矿井主通风机机械设备维护与调试复习题

矿井主通风机机械设备

维护与调试授课人：金有志矿井主通风机机械设备维护与调试1.00基本知识1.02设计

该风机为轴流风机，各技术细节的设计均基于保障风机运行的安全性和质量要求，风机由电机驱动。从驱动端看，叶轮顺时针旋转。通风机型号ANN3120/1600B，该型风机配有一个转子，安装于布置在进气箱内的轴承上，转子位于经过加工的带铜衬套的叶轮机壳内。风机静止部件稳定可靠，叶轮机壳与叶片顶端之间的间隙很小，可保证较高的效率。叶轮经过仔细选材和部件设计，可确保寿命长、运行可靠。1.03风机系统说明风机转速恒定，但在运行过程中，风机的转子叶片角度可以由液压系统调节。1.04调节和控制

风机性能是基于矿井负荷通过总控制系统进行调节的。控制系统将设定的调节信号直接传给安装在风机外的电动调节执行器上。电动调节执行器将此信号转换成扩散筒外调节臂的机械运动。调节臂带动风机内部的驱动装置，从而驱动了连接在驱动装置处的液压装置，这样就改变了叶片角度。1.05风机部件说明

旋转部件

主电机和风机主轴之间通过挠性联轴器连接，挠性联轴器允许在轴向、径向或角度偏差时传递力矩。液压系统液压系统为控制系统提供所需的活塞油压，液压系统带有两个油泵（一用一备）。液压系统至油压活塞旋转油封之间有三路连接，即：1）液压缸的进油管路；2）液压缸的回油管路；3）泄油的回油管路。

油压和流量取决于运行中所需要的调节速度。由于在运行中控制系统的负载变化，因而油压不是恒定，而流量则基本恒定。为保证油温正常，液压系统配有油冷却器和由恒温器控制的加热元件。润滑系统润滑站为风机主轴承供应润滑油。恒定量的润滑油循环至油润滑的轴承中并通过轴承外壳底部的连接管路返回到润滑油站中。泵组有两个油泵（一用一备）为达到正常的油温，油站也配有加热器和油冷却器。润滑油通过下面两种连接通向主轴承：1）至风机主抽承的压力管路并配有流量报警器；2）风机主轴承的回油管路。流量大致是恒定的。其它部件电动执行器：控制脉冲从控制系统传到风机调节臂上，扩散器内调节驱动装置将调节运动通过调节管传递到液压缸的控制阀上，从而改变叶片角度。风机和辅助装置上均装有仪表。风机仪表连接到风机外壳的端子箱上。液压站上的仪表连接至端子箱内。风机轴承组配有温度探头和振动探头，这些探头与电气报警装置相连。风机上配有3个具有内置测槽的环管用来测量压力和压差。环管位于进气箱入口、进气箱出口、扩散器出口上。环管与压差变送器相连，用来监控失速及确定风机当前的工作点。失速监测装置包括失速探针、与失速探针相连的压差开关，安装时压差开关应连接电气报警系统（失速监控上）。当风机运行于失速区时，失速监测装置会发出报警信号。刹车装置安装于电机侧的半联轴器上，停车后手动激活刹车装置。刹车装置的作用是当风机停车时（风机检修期间）防止叶轮反转。挠性连接位于进气箱入口法兰和扩散器出口法兰处，挠性连接可以补偿管道系统不可避免的热膨胀和消除机械振动的传播。安装后直到风机投运，或者停运很长时间（超过一个月），应采取下列检修措施；1）为避免尘土或静止停放对电机和风机轴承的不良影响，应将叶轮每两周转动几圈。2）风机出口应该盖住以避免转动（出于安全考虑）3）每隔半年检查风机部件，包括转动部件和静止部件，查看是否已发生腐蚀（需要时可以拆开）。如已开始腐蚀，应修复腐蚀部件并采取防腐措施。4）在风机停止运行后应立即清洁气体流过的风机表面。5）用TECTYL164(干膜厚度50um-80um)来保护轮毂和叶片表面。为保护连接的加工面，如轮毂、法兰、垫圈和螺栓，要涂抹TECTYL164

