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材料之五MG160/360-BWD型
交流变频电牵引采煤机执行标准:MT/T81~82Q/CL001—2010使用说明书机械部分上海创力矿山设备有限公司 总第25页ShanghaiChuangliMiningEquipmentCo.,Ltd.2010年1月一.设备概述(一).主要用途及适用范围MG160/360-BWD型采煤机,是用以开采极薄煤层、交流变频电牵引采煤机(以下简称“采煤机”),采用多电机驱动、横向布置,总装机功率:361kW,供电电压:1140V,截割功率:2X2X80kW,牵引功率:2X15kW;泵电机功率:llkW;采用机外载、“一拖二”交流变频调速,销轨式牵引;适用于煤层厚度1.0〜1.72m,煤层倾角<16°(W30。四象限),中硬或中硬以下(fV4.5)煤层,综采工作面。本机的电气设备符合矿用防爆规程,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。能在海拔高度不超过2000米,周围介质温度不高于55°C,空气湿度不大于95%(当温度25C时)的情况下可靠的工作。(二).产品型号及含义MG_160/360-BWD型交流变频电牵引采煤机 电牵引 无链牵引 薄煤层 总装机功率 kW 截割功率 kW 滚筒式 采煤机(三).主要组成采煤机主要由左右滚筒、左右摇臂、主机体、拖缆装置、机外管路、调高油缸、支撑组件、销轴组件(一)、销轴组件(二)、变频箱等组成;其结构见图(1)。采煤机与SGZ630/220输送机(以下简称“输送机”)配套;其配套断面图见图(2);整机机械传动系统图见图(3)。采煤机的主机体为一整体长箱结构,包含左、右行走减速部,左、右行走箱、电控部和泵箱等,构成采煤机的机身整体。主机分别由煤壁侧的两个滑橇和采空侧的两个导向滑靴支承在工作面输送机的铲煤板和销轨上,对采煤机牵引进行导向和支撑。图(1)MG160/360-BWD总图1.左滚筒2.左摇臂3.左操作站4.调高油缸5.支撑组件6.主机体7.拖缆装置8.机外管路9.右操作站10.销轴组件(一)11.销轴组件(二)12.右摇臂13.右滚筒亠__图(2)采煤机与刮板输送机配套断面图采煤机左(右)截割部用销轴铰接在机身一端,通过调高油缸调节其升降,当操作采煤机沿工作面行走时,截割部上的螺旋滚筒在截割电机的驱动下进行旋转,完成采煤工作面的落煤与装煤作业。(四).主要特点该机是目前本公司及国内无链电牵引最矮的机型,也是目前国内薄煤层多电机横向布置采煤机的最矮、最小机型。其最大特点是装机功率最大,机身短、薄,对于薄煤层适应性大。采用多电机横向布置,机械传动系统各自独立,便于维护、检修。机身主体为一个“四箱合一”整体箱体结构,无底托架,刚性好,可靠性高;无对接面,避免了以往采煤机对接螺栓松动问题。因此故障率低。液压锁和油缸进行分体设计,便于故障查找,维护和更换。5•液压元件采用成熟可靠的MG系列产品,可靠性高。6.行走减速末级采用两级双浮动行星传动。结构紧凑、体积小。7•采用弯摇臂结构设计,加大过煤空间,提高装煤效果。8•截割部设有机械离合装置,检修安全方便。9•外接管路尽可能布置在机壳内部,外观美观,防护性好。导向滑靴采用分体式,便于更换。电气系统简单、可靠,保护功能齐全。图(3)机械传动系统图二.技术特征MG160/360-BWD型采煤机的技术特征见表1。表1
序号项 目单位技术指标1产品型号MG160/360-WD2截割高度范围m0.95—1.72(综采1.0—1.72)3煤层倾角O<16°(W30。四象限)4煤质硬度f<4.55装机总功率kW3616截割电动机功率kW2X2X807牵引电动机功率kW2X158泵电动机功率kW119电压等级V114010机面咼度mm640;660;67811取大截割咼度mm182012最小下切深度mm9713滚筒直径mm©95014滚筒转速r/min8715截 深mm63016摇臂长度mm2211.517摇臂摆动中心距mm414218调速方式交流变频、机外载19牵引力kN30220牵引速度m/min0〜5.7721无链牵引方式摆线轮、销轨22配套主电缆型号MYP0.66/1.143x50+1x10+4x2.523配套供水管型号KJR19-18024配套工作面输送机型号SGZ630/150;SGZ630/22025重量t19.4三.结构特征与工作原理(一).截割部系统概述截割部是采煤机的工作机构,在采煤过程中完成截煤、落煤、装煤、喷雾等作业。截割部主要由截割电动机、摇臂减速箱、截割滚筒等组成,截割机构并设有冷却系统、内外喷雾、离合器等装置;具体结构见图(4)。两台截割电动机横向直接安装在摇臂减速箱内,直接驱动,经过四级齿轮减速传动,将动力传到割煤滚筒上。与传统的横向布置的采煤机相比,没有行星减速器,从而降低了截割滚筒筒体直径,解决了极薄煤层的滚筒的设计,提高了滚筒的装煤效果,传动效率高,结构简单、紧凑。图(4)摇臂减速箱结构截割部摇臂为弯摇臂形式,故左右摇臂壳体不能通用,但减速箱传动方式相同,内部所有元部件可以通用。截割滚筒采用小直径、大截深特殊结构。左(右)截割部摇臂,通过销轴组件同主体部铰接。同时通过摇臂回转腿上的台阶孔与安装在主体部上的调高油缸铰接,通过调高油缸的伸缩,实现左、右滚筒的升降。截割电动机(1).适用范围截割电动机为采煤机用隔爆型三相异步电动机,其适用范围1) .海拔不超过2000m;2) .周围运行环境温度一般为-5°C〜+40°C;3).周围空气相对湿度不大于95%(+25C);4).周围空气中的甲烷、煤层、硫化氢、二氧化碳等不超过《煤矿安全规定》中规定的安全含量的矿井中。2).技术参数截割电动机的技术参数见表2。表2型 号YBCS-80(A)冷却方法水套冷却功率(kw)80冷却水量(m3/h)三1额定电压 (V)1140冷却水压(MPa)W3转速(r/min)14673).使用时注意:1).开机前应先检查冷却水的水量,先通水后起动电动机,严禁断水使用;2).电动机长时间运行后,不要马上关闭冷却水;3).发现电动机有异样声响时,应立即停机检查。截割滚筒滚筒是采煤机的工作机构,担负着截煤、落煤、装煤的作用。主要由滚筒筒体、截齿、齿座和喷嘴等组成。滚筒与摇臂滚筒连接套出轴采用方形出轴联接,联接可靠,拆卸方便。(1).结构与组成滚筒筒体采用焊接结构,设有内喷雾水道和喷嘴,压力水从喷嘴雾状喷出,直接喷向齿尖,以达到冷却截齿、降低煤尘和稀释瓦斯的目的。为延长螺旋叶片的使用寿命,在其出煤口处采用耐磨材料喷焊处理。齿座采用了特殊材料和特殊加工工艺,强度高,截齿固定可靠;具体结构见图(5)。(2).注意事项滚筒特别是其截齿、喷嘴属于易损件,正确维护和使用滚筒,对延长其工作寿命,提高截割功率利用率是十分重要的,所以开机前必须注意:1).检查滚筒上的截齿和喷嘴是否处于良好状态,若发现截齿刀头严重磨损,应立即更换;若喷嘴被堵,亦应立即更换,换下的喷嘴经清洗后可复用;2) .检查滚筒上的截齿和喷嘴是否齐全,若发现丢失,则应立即补上;3) .截齿和喷嘴的固定必须牢靠;4) .检查喷雾冷却系统管路是否漏水,水量、水压是否合乎要求;5) .固定滚筒用的螺栓是否松动,以防滚筒脱落;
