为保证万无一失,新老设备若涉及轴孔配合,新设备的零件应留有余量,现场根据实测尺寸进行加工。现场工作量有所增加。
有配加工的零件需要成对提供,如齿轮联轴器的内齿圈。
D.单绳缠绕式提升机的局部改造
①老系列单绳缠绕式提升机固定卷筒轮毂改造
XKT、XKTB、JK型提升机固筒左支轮与卷筒是钢对钢配合,由于该处润滑不良,支轮和主轴产生磨损,主轴装置在运行较长时间后,配合处出现缝隙过大,造成卷筒下沉,制动盘偏摆严重,从而影响制动效果。
改造实施方法
对固筒左支轮采用替代法:增加一套支轮,与主轴间使用铜瓦以改善润滑条件。采用顶托机构将原支轮顶起,调整支轮与主轴之间的间隙达到均匀,即卷筒达到应有的位置,将新支轮及铜瓦放到位,把新支轮和原支轮焊接在一起。由于无法采用焊后退火处理,所以焊接时应严格保证质量。
根据卷筒幅板上人孔的大小及卷筒内部空间,新制作的支轮及铜瓦可以制作成两半或三瓣结构。
该种类型的改造适用于JK系列及以前的产品。由于此种方法技术要求过高,并且支撑点偏心,采用的不多。
②.制动装置改造
重新做基础或者利用原盘型制动器的基础螺栓。
要保证中心高不变;
制动器个数根据载荷计算确定,不受原设备影响;
根据需要,制动器可以采用非对称结构;
新制动器安装后,必须保证与原设备无干涉现象,并留有合理的检修拆卸空间;
盘型制动器装置应能顺利安装或拆除;闸瓦应完全包容在老设备闸盘工作面内。
③.减速器改造
利用原基础的地脚螺栓,通过大过度底座安装新的行星齿轮减速器。
如果只改造减速器,必须考虑原设备附属部件的安装问题,必须保证这些附属部件正常工作。
如JK系列,原平行轴减速器的非传动高速轴带有深度指示器传动装置。更换为行星齿轮减速器之后,由于结构不同,没有多余的出轴可供利用,这时需要采取措施,保证原设备带的深度指示器传动装置仍能使用。
可在减速器低速轴上安装一两半结构的伞齿轮,与牌坊传动装置的伞齿轮啮合,从而保证牌坊式深度指示器正常使用,如下图所示。
1-联轴器2-牌坊传动装置3-伞齿轮
4-减速器5-牌坊式深度指示器
减速器改造布置图
④.主电机改造
矿井需要增加产量或者由于井深加大要增加提升速度时,电动机需要更换,也就是电机扩容。一般情况下新更换的电机中心高要加大,可以利用原电机的地脚螺栓,通过新制作的过渡电机底座安装新电机。同时需要更换联轴器。如果尺寸允许,也可以在原底座与新电机之间增加一个过度底座,完成新电机的安装。
⑤.气动调绳离合器更换为液压调绳离合器
我国于上世纪60年代引进一批捷克产4m双筒提升机,及六十年代我国仿制的KJ型双筒提升机,此类提升机的制动器是气动控制的,调绳机构采用的也是气动控制的置换机构。简单说,就是利用气动操控实现制动和调绳。
1-游动卷筒辐板2-游动卷筒左轮毂3-齿套
4-盖5-置换机构气缸6-齿轮7-切向键
8-供气头9-盘形弹簧10-球面轴瓦
气动控制的置换机构
1-液压螺旋开关Ⅰ2-液压螺旋开关Ⅱ3-密封头4-游动卷筒辐板 5-游动卷筒左轮毂6-齿套7-盖8-置换机构9-齿轮 10-切向键
11-盘形弹簧12-球面轴瓦
改造后的置换机构
此类提升机已陆续进行了技术改造,原有由气动控制的制动系统已更换为由液压站控制的新式盘型制动系统,但原有的换置机构如何操控成为一个问题。
