HSCE2.8 多繩摩擦式提升機(jī)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(jī)械工程設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司 河南洛陽 471039

2礦山重型裝備國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 河南洛陽 471039

H SCE2.8 型6 繩提升機(jī)為瑞典 ASEA 公司制造的多繩摩擦式提升機(jī)，20 世紀(jì)70 年代在我國(guó)部分礦區(qū)有少量引進(jìn)。此次改造的設(shè)備為20 世紀(jì)60 年代產(chǎn)品，原設(shè)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(dòng)機(jī)功率為2 600 kW，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為770 r/min，減速器為彈簧基礎(chǔ)平行軸減速器，減速器輸出轉(zhuǎn)速為 102 r/min，機(jī)房?jī)?nèi)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(shè)備參數(shù)如表 1所列。

表1 設(shè)備參數(shù)

1 改造原因及要求

該設(shè)備目前仍在正常運(yùn)行，但一直未滿負(fù)荷運(yùn)行，日常提升量約為設(shè)計(jì)值的 30%，使用單位計(jì)劃重新恢復(fù)原設(shè)計(jì)產(chǎn)能，但存在以下問題：

（1）設(shè)備老化嚴(yán)重，若提產(chǎn)，摩擦輪、主軸等關(guān)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(hù)成本大，啟停過程沖擊大、振動(dòng)大；

（3）減速器輸出軸與提升機(jī)主軸為絞制孔法蘭聯(lián)接，若只改造減速器，需現(xiàn)場(chǎng)配鉆絞、擴(kuò)孔，操作困難；

（4）液壓制動(dòng)系統(tǒng)、電控系統(tǒng)技術(shù)落后，老化嚴(yán)重，安全性能下降，備件采購(gòu)困難。

諸多不利因素給該提升系統(tǒng)的安全生產(chǎn)帶來巨大隱患。基于上述情況，對(duì)該設(shè)備進(jìn)行改造十分必要。改造基本要求：

（1）滿足規(guī)程要求；

（2）盡量利用原有基礎(chǔ)進(jìn)行改造，減少工作量，縮短改造周期；

（3）改造后的設(shè)備參數(shù)與原設(shè)備基本保持一致。

2 HSCE2.8 多繩摩擦式提升機(jī)結(jié)構(gòu)

原提升機(jī)結(jié)構(gòu)布置如圖 1所示。

圖1 原設(shè)備結(jié)構(gòu)布置

HSCE2.8 型6 繩摩擦式提升機(jī)主要由主軸裝置、彈簧基礎(chǔ)平行軸減速器、高速電動(dòng)機(jī)、聯(lián)軸器及制動(dòng)系統(tǒng)等組成。其中提升機(jī)主軸裝置與減速器之間通過鉸制孔法蘭聯(lián)接，減速器與電動(dòng)機(jī)之間通過聯(lián)軸器聯(lián)接。該主軸裝置采用熱裝輪轂結(jié)構(gòu)，整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)相對(duì)復(fù)雜，日常維護(hù)工作量大。

3 改造方案

根據(jù)原提升機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)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(dòng)提升機(jī)方案

目前國(guó)內(nèi)Ⅰ型提升機(jī)多采用單電動(dòng)機(jī)加行星齒輪減速器的驅(qū)動(dòng)形式，行星齒輪減速器具有尺寸小、質(zhì)量輕、傳動(dòng)效率高的優(yōu)點(diǎn)。

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(qū)別，改造時(shí)需設(shè)計(jì)專用減速器過渡底座和電動(dòng)機(jī)過渡底座，過渡底座利用原地腳孔位置與基礎(chǔ)聯(lián)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(jī)中心線對(duì)中。