.采煤机司机操作时,做到先开水,后开机,停机时先停机后停水。警告:不允许出现滚筒割支架顶梁和输送机铲煤板等金属件的现象。图(5)截割滚筒结构图截割减速箱各组件.截I轴组件截I轴组件的结构如图(6)所示,是截割部主动轴组,截一轴齿轮由轴承对称支承在摇臂壳体上,通过渐开线花键与电动机出轴相联。装配时调整轴承的轴向间隙,应保持在0.15~0.32mm之间。.截II轴组件截II轴组件为惰轮轴组件如图(7)所示,主要由心轴、轴承、惰轮、压板等组成,靠心轴与壳体台阶定位。.截III轴组件
截III轴组件为惰轮轴组件如图(8)所示,主要由心轴、轴承、惰轮、压板等组成,靠心轴与壳体台阶定位。图(6)截I轴组件
(4).截W轴组件截W轴组件的结构如图(9)所示,大齿轮通过内花键套在花键轴上,大齿轮与截III轴组件的惰轮啮合,将转矩输入,花键轴与离合机构花键轴通过花键联结,将转矩输出。花键轴由两个轴承支承在箱体上。装配时调整轴承的轴向游隙,应保证在Q15~Q35mm之间。图(9)截W轴组件(5).离合机构离合机构操作手把安装在V轴组件靠采空侧的尾部。如图(10)所示,力矩轴一端通过渐开线花键同轴齿轮相连,另一端通过渐开线花键与花键轴套相联,当
该轴在手柄与拉杆的作用下外拉时,与花键轴套脱离,终止动力传递。注意:离合机构手把拉出或合上时手把座必须定位可靠,以防止误动作致使花键损坏。图(10)离合机构(6).截V轴组件截V轴组件的结构如图(11)所示,齿轮轴与离合机构花键轴通过花键联结,将转矩输入。齿轮轴与切轴大齿轮啮合,将转矩输入切轴,齿轮轴由两个轴承支承在箱体上。装配时调整轴承的轴向游隙,应保证在0.15~Q35mm之间。
图(11)截V轴组件.截W轴组件截切轴组件的结构如图(12)所示,大、小齿轮通过矩形花键轴联结,将转矩输入。小齿轮与⑷轴大齿轮啮合,将转矩输入⑷轴,矩形花键轴由两个轴承支承在箱体上。装配时调整轴承的轴向游隙,应保证在0.15~Q35mm之间。图(12)截切轴组件.截⑷轴组件图(13)截⑷轴组件截⑷轴组件的结构如图(13)所示,大、小齿轮通过矩形花键轴联结,将转矩输入。小齿轮与训轴大齿轮啮合,将转矩输入训轴,矩形花键轴由两个轴承支承在箱体上。装配时调整轴承的轴向游隙,应保证在0.15~Q35mm之间。.截训轴组件截训轴组件为惰轮轴组件如图(14)所示,主要由心轴、轴承、惰轮、压板等组成,靠心轴与壳体台阶定位。图(14)截训轴组件.IX轴组件图(15)IX轴组件IX轴组件的结构如图(15)所示,主要由齿轮、轴承、滚筒轴、滚筒连接套、轴承座、耐磨套、轴承盖、浮动油封等组成。齿轮与截训轴的惰轮啮合,将动力输入,通过滚筒轴、滚筒连接套将动力传递给截割滚筒。浮动油封采用新型DF进口浮动油封,结构简单,加工、安装更换方便,杜绝了该处漏油现象。(二).主机体该采煤机的机身采用整体长箱铸造结构-主机体,主要由四部分组成:左行走箱、左牵引箱、电控部、液压泵箱、右牵引箱、右行走箱;结构如图(16)所示。图(16)主机体1.液压泵箱(1).概述液压泵箱位于主机体中部,主要由箱体、泵电机、油管及接头、双联齿轮泵、粗过滤器、阀组(电磁阀、阀体、高压安全阀、低压安全阀、手动换向阀)等组成。双联齿轮泵型号:CBK1010G/4F-B4FR-S1(2).调高液压系统该系统是开式液压传动系统。主要由粗过滤器、双联齿轮泵、电磁阀、高低压安全阀、手液动换向阀、调高油缸、液压锁和相应管路等组成。高压安全阀限定了调高系统的最高工作压力其调定值为20MPa;其液压系统原理图如图(17)所示。
图(17)液压系统原理图(3).调高电动机1).适用范围牵引电动机为采煤机用隔爆型三相异步电动机,其适用范围:a) 海拔不超过2000m;b) 周围运行环境温度一般为-5°C〜+40°C;c) 周围空气相对湿度不大于95%(+25C);d) 周围空气中的甲烷、煤层、硫化氢、二氧化碳等不超过《煤矿安全规定》中规定的安全含量的矿井中。2).技术参数 调高电动机的技术参数见表3。表3型 号YBRB-11冷却方法水套冷却功率(kw)11冷却水量(m3/h)三0.5额定电压 (V)1140冷却水压(MPa)W3转速(r/min)1440
3).使用时注意:a) 开机前应先检查冷却水的水量,先通水后起动电动机,严禁断水使用;b) 电动机长时间运行后,不要马上关闭冷却水;c) 发现电动机有异样声响时,应立即停机检查。4).双联齿轮泵图(18)双联齿轮泵本机组选用CBK1010G/4F-B4FR-S1型双联齿轮泵,作为采煤机的辅助泵和调高泵,如图(18)所示,其特点是体积小,重量轻,结构简单,工作可靠,维修方便。其主要工作参数见表4。表4项 目单位技术参数辅助泵调咼泵型 号CBK1010G/4F-B4FR-S1额定压力MPa2025最高压力MPa2828额定转速r/min14501450最高转速r/min20002000理论排量ml/r4.2510容积效率%±87±87工作压力MPa220工作转速r/min14401440(5).粗过滤器采煤机的液压系统部分设置有粗过滤器一个。安装在液压泵箱的采空侧,粗过滤器与双联齿轮泵的吸油口连接,以保证系统内部油质的清洁。粗过滤器的结构如图(19)所示。主由粗过滤芯、内外框架、螺钉挡圈堵和O型圈等组成。过滤精度为80口m(200目),流量为2501/min。拆开清洗时,应先卸下端盖上的4个螺钉,然后将端盖旋转45°,使端盖缺口对准固定在外壳图(19)粗过滤器上的限位块,此时内壳在端盖的带动下将腰形进油口关闭,这样才能卸下端盖取出滤芯,进行清洗。(6).压力表压力表是液压系统工作的“眼睛”,也是故障判断的根据,在使用中必须经常观察,损坏了必须及时更换。本系统有三只压力表,型号为:YN-60Z,两只高压表0〜40MPa,—只低压表0〜6MPa。(7).调高油缸调高油缸结构如图(20)所示,主要由缸体、螺母、销、螺堵、活塞、密封圈,活塞垫,接管,铜套,导向套,螺纹套,活塞杆及密封圈等组成。它的工作原理是:当“P”口进液时,压力油经液压锁进入活塞腔,活塞杆腔的回液经“O”口回油池,因活塞杆是固定在主体部上,所以缸体外伸,截割滚筒升高,当“O”口进油时,压力油经液压锁进入活塞杆腔,活塞腔的回油经“P”回油池,缸体回缩,截割滚筒下降。活塞两腔采用密封性能良好的密封圈。