可设计一种新的置换机构,将原置换机构的气压控制改进为液压控制,从而使盘形制动器和置换机构的控制源都统一为液压站,可以彻底甩开原有的气压系统,利用液压站的功能,还可实现自动调绳,使得设备简化、操作简便、省时省力。
来自液压站的压力油通过液压螺旋开关Ⅰ和液压螺旋开关Ⅱ、密封头,进入主轴中心孔油路,再通过管路接头、分配器,一分为三进入换置油缸,靠油压推力和盘型弹簧变形力,完成置换机构的脱开和合上的动作。
本机构两个地方进行改进:一是将原有汽缸更换为置换油缸;二是将原机构中供气头更换为密封头。
油缸的安装方式、外形尺寸、接口尺寸及行程均与原气缸保持一致,保证置换油缸能够准确安装在原气缸位置上。
由于液压站提供的压力油压力大于原设备气源气压,故需对油缸直径进行重新核算,通过计算后确定置换油缸的合理内径。另外还需选择合理的密封。
密封头为既有相对转动,又能起到密封的部件。
通过进行以上所述的技术改造后,提升机调绳机构和制动器统一由液压站集中控制,使设备大为简化,整个系统结构紧凑。另外改造周期短,只需加工三个置换油缸、一套密封头、若干连接油管即可完成,适合煤矿高效率的生产进度。
在油路中装设液压螺旋开关可随时切断油源,便于简修,并且可利用液压站功能实现自动调绳,操作简便。
⑥.牌坊式深度指示器行程调整
由于井筒向下延伸使得提升高度或提升斜长加大,深度指示器牌坊行程不能满足现有的提升高度。此时需要对牌坊式深度指示器更换齿轮对进行调整,以达到牌坊式深度指示器能够正常工作的要求。
此类改造相对来说比较简单,当提升机要改变提升高度时,只需更换牌坊式深度指示器中的更换齿轮对,即上图中的Z5、Z6两对齿轮,按牌坊式深度指示器更换件表中对应的提升高度进行选取即可。同时应调整信号拉杆上的销子,重新设定减速极限开关和过卷极限开关的上下位置,使深度指示器在新的行程下能够保持正常工作。
牌坊式深度指示器传动原理图
⑦.加装编码器
根据电控改造的要求,可对老设备做少量改动,加装编码器。方法有很多,仅举例如下:
1.可以更换轴承端盖,在新轴承端盖上加装编码器。利用原设备主轴的中心孔,安装带动编码器旋转的法兰轴。
2.可以利用牌坊式深度指示器传动装置,加装编码器。
3.可以利用牌坊式深度指示器,加装编码器。
⑧.带制动轮的卷筒配盘形制动器
本种改造适用于苏制、仿苏KJ型、仿苏改进JKA型矿井提升机,共同之处是,卷筒都带制动轮。
由于原设备结构中没有制动盘,故改造的首要任务是在原设备上加装制动盘,俗称“戴草帽”结构,具体实施方式是利用原设备的制动轮作为安装制动盘的基面,制动盘焊接成特殊的“L”形结构装到原制动轮上,通过调整垫进行调整保证制动盘与主轴轴线相垂直,然后先将制动盘与卷筒进行点焊,现场利用钻床在制动盘与原制动轮配合处钻连接螺栓孔,孔的数量由提升机的规格大小决定,一般为一半数量的精制螺栓孔,一半数量的普通螺栓孔,精制螺栓孔还需要进行配铰。制动盘工作面粗糙度在厂内加工到12.5μm,并留有一定的加工余量,现场安装好后需要对制动盘进行精车。盘形制动器的基础可以重新制作,也可以利用原设备的地脚螺栓通过过渡支架进行连接。
需要说明的是,这种改造适用的机型苏制、仿苏KJ型、仿苏改进JKA型,已有规定将其列入淘汰之列,因此本改造采用的可能性已比较小。