主要改造范圍及要點(diǎn)：

（1）更換主軸裝置、液壓制動(dòng)系統(tǒng)、行星齒輪減速器、高速直流電動(dòng)機(jī)、聯(lián)軸器及電控系統(tǒng)；

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

（3）用行星齒輪減速器替換原彈簧基礎(chǔ)平行軸減速器；

（4）液壓制動(dòng)系統(tǒng)升級(jí)為恒減速制動(dòng)系統(tǒng)；

（5）設(shè)計(jì)安裝減速器及電動(dòng)機(jī)專用過渡底座；

（6）所有設(shè)備利用原地腳螺栓安裝；

（7）考慮現(xiàn)場(chǎng)起吊能力，摩擦輪設(shè)計(jì)為剖分式，摩擦輪與主軸在機(jī)房?jī)?nèi)組裝，滿足最大運(yùn)輸尺寸及起吊能力；

（8）改造后的設(shè)備質(zhì)量以及實(shí)際提升量較之前有所增加，機(jī)房樓板強(qiáng)度需由專業(yè)人員重新進(jìn)行校核計(jì)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(lián)式提升機(jī)方案

Ⅲ型低速直聯(lián)式提升機(jī)為目前多繩摩擦式提升機(jī)中應(yīng)用最多的結(jié)構(gòu)形式，其利用低速直聯(lián)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，電動(dòng)機(jī)與提升機(jī)主軸通過錐面過盈聯(lián)接，具有可靠性高、傳動(dòng)效率高的優(yōu)點(diǎn)。

主要改造范圍及要點(diǎn)：

（1）更換主軸裝置、液壓制動(dòng)系統(tǒng)、低速直聯(lián)電動(dòng)機(jī)及電控系統(tǒng)；

（2）利用低速直聯(lián)電動(dòng)機(jī)替代原高速電動(dòng)機(jī)及減速器，直聯(lián)電動(dòng)機(jī)尺寸較大，需將設(shè)備中心整體抬高約1 000 mm，以保證電動(dòng)機(jī)正常安裝，改造后的提升機(jī)中心高約2 000 mm，主軸裝置需設(shè)計(jì)高度約1 000 mm 的加高底座；

（3）液壓制動(dòng)系統(tǒng)升級(jí)為恒減速制動(dòng)系統(tǒng)，制動(dòng)器裝置底部同樣需設(shè)計(jì)加高底座；

（4）設(shè)計(jì)電動(dòng)機(jī)過渡底座，利用原減速器及電動(dòng)機(jī)地腳螺栓安裝；

（5）摩擦輪設(shè)計(jì)為剖分式，摩擦輪與主軸在機(jī)房?jī)?nèi)組裝，滿足最大運(yùn)輸尺寸及起吊能力；

（6）本方案設(shè)備質(zhì)量增加較多，基礎(chǔ)強(qiáng)度需要重新驗(yàn)算。方案 2 總布置如圖 3所示。

圖3 方案 2 總布置

4 方案對(duì)比

改造方案的選擇需要綜合考慮造價(jià)、設(shè)備交貨期、改造周期、設(shè)備載荷變化及技術(shù)能力等因素，現(xiàn)對(duì)上述2 種方案進(jìn)行對(duì)比分析，如表 2所列。

表2 2 種方案對(duì)比分析

從方案對(duì)比來看，方案 1 設(shè)備布置方式與原設(shè)備基本相同，改動(dòng)量小，設(shè)備質(zhì)量變化小，設(shè)備增重所造成的基礎(chǔ)載荷變化小，更便于運(yùn)輸、吊裝、安裝，具有更高的可操作性；方案 2 在技術(shù)上具有先進(jìn)性，設(shè)備更簡(jiǎn)潔、高效，但是電動(dòng)機(jī)質(zhì)量大、尺寸大，運(yùn)輸、吊裝、安裝難度相對(duì)較大，設(shè)備增重所造成的基礎(chǔ)載荷變化較大。

綜上所述，最終選擇方案 1。

5 結(jié)語

Ⅰ型和Ⅲ型 2 種傳動(dòng)形式是目前多繩摩擦式提升機(jī)改造最常見的，選擇改造方案時(shí)，要綜合考慮技術(shù)特點(diǎn)、設(shè)備造價(jià)、供貨周期、施工難度等情況，確定合適的改造方案。