主要性能参数为:工作压力MPa20行程mm136缸径mm160推力kN402拉力kN229活塞杆直径mm105注:密封圈组装时应注意不能损坏。(8).液压锁液压锁结构如图(21)所示,由阀体、弹簧座、复位弹簧、滑阀、活塞压盖、调整垫、压套、锥阀芯、O形密封圈等组成。图(21)液压锁安装在主体部干腔内,液压锁通过软管与调高油缸相连,便于检修、维护和故障排除。液压锁的阀芯为插装式,它具有液力锁和安全阀两种功能,当油缸内压力超过32MPa时安全阀开启,油液回油池。2.行走驱动装置(1).系统概述该采煤机采用左、右两组行走驱动装置,实现采煤机的双驱动。每个行走驱动装置包括电动机、左(右)行走减速箱和左(右)行走箱三部分组成。左(右)行走减速箱,安装在主体的左、右两侧,其内部传动结构相同。行走驱动装置的机械传动系统如图(22)所示,每组由一个电动机驱动,经过二对直齿轮减速后,再通过双行星减速器把转矩传给行走箱的行走轮,最后经
行走轮与输送机上的销排啮合,借助导向滑靴使采煤机正确地在销轨上行走。为确保采煤机在煤层倾角大于15°的工作面工作的安全性,每组行走减速箱上都装有一台液压制动器,通过花键与牵一轴的花键联接,实现行走驱动装置的制动。行走驱动装置的总传动比:87.549行走轮转速:n=n/i=7.635r/min电机式中:n—行走轮转速Z—行走轮齿数式中:n—行走轮转速Z—行走轮齿数t—销排节距5-牵W轴组件6-牵引电机7-双级行星减速器;8-行走箱图(22)机械传动系统简图(2).机械传动部分1).牵I轴组件牵I轴组件结构如图(23)所示,主要由轴承、I轴齿轮、油封、端盖、联接套、套、挡圈、0型圈等组成。牵引电机通过花键传递到牵I轴组件,再通过I轴齿轮将动力传递给牵II轴组件。I轴齿轮另一端与液压制动器连接,不装液压制动器时,用盖封住。安装时调整轴承的轴向间隙,保证在0・2-0・35mm之间。
图(23)牵I轴组件.牵II轴组件该轴组结构如图(24)所示,主要由大齿轮、小齿轮、轴承、心轴、端盖、0型圈等组成。.牵III轴组件该轴组为惰轮轴组件,其结构如图(25)所示,主要由大、小挡圈、惰轮、轴承心轴、距离套、O型圈等组成。
图(25)牵111轴组件4).牵W轴组件该轴组结构如图(26)所示,主要由端盖、堵、齿轮、轴承、花键轴距离套、聚四氟乙稀垫、挡圈、0型圈等组成。图(26)牵W轴组件5).双级行星减速器双级行星减速器结构,如图(27)所示。主要由大、小太阳轮、行星轮、内齿圈、行星架、轴承座、心轴、轴承、距离垫、轴承、油封等组成。大太阳轮通过外花键与牵W轴组件连接将转矩输入,第二级行星架的内花键与左(右)行走箱的行走轮连接,输出转矩。第一级行星传动采用三个行星轮,两构件浮动结构,均载效果好;第二级行星传动采用三个行星轮,太阳轮与第二级行星架双浮动结构。双级行星减速器减速比大,承载能力强。太阳轮与行星架之间有相对转速,因此在太阳轮与行星架接触面间装有聚四氟乙稀垫块,既限制太阳轮的轴向窜动,又减少两者之间的摩檫,装配后太阳轮的轴向间隙为1~1.5mm。图(27)双级行星减速器6).液压制动器制动器结构如图(28)所示,主要由外壳、活塞、内外摩擦片、弹簧、螺栓及密封圈等组成。在采煤机没给牵引时,活塞在弹簧力作用下,压紧内外摩擦片产生制动力矩,使采煤机制动。当发出牵引信号时,通过电气系统使二位四通电磁阀动作,由阀组来的低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,制动器轴空转,采煤机正常牵引。当工况需要或检修时可用螺栓在制动器的后端盖上手动操作压紧弹簧,使内外摩擦片暂时脱离接触。7).左、右行走箱左右行走箱结构如图(29)和图(30)所示,主要由行走箱壳体、大端板、行走轮、轴承、滑靴板等组成。该行走箱采用分体结构,拆装更换方便,行走轮直接与输送机销轨啮合,由于结构尺寸小,导向滑靴也采用分体形式,大端板与滑靴板兼有导向滑靴功能。图(29)左行走箱图(30)右行走箱(3).牵引电动机1).适用范围牵引电动机为采煤机用隔爆型三相异步电动机,其适用范围:a) 海拔不超过2000m;b) 周围运行环境温度一般为-5°C〜+40°C;c) 周围空气相对湿度不大于95%(+25C);d) 周围空气中的甲烷、煤层、硫化氢、二氧化碳等不超过《煤矿安全规定》中规定的安全含量的矿井中。2) .技术参数牵引电动机的技术参数见表5。表5型 号YBQYS2-15(A)冷却方法水套冷却功率(kw)15冷却水量(m3/h)三0.5额定电压 (V)380冷却水压(MPa)W3转速(r/min)14323).使用时注意:a) 开机前应先检查冷却水的水量,先通水后起动电动机,严禁断水使用;b) 电动机长时间运行后,不要马上关闭冷却水;
C)发现电动机有异样声响时,应立即停机检查。(三).采煤机的辅助装置采煤机的辅助装置主要包括:机外管路、拖缆装置、销轴组件、支撑组件。机外管路该部分由喷雾冷却系统和机外油管组成。结构如图(31)所示。为了使采煤机的电机、液压传动系统和机械传动系统能在正常的温度下工作,同时能降低滚筒割煤时产生的粉尘,设置了冷却喷雾系统。该系统由一个主水阀控制,喷雾冷却水经过主水阀后分为四路,两路分别进入左、右牵引电动机、一路进入泵电机出水都用于外喷雾、另两路分别通过左、右四台截割电机冷却后再进入摇臂进行左、右内、外喷雾。机外油管是连接各液压执行元件的管路。图(31)机外管路拖缆装置拖缆装置是用于采煤机运行时,拖曳和保护随机移动的供电电缆和供水水管的,使电缆和水管不受拉力作用并免受落石损伤,对于薄煤层主要采用强力直拖方式。拖缆装置固定于主体部靠电控箱右上端。拖缆装置由拖缆架和拖缆链组成结构如图(32)所示。
图(32)拖缆装置销轴组件销轴组件主要用于主体部和左(或右)截割部摇臂铰接,从而使左(或右)截割部摇臂和主体部相连接。结构如图(33)和图(34)所示。图(34)销轴组件(二)图(34)销轴组件(二)支撑组件支撑组件是装在采煤机机身底部(靠煤壁侧),起支撑机身作用。它由滑撬、支撑板、螺栓、螺钉、销轴、销、压板和套组成。表6序号整机部件尺寸(mm)重 量(kg)1整机9453X1334X678199002左滚筒©900X7009003右滚筒©900X7009004左截割部2529X1725X55540425右截割部2529X1725X55540426主体部4362X1334X56073157整机连接件木箱1008随机机械备件木箱9随机电气备件木箱其结构如图(35)其结构如图(35)所示。图(35)支撑组件安装、调试(一).地面检查与试运转采煤机在出厂前已按照《采煤机出厂试验技术条件》做过部件和整机试验,因此,采煤机在到矿后,一般不允许再随意将机器拆卸。但由于采煤机在运输过程中的磕碰,或长期存放过程中受季节温差变化的影响有可能造成机器的损伤,所以,根据不同的情况,采煤机在下井前必须进行细致的检查和试运转,检查主要内容为:外观检查1).各部件是否完整无损,各联接螺栓是否紧固;2).机器各部位有无油液渗漏现象;3).各密封腔室的油质和油位;4).各操作手把及按钮是否正确、灵活5).采煤机的电气检查:a) .