1-制动盘2-连接螺栓3-原设备制动轮
制动盘安装示意图
⑨.带制动轮的卷筒配液压径向推力平移式制动器
本种改造适用于苏制、仿苏KJ型、仿苏改进JKA型矿井提升机,共同之处是,卷筒都带制动轮。
开发一种液压径向推力式制动器。这种制动器有盘形制动器的显著优点,实际上是盘型制动器的一种派生产品,制动副的运动仍是直线运动,但是制动副的形状不是平面,而是圆弧面。
这种改造不需要配套制动盘,仍利用原设备制动轮进行制动,原设备基础也可以不变,利用原地脚螺栓通过过渡支架与新制动器连接。布置较简单,并且利用液压站实现调压、二级制动等功能。
缺点是制动器内部结构环节多,制动效率低,安装调整工作量大。
1-制动器装置2-闸瓦3-拉杆4-原设备制动轮5-过渡支架
液压径向推力平移式制动器
与前述相同,这种改造适用于苏制、仿苏KJ型、仿苏改进JKA型,因此本改造采用的可能性已比较小。
E.缠绕式非防爆型提升机改造为防爆提升机
以往要求不严,许多井下采用非防爆型提升机,而现在要求,井下提升机必须为防爆型。可以少量投资,充分利用原设备,改造成防爆提升机。
非防爆型提升机改为防爆型提升机,改造的重点在于电控、电机,必须采用防爆型电控和电机。在机械部分也要采用如下措施:
⑴.更换电机后,采用过渡底座,将电机和原基础合理连接;
⑵.采用防爆型液压站(电机、电磁阀都为隔爆型),并与电控正确衔接。由于液压站结构的限制,只能整体更换液压站;
⑶.采用防爆型润滑站(电机、电磁阀都为隔爆型),并与电控正确衔接。润滑站的结构有两种,带油箱和不带油箱。对于新型的润滑站,带有油箱,因为是整体结构,不好单独更换电机和电磁阀,可以整体更换为防爆润滑站。对于JK系列提升机配的润滑站没有油箱,电机和泵都是管路安装,可以单独更换润滑站电机,实现局部改造,另外增设防爆温度、流量、压力控制器;
⑷.更换深度指示器上的开关(减速、停车、过卷开关),各种行程开关采取防爆措施,并增加防爆型深度指示器失效保护装置;
⑸.盘形制动器,其上的闸瓦间隙指示开关和碟簧疲劳指示开关更换为防爆型;
⑹.对于双筒提升机,要更换调绳离合器的限位开关,换为防爆型;
⑺.按照电控的需求,增设高、低速级编码器装置;
老系列多绳摩擦式提升机改造多集中在C,C,C及C系列,均为70年代末到80年生产的提升机。由于当时提升机设计水平及制造水平的限制,有部分提升机在结构上存在不合理之处,普遍存在的现象是摩擦轮开裂、制动盘偏摆较大、摩擦衬垫摩擦系数较小、固定块,压块老化、减速器齿面点蚀严重,日常维护量较大等缺陷。近些年逐步进行了设备改造升级。
F.老系列Ⅰ型多绳摩擦式提升机改造
以JKM-2.25×4Ⅰ多绳摩擦式提升机(C)、JKM-2.8×4Ⅰ多绳摩擦式提升机(C)为例
结构特点:主轴装置与减速器之间是刚性连接,见图,即减速器输出轴侧加工成法兰状,减速器与主轴通过精制螺栓联接,来传递扭矩。摩擦轮左右轮毂与主轴采用的是热装轮毂结构,固定块及压块采用的是铸铝材料,制动盘厚度较小,摩擦衬垫摩擦系数较小,在0.2左右。
1-轴承梁2-锁紧器3-轴承座4-轴承5-主轴6-摩擦轮7-摩擦衬垫8-铸铝压块9-铸铝固定块10-精制螺栓