(干膜厚度50um-80um)。6）每隔两年应对风机进行一次维修，如更换润滑油等。停运风机的检查每月检查一次风机及其辅助设备，按下述操作保留检查记录。液压站/润滑站油箱加热器的电源要保持常开。启动/停止油泵：1）通过排污阀清空油罐中的水，直到有油排出。通过过滤精度为10um过滤器重新注入新油直到达到要求的油位为止。2）启动一个油站的电机/泵，让电机运转1小时。3）停止此电机，使油站的另一个电机/泵重复上述步骤。执行器1）安装后，执行器应与电气装置相连（空间加热器），防止冷凝水产生。2）每3个月检查一次开关柜中的冷凝水。令其干燥。如必要，在装回盖前，可在密封面上涂一层非酸脂薄膜。风机旋转部件每月检查一次轮毂、叶片、联轴器、检查是否有腐蚀。风机的液压站调节装置每月激活调节装置三次（叶轮静止），从全开到全关。检查轮毂表面是否有积尘。如果动作受阻，可能会损毁叶片。每六个月风机部件外表面，如旋转部件和静态件，应检查一下是否有腐蚀。如发现，要及时修复腐蚀部件然后采取防腐措施。启动条件油泵运行条件油泵运行应满足：1）油箱的合适油位（>最低油位）2）油箱的合适油温（>15℃）运行2000小时后，总控制系统将运行油泵自动切换至备用油泵。控制油控制油应满足：1）油温在规定值范围内15℃to50℃2）油泵处于运行状态。3）油压高压最低值（700kpa）油箱加热器1）加热器通电（<15℃）2）加热器断电（>23℃）润滑站：泵运行条件油泵运行应满足：1）油箱内合适油位（>最低油位）2）油箱内合适的油温（>15℃）运行2000小时后，总控制系统将运行油泵自动切换至备用油泵。润滑油应满足：1）油温在规定值范围内15℃to50℃2）油泵处于运行状态。3）风机轴承的油流量大于最低值（>11±0.4L/min）油箱加热器1）加热器通电（<15℃）2）加热器断电（>23℃）轴承温度不超过风机轴承允许温度（<85℃）不超过电机轴承允许温度（<85℃）电机定子温度不超过电机绕组允许温度（<120℃）挡板检查风机入口挡板是否关闭（通过挡板臂上的限位开关来反馈）风机启动准备1）启动电机，同时打开入口挡板。2）入口风门完全打开且主电机达到全速后，叶片角度可以从最小值开始调节。（15°-45°）启动后，观察风机轴承温度和振动等级，确保风机正常运行。停机状况风机正常停机时，叶片角度回到最小值。主电机停机后关闭入口挡板主电机切断电源420s后激活刹车装置。油站持续运行直至油温低于40℃风机的紧急停机1）立即切断主电机的电源2）紧急停车时，不需要将叶片角度调到最小。3）若油温没有降到规定值以下时，油站必须处于运行状态。液压站的急停1）立即切断主电机电源2）如超过规定的调节油压20分钟，增压电机将停止。润滑站的急停1）立即切断油泵电源2）立即触发低流报警。3）主电机在5s后跳闸。控制说明风机通过良好的控制系统进行性能控制。风机的辅助装置可监控。风机1）外部调节臂力矩2）轴承振动。3）轴承温度。4）失速探针失速信号。5）电动执行器温度。油站1）油箱温度2）油箱油位3）过滤器状况4）油压。主电机1）轴承温度。2）绕组温度调节说明调节概述风机的作用就是传送气流并克服压力损失。该控制系统是通过电动执行器改变叶片角度来控制风机性能。调节状况风机电机启动并达到满速后，方可进行叶片角度调节。同样，电机停机前，叶片必须处于闭合位置。电动执行器脉冲通过驱动杆传递到外部调节臂上，外部调节臂通过调节轴将调节运动传递给叶片角度调节装置。调节轴通过拉叉将调节运动传递给旋转油封，从而启动调节阀。此外旋转油密封系统又与液压系统相连，将液压油送往液压系统并构成液压油回路。在叶片角度调节过程中，调节阀活塞在液压缸中运动，从而导致液压缸的活塞运动，直到达到相对于调节阀新的平衡位置。液压缸推动轮毂调节盘，通过滑块将运动传递给调节臂和叶片，从而导致叶片转动。运行过程中报警失速探头与控制系统的压差开关连接。探测到失速后系统即发出报警，同时还可下调叶片角直到脱离失速区（失速警报解除）。报警：>500pa且叶片角度>23°调查失速原因。风道堵塞或负荷过大都会导致失速。