检查电气各部分在运输过程中有无松动断线、电缆绝缘损坏、接触不良等现象。如发现有异常现象应及时修复排除。b) .电气腔内有无金属碎屑、断线头、污垢、杂物及积水等,如发现有上述情况,应及时清除干净。c).地面拆检及安装时应注意隔爆面的检查维护,严禁隔爆面上存有任何伤 总第51页痕和缺陷,如有伤痕和缺陷须按GB3836.1-83爆炸性环境用防爆电气设备通用要求,修复完好后方可下井使用。隔爆面需要磷化处理,并需涂工业用的凡士林油。功能检查铺设20〜30米长的刮板输送机。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。(1) .按要求接通冷却喷雾水;检查并确定各电气开关及按钮外观完好、操作灵活、定位准确,并且都使其处在原始位置后,再接通整机电源;(2) .整机上电后,检查各电气开关、按钮的操作性能是否符合要求;检查各机械电气的显示部分,机械部分的油位指示器、油表、水表显示等是否正常;检查各水路开关是否操作灵活可靠、定位准确;检查各部分的水量分配是否正常;(3) .按设计要求检查采煤机与配套输送机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弯曲情况等是否正常;(4) .确定安全后点动电动机确认,滚筒为实际工作旋向,牵引电动机转向正确,认为没有问题时再启动电动机;(5) .运行10〜15分钟,观察低压表压力是否为2.5MPa,如达到方可拧动调速手柄让采煤机向两个方向试运行,观察行走导向部位有无刮卡、蹩劲等不正常现象,如有问题应及时排除;(6) .试运行后停止电动机,让人远离滚筒同时合上截割部离合器(注意:合离合器时一定要等电动机将停而未停时,即通常所说的将完全落转前,不可过早合,更不可太用力合,以免损坏离合器的花键),再重新启动电动机,观察旋转情况,检查声音和仪表显示情况。(7) .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;(8) .运行时还可以试验左(或右)摇臂的升、降情况,并观察有否下沉。左(或右)滚筒分别调至最高点空转45分钟,然后将左(或右)滚筒调至最低点空转45分钟,检查有无异常温升、噪音等现象;(9) .检测左(或右)摇臂两端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,处理完好后方可允许下井。(二).采煤机下井及保护措施采煤机往井下运送时,要尽量不解体或少解体,机器分解得愈少愈好,但要根据矿井的具体条件而定。解体时要对各分解面做防护罩保护。对能自由活动部位要做临时固定处置;油管、水管、电缆、操作手把等要采取保护措施,以防脏物侵入或损坏分解后部件下井顺序要充分考虑井下组装程序;井下组装时,对各分解面要仔细检查和整修,保证正确结合。(三).采煤机井下开机前检查检查紧固件齐全可靠,操作手把要求定位准确、操作灵活;检查各油管、水管有无破损渗漏,喷雾系统喷嘴口有无堵塞;检查各部位油池的油位、油质、各润滑部位油量是否符合要求;检查滚筒上的截齿是否锐利、齐全,滚筒转向是否正确,安装是否牢靠检查电缆有无损伤,电气系统各器件外观是否完好;启动试车二、三次,每隔两分钟左右启动一次。启动后注意检查各运转部件的声音是否正常,有无异常声音和发热现象,各显示器件示值是否正常;在正式割煤前,要对工作面进行一次全面的检查,看工作面信号系统是否正常,工作面输送机铺设是否平直,运行是否正常,以及顶板和煤层情况等。上述项目首次开机应全面检查处理,以后按检修计划和操作规程分部进行。但是在开机前和正常运行中,随时检查工作面输送机铺设情况,顶底板和支架情况。使用、操作(一).操作顺序采煤机在使用前应首先,熟悉各操作手把和按钮的位置,弄清并掌握各操作手把和按钮的功能(操作系统图如图(36)所示),然后按下列顺序进行操作:将采煤机急停按钮复位、左(或右)截割电机离合器置于脱开位置,将运输机互锁旋钮旋至解锁位置。将电气隔离开关手把,由“分”拨到“合”的位置,旋动电动机启动旋钮,这时电动机启动,注意观察牵引调速手把是否在零位,如有牵引,将牵引手把重新调至零位。观察压力表的压力变化情况,以及有无其他异常现象,一切正常后,操作滚筒调高手把或按钮,使左(或右)滚筒处于空载状态,然后旋转停止旋钮,停止电机。钮,停止电机。图(36)操作系统图1.采煤机启动按钮2.牵引启动按钮爆3.截割启动按钮除4.备用按钮5.采煤机停止按钮6.牵引停止按钮 7.截割停止按钮8.采煤机运闭按钮9.隔离开关手把10.急停按钮11.牵引向左按钮1.采煤机启动按钮2.牵引启动按钮爆3.截割启动按钮除4.备用按钮5.采煤机停止按钮6.牵引停止按钮 7.截割停止按钮8.采煤机运闭按钮9.隔离开关手把10.急停按钮11.牵引向左按钮12.牵引向右按钮13.牵引停止按钮14.左摇臂升高按钮15.左摇臂降低按钮16.右摇臂升高按钮17.右摇臂降低按钮18.左截割离合手把 19.右截割离合手把将左(或右)截割电机离合器接合。打开总水阀,启动电动机。一切正常后,操作牵引调速手把,按煤质工况缓慢增加牵引速度,调整滚筒位置,慢慢切入煤壁,观察滚筒的采高和卧底情况。(二).操作注意事项司机操作时要精神集中,注意采煤机的运行状态和工作面条件的变化,严格执行操作规程。开机前必须对采煤机和工作面及配套设备进行全面细致的检查,发现问题及时处理。(1).截齿是否锐利、齐全;(2).螺栓是否紧固;(3).各部油位是否合乎要求,润滑脂是否注满;(4).电缆、水管、油管是否完好无损;(5).各部操作手把、旋钮、按钮要位置正确、动作要灵活可靠;(6).对运输机销排进行检查,有无异物卡入,连接销轴是否退出、联接螺栓是否松动。非意外情况,严禁使用“紧急停车”按钮。采煤机工作时,冷却水不能中断。采煤机工作时,要密切注意运转声音和油温的变化,发现异常现象立即停车,查明原因及时处理。采煤机工作中随时注意滚筒位置,防止割顶、割梁、漂底现象发生。拖移电缆和水管时,防止出现蹩卡现象发生。司机换班时,必须将采煤机退出煤壁,牵引手把打回零位,停截割电动机(脱开离合器)和牵引电动机,最后将隔离开关拨到:“分”位置,关掉总水阀。每次试车时必须先点动电机二、三次,待压力正常,无异音和发热现象后,再开车启动。建立采煤机司机交接班记录制度,对采煤机运行情况及检查出现的问题作好记录,为下一班工作提供依据。故障分析与排除采煤机故障主要有机械元部件故障、辅助液压系统故障、电气元器件故障。(一).机械元部件故障机械元部件故障一般比较直观,容易查找,根据现场直接判断,损坏件及时更换。(二).辅助液压系统常见以下几种故障及处理方法列举如表7。表7采煤机辅助液压系统常见故障及处理办法故障现象可能原因处理方法1.摇臂不能动作调咼泵损坏更换调咼泵系统主油管损坏漏油更换油管手动换向阀发芯憋死检查手动换向阀,更换高压安全阀失灵,压力达不到规定压力值更换高压安全阀调咼油缸损坏泄漏严重或内部咬死更换调咼油缸2.摇臂调咼速度下降系统中存在泄漏,如有油缸漏油,胶管破损,密封损坏等检查系统,找出泄漏部位调咼泵容积效率过低,排除油量减少更换调咼泵高压安全阀密封不好,不打开也有较大泄漏更换高压安全阀密封3.摇臂锁不住,有下沉现象液力锁有泄漏更换液力锁,检修油缸活塞密封损坏,内部窜油检查密封,更换4.手动能电控箱-分线盒-换向电磁阀的电缆损坏检查电缆及接线,更换