主轴装置
该系列提升机在进行技术改造时,推荐将弹簧基础减速器与主轴装置同时改造,主轴装置采用最新的E系列结构,同时提高制动盘厚度。配套高性能摩擦衬垫,摩擦系数在0.25以上。减速器选用行星齿轮减速器,减速器与主轴装置之间采用齿轮联轴器联接,减小了设备运行时的维修量,见图a、图b。
1-轴承梁2-轴承座3-轴承4-主轴5-摩擦轮6-摩擦衬垫
7-酚醛固定块8-酚醛压块9-切向键
图a主轴装置
1-主轴装置2-齿轮联轴器3-行星齿轮减速器4-弹性棒销联轴器5-电动机6-电机底座7-电动机制动器8-减速器底座9-编码器装置
图b总装配图
G.老系列Ⅱ型多绳摩擦式提升机改造
以JKM-3.25×4Ⅱ多绳摩擦式提升机(C)、JKM-2.8×4Ⅱ多绳摩擦式提升机(C)为例:
结构特点:主轴装置与减速器之间通过齿轮联轴器联接,减速器为双入轴平行轴减速器,配套2台电机同时驱动,见下页图。摩擦轮左右轮毂与主轴采用的是热装轮毂结构,固定块及压块采用的是铸铝材料,制动盘厚度较小,摩擦衬垫摩擦系数较小,在0.2左右。
1-电动机2-弹簧联轴器3-测速发电机4-平行轴减速器5-斜面操纵台6-盘型制动器装置7-摩擦轮护板8-主轴装置9-深度指示器系统10-万向联轴节11-精针发送装置12-液压站13-司机椅子14-车槽架15-车槽装置16-导向轮
老系列井塔式Ⅱ型提升机布置图
该系列提升机在进行技术改造时,推荐将双入轴平行轴减速器改造为行星齿轮减速器。原双电机取消,改为一台大功率电机替代。电机制作过度底座,可以利用原电机的两排螺栓。
1-主轴装置2-弹性棒销联轴器3-齿轮联轴器4-齿轮联轴器护罩5-行星齿轮减速器6-减速器过渡底座7-测速传动装置8-弹性棒销联轴器9-电动机制动器10-电机底座11-电动机12-液压站13-深度指示器14-编码器装置15-摩擦轮护罩16-车槽架17-车槽装置18-导向轮
井塔式提升机Ⅱ型改Ⅰ型后布置图
H.老系列Ⅲ型多绳摩擦式提升机改造
以JKM-4×4Ⅲ多绳摩擦式提升机为例
上世纪90年代初,中信重工引进ABB样机JKM-4×4Ⅲ,其结构特点为:主轴与电机转子采用低速直联电机拖动,电机转子与提升机主轴共轴,即电机转子悬挂在提升机主轴上,采用锥面过盈联接,摩擦轮与主轴非传动侧采用过盈联接,传动侧主轴锻造出一个法兰轴,采用单法兰、单面平面摩擦联接,配套摩擦衬垫摩擦系数较小,为0.23。
该样机应用在安徽安庆铜矿。由于长期满负荷运行,提升机闸盘偏摆量超过规定标准值,先后于年和年两次更换闸盘,但是效果都不理想。期间采用车削、火焰校正及垫片调整等多种方法进行校正,仍然不能满足安全要求。该提升机主轴装置卷筒结构较为特殊,长期满负荷运行,摩擦轮与闸盘装配止口变形,闸盘偏摆值非传动侧为2.1mm,传动侧为2.5mm。为确保主井提升机安全运行,年矿方决定委托中信重工对提升机整体改造。
改造方案:保持原提升机基础不变,更换主轴装置(用进口轴承),电动机不变。具体方案如下:
①利用原主轴装置轴承座、轴承上盖及地脚螺栓;制动器及制动器底座仍用原有的,原提升机基础不变,尽可能缩短改造周期。
②主轴与电动机锥面配合部位的尺寸经校核计算,完全满足安全使用要求,改造后的锥面尺寸保持不变,以便安装电动机。