失速意味着风机叶片压力过大，而且长时间在失速区运行会损坏叶片。如果控制系统故障，那么电机会在2分钟内自动断开。风机调闸：>500pa且叶片角度>23°失速区的累计运行时间不可超过15分钟。否则，建议更换叶片。外部调节臂叶片调节用的外部调节臂配有力矩开关，如出现下列故障会发生报警。1）液压油回路故障。2）达不到规定油压时，执行器启动。3）调节臂和旋转油封间的调节驱动受阻。4）报警并停止执行器:>50nm。液压油站如果泵在运行中出现故障，那么备用泵应立即切入。同时，油回路阀门打开，工作泵的油路将关闭。通过开关或压力可以实现旁路。安装的报警灯可以指示是否已更换，并且立即维修运行泵。为保证运行的可靠性，每个泵都需要独立的电源回路。油压液压站压力侧配有压力开关可以记录最小/最大油压。如果油压低于最低值，那么控制系统会启动报警并且启用油站备用泵。报警原因需调查清楚1）报警：<700kpa2）风机停止：<700kpa且t>20min如果超过最低油压值，控制系统会启动报警。由于轮毂调节力很大，常常会出现油压过高现象。所以轮毂检修要及时。报警：>7Mpa油箱油位油箱配有油位显示器和最低油位开关。油位开关与总控制系统相连，保证油位低于最低值时会发出报警信号。报警：<最低油位压力过滤器液压系统配有一双筒压力过滤器。通过与总控制系统相连的压差开关来检查压力过滤器的状况。如发生报警，应手动连接备用过滤器，将堵塞的过滤元件更换。并查找原因。报警：>450kpa油箱的油温液压站的油温是靠水冷却器来调节的。液压站配有两个水冷却器，一个工作，另一个备用。如果超过允许的液压油温度范围，整个系统就会启动报警。如果报警超过一段时间，油温会进一步增加，断开电机。运行的泵停止：<10℃且t>10min报警：<10℃报警：>50℃风机停止：>55℃t>60min风机停止：>60℃5.08液压调节系统液压调节系统包括一调节装置（安装在叶轮上）和一单独的中心油站。减压阀位于油泵的压力侧。调节组件包括一静止的差动柱塞（10）和液压缸（11），通过支撑轴颈（13）和调节盘（14）将运动传输给叶片。液压缸（11）的一端构成调节阀（05）的阀体。调节阀和节流孔（12）及槽孔（07）一起将油泵的压力降至大气压。整个调节装置中，不论调节阀在任何位置，油都在整个系统中循环流动，通过冷却器的冷却，该调节装置可以用在环境温度较高的场合。工作原理1）如果外调节臂（06）和调节阀（05）的位置固定，液压缸（11）将处于无扰动的平衡位置从而使得活塞（10）两侧的力（压力和面积）相等。2）如需要打开叶片，应将外调节臂（06）调整到风机分度盘所指示的适当位置。3）这时调节阀（05）也将移动，槽孔（07）增大，导致活塞（10）面积大的一侧压力减小从而使液压缸（11）向“开”的一侧移动直至重新达到平衡。4）如需将叶片关闭一定角度则过程如下：当调节阀（05）向“关闭”方向移动时槽孔（07）关闭使得活塞（10）两侧的压强相等。由于活塞两侧的面积差，液压缸（11）将向叶轮方向移动直到达到新的平衡，即液压缸（11）与阀门（05）的移动距离相等。5）为确保两个方向的移动速度相等，液压油通过槽孔（08）流入活塞（10）面积较大一侧的压力室。当槽孔（07）关闭时即打开槽孔（08）。移动阀门永远达不到全开和全关的位置，在平衡点附近阀门的扰动很小，因为稍有扰动就会引起活塞叶轮侧压力室的压力改变从而导致液压缸（11）移动。弹簧（09）消除了外调节臂（06）和阀门（05）之间的间隙。为抵消弹簧（09）对电动执行器的作用力，采用了平衡配重。5.09扰动自动系统导致的非目的的周期性调节运动称为扰动。扰动的原因有自控的敏感度过高、周期性压力变化及负载不平稳等。通常扰动很小，但有时也能达到几度，频率达到每分钟60次。另一方面，正常调节控制为非周期性调节，只朝一个方向转动调节臂以达到增大或减小风机负载的目的。扰动产生疲劳应力，降低元件（包括自动化元件）的寿命，特别是对叶柄轴承有较大的损害。降低扰动最好办法是调整自动化系统，使得仅有运行调节所需要的脉冲能传递到风机的电动执行器。