够动作,电控不能动作电控接收盒损坏,无接收信号检查电控接收盒,更换换向电磁阀损坏更换换向电磁阀三).电动机常见故障及处理办法电动机常见故障及处理办法见表7。表7电动机常见故障及处理办法序号故障现象原 因排除方法1电动机通电后不转电缆芯线与接线柱连接不好重新连接电动机线圈烧损修理电动机的线圈2电动机起动时电磁噪音大但不转动二相屮有一相断线修理端线3电动机不能起动定子绕组相间短路或接地或转子断条找出断路、短路部件进行修复并找出事故原因。若因漏水、漏油导致绝缘损坏,还应更换0形圈或骨架油封。4电动机温升过高电动机负载过大减轻负载运转电动机断水修复水路、疏通水道,保持冷却水路的通畅电动机过载减轻负载电动机单相运行检查熔丝,排除故障电源电压太低检杳并调整电压电动机转子笼条断条更换笼子断条电动机定转子相擦检查轴承。轴承腔,轴承有无松动,定转子装配有无不良情况,加以修复。四).电气系统常见故障及处理方法电气系统常见故障及处理方法详见《KXJ7-2000/3300C型采煤机用隔爆兼本质安全型电控箱使用说明书》。维护、保养
采煤机的使用寿命及其工作的可靠性,在很大程度上决定正确的维护和保养。进行维护和保养工作时,要注意设备和人身安全,特别是在采煤机工作现场检修采煤机时,必须将左(或右)截割电动机的离合器脱开,牵引调速手把回零,隔离开关断开,运输机互锁钮旋互锁,紧急停车按钮按下;方可进行现场检修。检修时禁止带电开启所有防爆电器设备的盖板。(一).注油润滑采煤机各腔室油液,除润滑和冷却零件,防止腐蚀,延长使用寿命等作用之外,液压传动系统还需用油液传递动力,对采煤机的使用寿命特别重要,因此,采煤机对油液的质量与性能,有严格的要求。1.采煤机的注油润滑,使用中应按注油润滑的要求及时加入,保证采煤机的正常运转。润滑系统图见图(37)。―1-―1-/11L丄/W//FBqnunu图(37)润滑系统图润滑部位及润滑油脂的牌号见表8。表8注油点润滑油脂号注油量(升)检 查1.液压泵箱N100抗磨液压油180每班开车前,要检查油标、油位或用探针检查油位,并加油,每周现场检查油质,每月抽样化验油质。2.摇臂齿轮箱N320硫磷极压齿轮油403.左行走减速箱204.右行走减速箱405.行走箱和连接销轴ZL2锂基2号润滑脂注满每天检查一次并注油3.注意事项(1).按注油润滑图标明的部位及表一油脂牌号进行注油,不允许混用;(2).液压油与齿轮油,注入时必须过滤,以保证油质清洁;(3).注入油量应适当,要符合注油标明的要求;(4).截割电动机,牵引电动机,需按各自要求的时间及油脂牌号注油脂。4.润滑油脂更换标准(1) .N320硫磷极压齿轮油的更换标准,按常规处理。(2) .液压油的更换标准按以下两种方法确定:1) .化验室断定标准粘度 ±±15%酸值(KOH) ±1.0毫克/克水分 ±0.5%不溶解成分 ±0.7%2) .现场判定标准见表9。表9夕卜 观气味处置透明、澄清良照常使用透明、有小黑点良过滤后可使用乳白色良更新换油黑褐色恶臭更新换油判定油液是否混入水,可以用一个透明的容器,将油液抽到容器中,静止后,工作油液澄清的过程是由下至上澄清是混入空气,应排除混入空气的因素,油液可继续使用。5.油液的更换(1) .注油时应严格过滤,防止杂质或其它异物进入油池。(2) .向机器补充油时,必须用原牌号油,不得以其它牌号油液代用。(即不同牌号油液不能混合使用)。(3) .更换变质油液时,应仔细清洗油箱。(二).维护、检修采煤机维护检修要做到(1).采煤机下井一周后,必须对所有螺栓紧固件,全面逐个进行紧固。(2).采煤机在井下工作三个月后,应作一次预防性的检查,定期检查是做好日常维修工作的重要措施。其中包括日、周、季检。固定检查人员,认真记录检查修理情况。(3).采煤机采完一个工作面后(或运转一年左右),应升井进行解体大修。大修前,要做好充分的准备工作,明确重点,严格要求检修质量,过度磨损及损坏的零件一定更换新件。检修后还要对主要零部件进行必要的性能试验,特别是主要的液压元件,安装完毕后一定要在专用的试验台上做好性能试验,合格后,方可安装到部件中。(4).建立切实可行的维修工作组织。这是保证维修质量,保证安全运转,充分发挥机器工作效能的重要措施。(5).建立健全的规章制度,如:岗位责任制、巡回检查制、质量验收制、交接班制以及检修规程,操作规程等。(6).主要检修人员必须精通技术,对本机工作原理,具体结构熟练掌握。2.采煤机在工作面因故必须开盖时,须采取以下预防性措施:(1).选在顶板条件比较好,无片帮煤的地点停机,并要停止其它作业。(2).适当减小风量,并在主机周围洒水,上方架起防止顶板落渣的蓬帐。(3).彻底清理上盖板及螺钉窝内的煤尘。(4).人员服装用具等必须清洁,并要在拆前和装后点清所用工具数目,防止遗落在机壳内而造成事故。(5).液压传动腔内不准使用棉纱、布等抹擦油池和液压元件,以防造成液压传动故障,可用泡沫塑料擦拭。(6).各部位油池油液,应按油液更换标准处理。日检采煤机每日工作前应对下列事项进行检查和处理:(1).每班检查各部的油位是否适当,各油嘴润滑脂是否注满油,如缺油不可开动机器,要及时补充至各油箱规定值;2).抽样检查油质,发现超过标准规定值时,必须更换新油,如果油液乳化,必须找出乳化原因,检查冷却器和冷却水通路是否密封失效或开裂,排除故障后方可加新油(每周现场法检查,每月用化验法检查);(3).工作中要注意油温,如发现过热应立即停机检查,消除发热原因;(4).定期检查牵引部的粗过滤器和精过滤器,及时清洗和更换过滤芯;(5).电缆和水管有无挤压和破坏;(6).各主要部件的螺栓是否紧固齐全,各大部件间的对接螺栓和楔铁应随时保持紧固(7).各操作手把动作是否灵活可靠;(8).喷嘴有无堵塞或损坏,水过滤器是否堵塞;(9).截齿是否磨钝或丢失;(10).机器工作时应注意各部有无异常音响。以及油压、水压及水量分配等情况。周检(1).检查并清洗安装在液压传动部的粗过滤芯,必须及时更换精过滤芯;(2).检查牵引制动器,测出摩擦片的磨损量,超过规定值时,应成组更换磨擦片;(3).检查工作油质是否合乎要求;(4).检查压力表是否工作正常;(5).测定采煤机工作时各部位的油温和冷却水进出口温度;(6).检查和处理日常不能处理的问题并对整机的运行状态做好记录;(7).检查司机对采煤机日常维护情况。季检应由专业人员和主要工作负责人组成季检小组。