③摩擦轮采用低合金钢全焊接整体结构,内部焊有支撑环以增强整体刚度。
④采用高性能摩擦衬垫,许用摩擦系数大于0.25,固定块和压块由铝合金改为酚醛树脂,降低系统的转动惯量。
⑤制动盘与摩擦轮采用可拆式结构对称双制动盘,制动盘为两半结构,装配时通过键进行轴向定位,制动盘与摩擦轮通过双排高强度螺栓联接,同样采用大平面摩擦副来传递扭矩,同时制动盘与摩擦轮之间有配合止口作径向定位,闸盘厚度由原样机的25mm增加到42mm,改造前后制动盘中心线到摩擦轮中心线距离不变,以便保证盘形制动器及制动器底座的安装。
安庆引进样机改造后主轴装置
I.老系列多绳摩擦式提升机液压制动系统改造
①.原配套径向块闸制动器
在进行技术改造时,提升设备应全套改造。制动系统应更换为盘形制动器。
由于没有合适的地脚螺栓可利用,井塔式结构又无法重新布置新螺栓。这种改造的方案是设计一个整体大机架,将主轴装置主轴承座和盘型制动器支架通过T型头螺栓安装固定在整体大机架上,机架利用原主轴装置轴承座基础螺栓孔位置,并在固定制动器装置处新增加基础螺栓进行固定。
1-整体机架2-原基础螺栓3-新增加基础螺栓4-主轴装置5-盘型制动器装置
整体机架安装布置图
②.原配套油缸前置盘形制动器
改造技术方案相对较为简单,利用原前置式制动器基础螺栓位置,重新设计新的制动器支架,支架螺栓孔一般设计为长形的螺栓孔甚至是贯通的孔,以方便现场安装调整。
盘型制动器装置装配图
③.改造为新型智能闸控系统
新型智能闸控是中信重工研发的替代进口产品的高端制动系统。目前已接受大量的改造。
制动器采用进口密封件、进口碟形弹簧;
配套智能闸检测系统,实现对闸盘间隙、闸瓦磨损及弹簧疲劳在线检测;
设置闸盘偏摆无接触监测元件,提高了闸盘偏摆检测的精确度;
所有管路采用进口卡套式管接头及精密油管,减少了现场安装时间;
制动器体采用真空造型铸造技术、数控加工技术、镜面磨削技术等,提高了制动器的密封性能,
对轴端编码器装置进行改造,增加霍普纳测速机接口,实现制动系统对实际提升速度的实时监控;
焦作古汉山改造仅用24小时。
1-制动器装置一2-制动器装置二3-恒减速液压站4-卡套式接头及管路5-恒减速电控柜
新型智能闸控布置图
J.老系列多绳摩擦式提升机减速器改造
①.井塔式提升机弹簧基础减速器的技术改造
弹簧基础减速器的主要特点是弹性轴及弹簧基础,其设计初衷是降低减速器的振动对井塔产生的冲击,但在实际使用了一段时间后,现场反馈弹簧基础减速器普遍存在震动大、噪音大等缺陷,同时,由于限制于当时的加工制造精度,减速器漏油也比较严重,减速器因润滑不良造成了齿面磨损比较严重。
此种改造方案是利用原弹簧基础减速器的基础螺栓孔,重新设计增加减速器基础部分及配套使用的润滑站,由于轴向尺寸变化,行星减速器需通过一过渡底座与原基础相连。
更换行星齿轮减速器的同时,一般都将减速器高速轴的齿轮联轴器或蛇形弹簧联轴器更换成弹性棒销联轴器。同时增设电动机制动器(小抱闸),它与盘形制动器同时动作,可有效地避免因电机惯量引起减速器齿轮的往返冲击。
减速器过渡底座示意图
主轴与减速器轴刚性连接的结构,若只改造减速器,必须采用特殊的技术方案。