5.10间隙机构的结构和用途间隙结构主要包括一个摩擦止动盘（03）和一对间隙可调的抓形连接（01+02）。摩擦止动盘的作用是将液压缸的控制阀维持原位以防止非目的的运动。爪形连接有两个作用：1）使外调节臂能进行预转动而不至于导致液压缸控制阀的运动。2）传递移动控制阀所需的力。5.11失速如风机在叶片打开的状态下运行时错误地关闭了出口侧或入口侧的挡板，就可能产生失速。失速意味着对于风机负载压力过大。失速引起压力和流量的损失并导致风机机械部件以及相邻风道的剧烈振动。因而不允许失速产生。为消除失速，应关闭叶片并检查出口侧的挡板，长时间的失速运行可能损坏风机。运行中的问题如果系统的结构和安装都是正确的，而仪表的读数也是准确的，叶片角、电动执行器设置和两台风机的能耗在特定负荷时也会是相同的。两台风机的刻度尺可以直接显示叶片角情况，同时由于这些刻度尺都是机械连接至叶片的，所以读数有误的几率是最小的。如果控制面板显示电动执行器设置有差异，尽管安培数相同，位置显示器也可能有故障或需要重新校准。但是，叶片角的差异也可能是由于叶片磨损的原因。如果叶片角没有差异，那么不是位置显示器有问题就是电动执行器传送器有问题。如果在相同位置，能耗不同而叶片角相同，那么安培计可能有故障，否则就是叶片已损坏叶片电动执行器操作方法及注意事项操作方法1、按关或开3秒有自锁角度自动调节到要求百分比，按停即可，观察显示屏有显示。2、按关或开点动角度到要求百分比，显示屏有显示。3、按下摇把进行关或开操作，顺时针摇减小（关），逆时针摇增大（开）角度到要求百分比停止。注意事项：1、试验时必须把液压站打就地，开油泵。2、按工作模式选择就地（local）进行操作。3、试验后必须将工作模式调节至远控（remote）4、工作模式循环显示。显示屏内容：LocalRemoteLocpar就地远控调试新扇风机的检修1、叶轮检修叶轮检修时，扩散器/叶轮外壳应从进气箱上拆下并推入压力管道中。在将扩散器推走之前，必须拆除以下部件并检查：⑴断开执行器与外部调节臂的连接；⑵调节轴曲柄和旋转油封间的拉叉；⑶旋转油封上的软管；⑷扩散筒与叶轮外壳连接法兰上的螺栓；⑸仪表与执行器间的接线；⑹出口侧的挠性连接；⑺检查扩散器下面的滑轨是否可移动。如必要，进行清洁并润滑。轴承检修轴承检修时，从进气箱内筒上抽取轴承前，必须所先把轮毂和联轴器拆下来。⑴把叶片从轮毂上拆下；⑵把轮毂从主轴上拆下；⑶把联轴器护罩从进气箱上拆下；⑷拆卸联轴器中间段；⑸拆卸轴承的油管；⑹拆卸轴承仪表接线；⑺卸下轴承组和内筒连接法兰的螺钉和锥形导向销；⑻将轴承组从进气箱内壳上拆下。安全注意事项开始风机检修前，应注意下列安全规定：1）切断管道的风流以免导致风机转动。2）转子停止后才能打开检修门。3）转子的检修必须在主电机电源切断后进行，而且在检修完毕并关闭所有的检修门后，才能连接主电机的电源。4）如果叶轮机壳上的检修门已经打开或扔需通过风机外部静止部分或挠性连接处进行检修时，不能连接主电机的电源。5）停止液压系统和润滑系统的电机并关闭电源。6）降低高压油管的油压并冷却至适当温度。7）关闭垂直风道的风口以防物品落入。检查旋转油封检查旋转油封的所有软管，如需要，应更换软管。⑴检查时清洁旋转油封，如发现运行不正常、噪音过大或漏油，则应更换旋转油封，旋转油封也可以返厂改造；⑵每次从液压缸控制阀上拆下旋转油封后均应更换铜垫圈；⑶铜垫圈在安装前应退火处理；液压缸的检修检查液压缸的下列部位是否漏油：⑴调节阀和阀体间；⑵阀体和活塞之间；⑶如果以上都没有问题，但油站油耗量仍然很大，就需将轮毂支撑端盖拆下并检查活塞和缸体间是否有漏油现象；调节驱动装置检查1、外调节臂检查扭矩/限位开关的功能。开关在正常时就会触发，如果调节力过大，开关就会无效。必要时，调整螺钉。2、调节驱动装置调节驱动装置轴承中的油脂会变干，这会增加所需的调节力矩。检查过程中应检查油脂状况，如必要，需更换。冲洗轴承并用DOWcorning44medium油脂（molykote）或类似油脂润滑。拆卸调节臂和电动执行器的拉叉和连接杆。使调节臂处于垂直位置（朝下），并检查调节轴（01）的摩擦力是否为10n