季检除周检内容外对周检处理不了的问题进行维护和检修,并对采煤机司机的月检、周检工作进行检查,将检查及处理结果记录在采煤机工作档案中大修采煤机在采完一个工作面后应升井大修。大修要求对采煤机进行解体清洁检查,更换损坏零件及密封件,测量齿轮啮合间隙,对液压元件应按要求进行维护和试验,电气元件检修更换时,应做电气性能试验。机器大修后,主要零部件应做性能试验、整机空转试验,检测有关参数,符合大修要求后方可下井。九.运输与贮存运输包装后的采煤机在避免雨雪直接淋袭的条件下,可适用公路、铁路、水路等运输方式。贮存.采煤机较长时间或在冬天储存时,应置于室内空气流通、干燥仓库中。.备件存储时,对易生锈的备件应采取防锈措施。工业橡胶材料制品应在温度5~35°C的室内储存。.电控元件和液压元件应在相对湿度不大于70%和温度5~35C的室内储存。.产品在运输、储存过程中应保持清洁,不得与酸、碱物质接触,传动零部件、电控元件不应受剧烈振动撞击。十.定货须知及开箱检查1.定货须知(1).定货时须写明产品型号、名称、数量。.所需滚筒直径、截深、截齿型号。.是否安装液压制动器。.本说明书未及事项。随机文件.装箱清单(包括备品、备件和工具),1件;.产品合格证书,1件;(3).产品使用说明书(包括机械、电气部分),10本;.产品用户图册,2本。KXJ13-360/1140C采煤机用隔爆兼本质安全型电控箱执行标准:采煤机电控装置执行安全标志的产品检验规范(试行)KXJ10-360/1140C采煤机用隔爆兼本质安全型电控箱(Q/CL033-2008)使用说明书电气部分(一)
上海创力矿山设备有限公司ShanghaiChuangliMiningEquipmentCo.,Ltd.2008年12月1概述产品特点KXJ10-360/1140C采煤机用隔爆兼本质安全型电控箱及其电气系统。1.1.1采用高可靠性的可编程序控制器(PLC)为核心控制器件,可靠性高;1.1.2综合了先进的信号传输技术,采煤机控制操作方便灵活;1.1.3变频调速箱为机外载,先导及牵引均由载波控制,方便灵活,可靠性高;1.1.4采用大屏幕液晶显示器,提供全中文显示界面,系统参数显示全面准确;1.1.5具有参数记忆功能,有助于分析查找系统故障原因;1.1.6系统具备一定的故障自诊断能力。主要用途装置适用于周围空气中的甲烷、煤尘、硫化氢、二氧化碳等不超过《煤矿安全规程》中规定的安全含量的矿井中。该装置安装在采煤机上,与采煤机的变频调速箱配合,分别作为采煤机的截割电动机控制和保护、牵引电动机的控制和保护、调高电动机控制和保护、隔爆电磁阀的控制,并能显示操作顺序、运行参数及故障信息等。型式1.3.1防爆型式:矿用隔爆兼本质安全型;标志:Exd[ib]I。1.3.2型号组成及其代表意义采煤机用隔爆兼本质安全型电控KXJ10—360/1140C箱采煤机用隔爆兼本质安全型电控补充(派生)特征代号:采煤机主参数:额定功率(kW)/电压(V)顺序号第一特征代号:隔爆兼本质安全产品类型代号:控制箱基本参数 总第63页1.4.1额定工作电压:1140V。1.4.2额定工作频率:50Hz。本安输出端:Uo:18V,Io:320mA,Lo:330|iH,Co:8F工作制:8小时工作制、长期工作制、反复短时工作制。1.5使用环境条件该装置应在下列条件下可靠工作:1.5.1海拔不超过2000m;1.5.2周围运行环境温度一般为-5°C〜+40°C;1.5.3周围空气相对湿度不大于95%(+25C);1.5.4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》中规定的安全含量的矿井中;1.5.5在无破坏绝缘的气体或蒸汽的环境中;1.5.6无滴水的地方;1.5.7污染等级:3级;1.5.8安装类别:111类。2结构特征与工作原理结构特征该装置的电控箱布置于采煤机的中部,为隔爆兼本质安全型,具有控制、操作、显示及连线、分线等功能。整个电控箱内分为两个腔体(如图1),其一为位于采空侧的电控腔,其二为连线线腔。图1电控箱结构图它们之间通过两个1140V三芯穿墙接线端子、三个1140V四芯接线柱组件、三个过线组以及接线排62节来联系。在电控箱中用于进出线的喇叭口共有20个:图2喇叭口分布图靠煤壁侧有18个喇叭口(如图2),根据图2的编号依次是:左、右两边各有两个大弯喇叭口,分别为左、右截割电动机电缆出线喇叭口;上部左、右两边各有一个稍小些的弯喇叭口,分别是左右牵引电动机电缆的出线喇叭口;再他们下面的是泵电机的出线喇叭口;剩下的稍小的喇叭口依次是,左右天线、左右端头站、左升、左降、右升、右降、制动、瓦斯检测仪、备用。牵引电源和截割电源的进线喇叭口,布置在电控箱前盖板右侧(如图3),用于主电缆的引入。☆注意:各控制电缆的屏蔽层必须在接线腔内可靠接地。电器腔共有三个盖板:前盖板(如图3)和两个上盖板。
图3前盖板前盖板上有一个隔离开关手把,一个显示器窗口;有8个按钮,功能按自左而右,自上而下的顺序分别为:主启、牵启、截割启动、备用、主停(带机械闭锁)、牵停(带机械闭锁)、截割停(带机械闭锁)、运闭(带机械闭锁);电器腔内装有一台隔离开关、一套变压器组件、一套主控器、一个中文显示器、一台真空接触器等,它们在电器腔内的位置如图4所示,下面将对各个部件的功能进行简要的介绍。图4电器腔结构图隔离开关作为主回路电源的引入开关。在隔离开关转轴上设有一个机械联锁装置(位
于隔离开关轴后部),带动一行程开关,该行程开关触点串入磁力起动器(巷道内)的控制回路,实现隔离开关与磁力起动器间的电气联锁,以保证隔离开关不带电操作(先合闸,后送电;先断电,后分闸),紧急时也可通过隔离开关切断主回路。2.1.2变压器组件:控制变压器位于电器腔右前部(如图4),它的原理及各熔断器的主要参数如图5所示原边:电压1140V,通过1140V高压熔断器接入变压器T1的输入侧。副边:①电压28V;电流3A。给主控器内部非本安电源板(DY)供电,经整流桥整流后产生24伏电源,供隔爆电磁阀线圈电路使用。②电压0〜18V〜36V;电流4A(其中18V为中间抽头)。0〜18V为高压漏电模块1(LD1)供电,0〜36V作为非本安电源模块(DY)的另一个输入使用。图5变压器组件原理图2.1.3主控器主控器位于电器腔左侧(如图4),其核心元件是一个Panasonic高性能小型PLC,负责整个采煤机的控制与保护,还包括外部端子派、非本安电源模块等。面我们将对各个部件进行简要介绍。PLC组件
本系统采用了Panasonic高性能小型PLC(如图5)。它是由两个部分组成的,居左侧的是CUP模块,包含16点的数字量输入和16点的模拟量输出,以及RS484和RS232两种通信接口,CUP模块主要完成整个控制系统的逻辑运算、点式输入输出及系统通信;右侧是一个包含8组的模拟量输入模快,主要接收传感器采集的模拟信号,提供给PLC进行运算处理。图5PLC组件图主控器端子排