原设备的刚性连接,主轴和减速器轴是配加工的,然后打上传扭的销轴。减速器更换后,主轴可利用的接口就是带销孔的法兰。如何保证新减速器与主轴合理连接是关键,而解决此问题的是一个非标的齿轮联轴器。如下图。
非标联轴器的左半部分利用主轴止口定位,然后现场扩铰原销轴孔,重新配特制的精制螺栓,保证有足够传扭的能力。非标联轴器的右半部分为标准的齿轮联轴器,与减速器连接。
这种连接方式,确保传递力矩的可靠性,另外由于齿轮联轴器的调整功能,对主轴、减速器轴的对中要求较低,不会造成别劲现象。
②.双输入轴渐开线(圆弧)齿轮减速器的技术改造
对于目前仍使用双输入轴渐开线(圆弧)齿轮减速器的老提升机,改造时可将减速器及电机等传动部分全部进行技术改造,即将双电机驱动减速器的结构形式改为单电机驱动行星齿轮减速器的结构形式。具体改造方案是利用原减速器和电机的基础螺栓孔,重新设计过渡减速器底座及电机底座。由于要利用原减速器基础及电机基础,该改造方案中减速器的传递形式一般采用Ⅰ型结构,即减速器输入轴高出输出轴,在改造时应设计电机过渡底座,把电机基础相应抬高。
个别使用单位因检修周期较短,并且使用单位资金较紧张,可采用仅仅更换平行轴减速器的改造方式。此种改造保持原减速器基础尺寸不变,减速器更换为新型平行轴减速器,更换后的减速器内部齿轮材料和制造工艺采用更加先进合理的结构形式,并且将减速器的滑动轴承结构改为滚动轴承结构形式,也可仅将减速器高速端的滑动轴承结构改为滚动轴承结构形式。
减速器(Ⅰ)改造布置图
K.老系列多绳摩擦式提升机Ⅱ型结构改为Ⅲ型结构
在我国提升机发展史上,双电机驱动平行轴减速器结构的提升机是受电机技术发展限制下的产物。在上世纪80年代,因国产电机单机功率较小,不能满足提升机配套要求,故把提升机设计为双电机同步驱动平行轴减速器,从而实现大载荷提升。该结构形式提升机因高能耗、低传递效率、现场维护量大等缺陷,逐步面临改造。
黑龙江龙煤集团鹤岗矿务局竣德矿主井原设计使用的是井塔式JKM-3.25×4Ⅱ多绳摩擦式提升机(C系列),基本配置为双高速交流电机经蛇形弹簧联轴器驱动双入轴ZHD2R-圆弧齿轮减速器,减速器与主轴装置之间采用齿轮联轴器联接,主轴装置摩擦轮与主轴采用热装轮毂传递扭矩,该主井提升机因设备陈旧、落后,能耗高,效能低,制动系统低可靠性等原因,用户提出对其提升系统进行全面改造,拟改造为先进、安全、高效、结构紧凑的Ⅲ型低速直联、悬臂结构的多绳摩擦式提升机。该方案是迄今为止国内首台把老式Ⅱ型结构多绳摩擦式提升机改造为先进Ⅲ型直联结构的多绳摩擦式提升机。
原JKM-3.25×4Ⅱ多绳摩擦式提升机主要组成部分:
由主机(主轴装置、导向轮、车槽装置、减速器、齿轮、蛇簧联轴器、闸控系统)、高速电机、交流电控组成,传动环节多、占地面积大、效率低、能耗高,属过时、淘汰的产品,
1-电动机2-弹簧联轴器3-测速发电机4-平行轴减速器5-斜面操纵台6-盘型制动器装置7-摩擦轮护板8-主轴装置9-深度指示器系统10-万向联轴节11-精针发送装置12-液压站13-司机椅子14-车槽架15-车槽装置16-导向轮
老系列井塔式Ⅱ型提升机布置图
改造后的JKM-3.25×4Ⅲ型多绳摩擦式提升机组成部分:
由主机(主轴装置、导向轮、车槽装置、闸控系统)、低速电机、直流电控组成,电机直接驱动提升机,无中间传动环节、结构紧凑、高效可靠,是目前提升机主流技术的产品,
1-主轴装置2-盘型制动器装置3-液压站4-电动机5-电机基础加固梁6-车槽装置7-制动器支架过渡底座
提升机Ⅱ型改Ⅲ型总装配图
具体的改造方案实施:
①更换原主轴装置:按新型直联、悬臂结构方式重新设计制造主轴装置。主轴装置的改造保持原井塔式Ⅱ型提升机轴承梁基础尺寸不变,又要保证轴承梁基础强度能够满足Ⅲ型直联提升机传动受力所带来的增加变化影响。通过现场实测、资料收集、方案反复论证、与用户及机房设计单位多次交流、做大量设计计算等工作,将提升机主轴装置中心高提高mm,以满足低速直流电动机的安装需要;
②取消原减速器,齿轮联轴器,蛇簧联轴器等传动系统:把两台老式高速电动机更换为一台低速直联、直流电动机。将电动机的转子和定子设计安装在原减速器基础位置处,把减速器基础二次灌浆部分打掉,沿轴向布置安装电动机底座;一部分装在减速器基础孔上,一部分装在重新浇铸钢筋混凝土上。委托土建设计院对该处基础进行强度校核计算,为保证电动机底座牢固,在机房基础梁下部增设辅助钢梁,用M80连接螺栓穿过机房楼板,把电动机底座、基础梁和辅助钢梁捆绑连接成一个巨大框架结构梁。
③旧式整体铸造盘形制动器改为新型、油缸后置式盘形制动器:设计时在原基础梁上设计一个特殊底座,其下部与现场地脚螺栓连接、上部与新型盘形制动器连接,安装水平中心相应提高mm。
④旧式KT线圈可调闸液压站相应改为与新型盘形制动器配套的比例阀液压站。
改造前后主要技术性能对比
从上表数据对比,在主要参数基本不变的条件下,改造后的JKM-3.25×4Ⅲ型提升机容器载重量提高1/3,提升速度提高12%,而设备重量减轻11%;由于取消了减速器、齿轮、蛇簧联轴器环节,传动效率提高15%,效率显著提高,综合技术性能优势明显。
由于本设备为塔式提升机,改造工作不能破坏已有的井塔结构,即无法对已有基础进行更改,所以必选采用特殊方式,保证新设备与现有基础的可靠连接。在改造设计中采用加高中心高、采用过度底座、对原基础进行局部修改等措施,保证新设备正确无误安装到位。该台提升机从年6月开始现场安装、调试,10月投入生产至今,运行情况良好。
L.老系列多绳摩擦式提升机电机扩容改造
近年来,有部分使用单位为了提高设计产量,在原有提升设备的基础上,进行设备改造升级,从而达到增产目标。而要提高提升能力,就需提高提升速度或提高每次提升量,最终通过提高电机功率来实现。
①.Ⅰ型提升机技术升级
对于带减速器结构的提升机来讲,要提高提升能力,需重新选用较小的减速器速比、或提高电机转速,以实现提升速度的提高。常用的改造方案是对电动机进行局部改造,提高电机转速和电机功率,利用电机原基础螺栓,设计新的电机过度底座,同时对电控系统进行升级改造,以满足电机扩容需要;部分提升系统在初期设计过程中由于选择电机功率较为富裕,可直接通过减小减速器速比来实现提升速度的提升。
②.Ⅲ型提升机技术升级
对于直联结构的提升机来讲,要提高提升能力,需提高电机功率及电机转速。电机功率的提高,电机输出扭矩有一定变化,需对主轴与电机转子配合锥面传扭能力进行校核,确保主轴装置传扭安全可靠。该改造方案需利用电机原基础,设计非标直联电机。