主控器与外部设备的数据交换和对外部设备的控制主要通过两个位于主控器前端的端子排实现的,外端子排如图6所示图6外端子排内端子排如图7所示W15V4JWH村M陆皿DK(JW1Z*t12VCBA-LZ4SltiGown踽0T-L2.S粧IMBA-L22UmBA-L25撅辭0T-L2.9撇fitA80-V0堀雑A8G-V4曲脱AHO-VI鋼脱AS0-V5船fitABO-V2果就岐A81-V6描淞A8O-V32WtDY-L5.224Vf0Y-L5.42M幽-DY-L5.1淋M-Dr-L5.32W-2W-DY-L5.5AC36VDY-L3.1AtMVDY-LUAC34VDY-L12M2IVD/-L1.1
2.1.3.3非本安电源组件(DY)非本安电源组件主要为电控箱内的各种设备提供支流激励,包括PLC电源、遥控器接收板电源、电磁阀电源、显示器电源以及各种继电器材等,我们采用国外进口的Vicor电源模块作为核心,开发出的非本安电源模快,可以保证整个控制系统的元器件工作在一个稳定的电压环境,大大减少了故障率。2.1.4GP中文显示器显示器安装在电控箱左上部箱口上,采用先进的液晶图形界面,通过与PLC通信,可实时显示系统的操作提示、工作状态和故障显示,如图8所示。2.1.4.1全中文的操作提示,防止误操作;2.1.4.2截割电动机的实时工作功率和温度显示;2.1.4.3牵引的方向和给定速度;2.1.4.4摇臂的动作状态;2.1.4.5显示日期和时间的时钟;2.1.4.6记忆工作参数的显示;2.1.4.7故障状态的滚动显示:a) 截割过载b) 电压异常c) 左截割电动机过热>155°Cd) 右截割电动机过热>155Ce) 牵引电机过载f) 泵电机过载☆注意:显示屏为液晶显示屏,防止硬物碰坏和划伤。MG160/360-WD型采煤机电控系统MG160/360-WD型采煤机电控系统上海创力矿山设备有限必司2008-10-188-1开始画面8-28-1开始画面8-2基本画面-123'左截割1-123'左截割1过载测CZ1.A9和CZ1.A14,#021.A^nczi.Al4包接;或是在屏蔽画面屏廠掉8-6故障处理画面图8GP中文显示器米煤机上电后,先出现8-1开始画面,3S后系统自动进入8-2基本画面,启动截割和牵引后进入8-3牵引画面,如果出现故障,则在8-2基本画面上会显示出故障,有相应的故障提示,在8-2的基本画面的右上角有个返回健,点击这个返回健可以进入8-4主画面,主画面上有四个按键,其中主画面显示按键可返回到8-2基本画面,故障显示按键可以显示出故障发生的时间,次数和当前系统有几个故障,故障屏蔽健可以进入8-5故障屏蔽画面,可以对系统的所有故障进行屏蔽,屏蔽时只需点击屏幕上的故障,相应的故障就会提示故障已屏蔽,故障处理方法健可以进入8-6故障处理画面,提示当前故障的处理方法。2.1.5真空接触器真空接触器作为左截割电动机的电源控制开关。2.1.6端头控制站所有拨钮开关在系统正常时应该是往下的
图10工作原理电气系统原理图如图11所示,具有以下控制功能:2.2.1恒功率自动控制设置恒功率自动控制的目的是为了充分利用截割电动机的功率,同时也不使电动机因超载而损坏。根据功率p=、尸・U・I・cosV公式,功率P正比于电流I。所以,采用两个电流互感器分别检测两台截割电动机的单相电流,就可以知道电动机负荷状况,电流互感器输出信号经处理后转变为0〜5V的信号,送入PLC进行比较,得到欠载、超载信号。当两台截割电动机都欠载(PW90%Pe)时,发出加速信号,牵引速度增加(最大至给定速度);当任一台电动机超载(P>110%Pe)时,发出减速信号,直至电动机退出超载区域。其中P:截割电动机实际功率;Pe:截割电动机额定功率。2.2.2重载反牵控制(此功能尚未使用)重载反牵引功能的设置是为了使采煤机避免严重过载,当任一截割电动机负荷大于130%Pe时,通过PLC的反牵定时电路使采煤机以给定速度反牵引一段时间后,再继续向前牵引。2.2.3截割电动机热保护在左、右截割电动机绕组内埋设有热继电器,温度接点直接接入PLC的开关量输入模块。当任一台电动机温度达155°C时,温度接点由原来的常闭触点打开,PLC输出信号将采煤机控制回路切断,使整机停电。
2.2.4牵引电动机热保护(目前此功能尚未使用)在左、右牵引电动机绕组内埋设PtlOO热电阻,Pt100直接接入PLC的模拟量输入模块。当任一台电动机温度达135°C时,电动机降低容量30%运行,达155°C时,PLC输出信号将使牵引启动回路断开,停止牵引。2.2.5牵引电动机负荷控制采用两个电流互感器分别检测左、右牵引电动机的电流,将电流信号转变为0〜5V的信号,送入PLC模拟量输入模块进行比较,得到欠载、超载信号。当两台电动机都欠载(IW90%Ie)时,发出加速信号,牵引速度增加(最大至给定速度);当任一台电动机超载(I>100%Ie)时,发出减速信号,直到电动机退出超载区域。图11电气系统原理图2.2.6采煤机控制回路采煤机先导控制回路如图12所示,SA1为主启按钮,SA2为主停(兼闭锁)按钮,主启自保点为主控器的CZ2-A17和CZ2-A18,先导回路是给主机载波发信模块也可连接主电缆里的控制线。图12采煤机先导控制回路2.2.7输送机控制回路输送机先导控制回路如图13所示,SA3为运闭按钮,ZBF2-Y接主机载波发信模块,CZ1-A16为24V+(载波发信模块的公共端)图13输送机先导控制回路电缆及接线系统电缆及接线系统如图1所示,电缆说明如下,装置和所配设备之间的连线已在图中标明。3.1机内系统共用了十五根电缆,全部由接线腔靠煤壁侧引出,简介如下:主电缆(用户自备)型号MCP-0.66/1.14KV 3X50+1X10+3X①58.6;截割电动机电缆 型号MCP-0.66/1.14KV3X25+1X6+4X①41;采煤机去变频器电缆(用户自备)型号MCP-0.66/1.14KV 3X25+1X6+4X2.5 ①41;去牵引及泵电机电缆型MCP-0.66/1.14KV3X6+1X6+3X2.5①10。4操作和显示由电控箱对采煤机进行下列操作及显示4.1.1通过磁力起动器远控方式,由电控箱面板按钮完成采煤机的主启、主停(兼闭锁);4.1.2通过磁力起动器远控方式,由电控箱面板按钮完成工作面输送机的停止(兼闭锁);4.1.3通过电控箱面板按钮完成截割电动机、调高电动机及变频调速箱的上电/下电,方式选择等操作;4.1.4通过电控箱面板按钮、端头控制站和无线电遥控,完成采煤机的牵引操作(包括牵引方向、牵引加速、减速、牵引停止);4.1.5通过端头控制站和无线电遥控实现左、右摇臂的升降;4.1.6通过端头控制站和无线电遥控实现采煤机的急停。4.2显示电控箱的全中文显示界面,提供操作步骤的提示,并实时显示截割电动机的功率和温度、牵引电动机的电流、采煤机的牵引给定速度等工作参数以及出现故障之后的故障提示和故障屏蔽,主要显示画面如图8所示。被控设备参数截割电动机4台,牵引电动机2台,调高电动机1台,具体参数见表1。配接设备及煤矿安全标志编号见表2。表1米煤机型号'、电动机MG130/300-BWD系列额定功率/电压/电流(kW/V/A)截割电动机4X65/1140/4X56牵引电动机2X15/380/2X31调咼电动机11/1140/7.8表2序号产品名称型号及规格安全标心编号生产商1采煤机用隔爆型三相异步电动机YBC3-3OO(G)MAI040017抚顺煤矿电机厂2采煤机用隔爆型三相异步电动机YBQYS-40(B)MAI020001抚顺煤矿电机厂