改造案例:潞安集团郭庄煤矿新主井JKMD-3.25×4Ⅲ提升机扩容改造。
原设备参数:最大静张力kN,最大静张力差kN,直流电机功率kW,V,45rpm。
改造后设备参数:最大静张力kN,最大静张力差kN,交流同步电机功率kW,V,54rpm。
提升速度由原来的7.65m/s提高到9.19m/s,单次提升量较原设计方案也有所提高。经主机厂对提升机主机强度及传扭能力进行校核计算后,确定主轴装置能力足够可保持不变,只对电机进行改造。新交流同步电机锥孔配合尺寸与原直流电机锥孔尺寸保持一致,配套高压变频电控系统。由于最大静张力差由kN提高到kN,需对提升系统原配套的液压制动系统进行改造升级,以满足煤矿安全规程要求的三倍静力矩要求。
M.老系列多绳摩擦式提升机局部改造
①.制动盘技术改造
对于配套可拆卸制动盘的多绳摩擦式提升机,由于制动盘在长期使用过程中出现局部过磨损、偏摆过量或制动盘厚度较小时,考虑到改造经费及检修时间,可考虑采用只更换制动盘的改造方案来解决上述问题。
由于制动盘与摩擦轮在提升机制造厂通常是采用配加工的方式制造的,因此该制动盘在现场安装的过程中,需对个别移位的固定螺栓孔进行扩孔,并且配螺栓。
②.轴端齿轮箱技术改造
当某些矿井需要将陈旧的电控系统更改为目前较先进的电控系统时,通常需要增加一些用于提供电气信号的数个编码器和测速发电机等元件,该编码器或测速机通过连接轴和成对齿轮与提升机主轴连接在一起,编码器或测速机与主轴通过不同的增速比来实现传输电气信号的目的。轴端齿轮箱可安装在提升机的非传动侧端盖上,一般在改造时,必须同时更换该侧端盖。
③.天轮装置或导向轮装置的技术改造
老系列提升机配套的天轮装置或导向轮装置,结构有不合理之处,问题较多。
天轮装置或导向轮装置的改造是保持原天轮装置或导向轮装置的外径和基础尺寸不变,将天轮装置或导向轮装置整体更换为当前新型的结构形式,更换后的天轮装置或导向轮装置内部结构和材质先进合理,承载能力提高,并且新型衬垫的使用寿命更高,更安全可靠。部分用户可根据实际情况,利用原天轮轴承座,更换天轮轴及天轮轮体。
④.导向轮装置技术改造
某些矿井由于目前正在使用的导向轮装置直径偏小,不符合GB-《多绳摩擦式提升机》的规定,因此需要将导向轮装置名义直径加大。此种改造的办法是保证原导向轮基础尺寸不变的情况下,将导向轮轴承座设计成非对称结构,从而实现导向轮直径与摩擦轮名义直径相等,符合GB-标准要求。
⑤.提升机主轴技术改造
个别提升机经多年运行后,主轴因疲劳或锻造缺陷,发生断裂,对此,可将整个主轴装置进厂,单配提升机主轴,以减少改造成本。厂内对提升机进行拆卸,对摩擦轮轮毂内孔进行检查,如有划伤现象,可对内孔进行扩孔,根据摩擦轮实际扩孔后尺寸进行单配主轴。主轴与摩擦轮装配后,对摩擦轮制动盘进行偏摆检查并修正,以符合闸盘偏摆的相关规定。
⑥.改造为永磁电动机驱动
永磁电机具有节能优势,可以改造为永磁电机驱动。
充分利用老设备的资源进行合理改造,可以提高设备整体技术性能、节约资金、缩短停产时间、实现节能,具有事半功倍的效果。
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