3采煤机用隔爆型二相异步电动机YBRB-2020059766抚顺煤矿电机厂4煤矿用移动屏蔽橡套软电缆MYP-0.66/1.14(10〜95)mm220024218辽宁凯斯特电缆集团有限公司5煤矿用移动屏蔽橡套软电缆MYP-3.6/6(16〜185)mm2MIA020006辽宁凯斯特电缆集团有限公司6煤矿用聚乙烯绝缘编织屏蔽聚氯乙烯护套通信电缆MHYVPQ2、3、4、5、7、10)X220024091-2004扬州市红旗电器制造有限公司7矿用固定式甲烷报警断电仪主机DJG-Z2011.8.5扬中市南方矿用电器有限公司8煤矿用低浓度甲烷传感器GJC42011.01.003扬中市南方矿用电器有限公司9矿用隔爆型电磁铁DTBF-25Z20034126宁波市电磁铁厂10矿用隔爆型采煤机遥控接收机KJD2920050191青岛天迅电气有限公司11矿用本安型采煤机遥控发射机KJD2820050192青岛天迅电气有限公司外形尺寸及重量外形尺寸:长X宽X高=865mmX894mmX360mm重量:798kg。7常见故障分析与处理7.1截割电动机不启动7.1.1原因截割电动机停止按钮未解锁隔离开关未合闸;主电缆控制芯线断开;7.1.1.4采煤机内部控制芯线断开;顺槽磁力起动器故障;7.1.1.6截割电动机故障。7.1.2故障处理方法将停止按钮解锁;7.1.2.2将隔离开关合闸;7.1.2.3更换电缆或修复控制芯线;7.1.2.4按接线图检查各连线环节,并正确连接;7.1.2.5更换或修复磁力起动器;7.1.2.6更换或修复截割电动机。7.2主机(截割电动机)不自保7.2.1原因7.2.1.1控制系统中电源组件部分的1140V熔断器烧断;控制线断开;7.2.1.3控制装置CAI、CA2或CA3主停继电器损坏。7.2.2处理方法7.2.2.1更换熔断器芯;7.2.2.2按接线图检查控制线自保回路,并正确连接;7.2.2.3修复或更换CAI、CA2或CA3电控盒。输送机不启动7.3.1原因7.3.1.1运输机停止按钮未解锁;主电缆控制芯线断开;7.3.1.3采煤机内部控制线断开。7.3.2处理方法7.3.2.1将停止按钮解锁;7.3.2.2修复或更换主电缆;7.3.2.3按接线图检查控制线并正确连接。8保养与维护该装置直接安装在采煤机上,振动很大,因此要求用户在保养时定期检查系统的紧固件、结构和电气接插件,以防松动。本系统由电子和电气元件组成,不使用时应存储在干燥通风的室内。运输时应防水、防雨淋、防跌落;装置严禁带电开盖;维护后,隔爆面应涂防锈油,盖与壳体隔爆接合面间隙不得大于0.3mm;在维护和使用不得修改本安电路及与本安电路有关的元器件型号、规格及参数等;装置只能与本说明书中规定的设备配接,与其它设备配接时必须重经防爆检验。9运输与贮存装置在进行井下装卸及搬运过程中,应避免强烈振动,严禁翻滚。装置应放在空气流通、干燥、无破坏绝缘的介质的仓库中。10订货需知及开箱检查定货时须写明产品型号、名称、数量;随机文件:装箱单,产品合格证,各1份,使用说明书各20份。中煤KXJ13-360/1140C采煤机用隔爆型交流变频调速箱执行标准:采煤机电牵引交流变频调速装置执行安全标志的产品检验规范(试行)KXJ13-360/1140C采煤机用隔爆型交流变频调速(Q/CL003-2008)使用说明书电气部分(二)上海创力矿山设备有限公司ShanghaiChuangliMiningEquipmentCo.,Ltd.2009年5月概述产品特点KXJ13-360/1140C采煤机用隔爆型交流变频调速箱及其电气系统(以下简称装置)。采用一个变频器拖动两个牵引电机,即“一拖二”工作方式;牵引能力强,系统起动转矩大,停止平稳;该装置具有瞬时过电流保护、过电压保护、欠电压保护、缺相保护、过热保护、差速保护、漏电闭锁和漏电保护及电源、运行等工作状态显示;该装置具有应急运行模式,保证采煤机的运行安全;该装置具有单点启动,多点操作及停止操作方式;该装置具有动力线载波通信功能,可以提高设备的可靠性。主要用途及适用范围该装置周围空气中的甲烷、煤尘、硫化氢、二氧化碳等不超过《煤矿安全规程》中规定的安全含量的矿井中。该装置作为采煤机行走部动力源的变频调速驱动装置,安装在工作面顺槽中,与KXJ10-360/1140采煤机用隔爆兼本质安全型电控箱配套使用,控制采煤机的行走调速和保护之用。型式防爆型式:矿用隔爆型标志:ExdI。型号组成及其代表意义KXJ旦—360/1140 C采煤机用隔爆型交流变频调速箱I—补充(派生)特征代号:采煤机 主参数:电动机额定功率(kW)/电压(V) 第二特征代号:顺序号1 第一特征代号:隔爆兼本质安全 产品类型代号:控制箱基本参数牵引变压器原边输入电压为1140V,副边输出电压为380V,容量为125kVA。1.4.2装置额定输出功率:30kW额定输出电流:2X31A1.4.3装置输出变频电源为:交流~83.4Hz,电压随频率变化最高为380V1.4.4控制方式:V/F控制;过载能力:150%1min;保护功能:过载、过流、过热、过电压、欠电压、缺相、差速、漏电闭锁和漏电保护;1.4.7控制电源,原边电压为1140V,副边电压为26V、18V〜0〜18V;1.4.8工作制:8小时工作制、长期工作制、反复短时工作制。使用环境条件该装置应在下列条件下可靠工作:1.5.1海拔不超过2000m;1.5.2周围运行环境温度一般为-5°C〜+40°C;1.5.3周围空气相对湿度不大于95%(+25C);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》中规定的安全含量的矿井中;在无破坏绝缘的气体或蒸汽的环境中;无滴水的地方;污染等级:3级;1.5.8安装类别:III类。结构特征与工作原理结构特征该装置位于采煤机外部,为矿用隔爆型电气设备,主要由接线腔、开关腔、变频器腔及牵引变压器腔四个腔室组成,其结构如图1所示。图1交流变频调速箱结构图牵引变压器腔该腔内的变压器是给变频器提供电源。其原边(A,B,C输入)为1140V,经穿墙接线柱、接线腔与巷道内磁力启动器的1140V电源相连;副边(a、b、c输
出)为380V,与变频器相连,为变频器提供输入电源。该腔为顶板水冷的隔爆腔体,变压器的底面紧贴腔体的底面,内覆耐弧漆,变压器运行过程中产生的热量大部分通过腔内的空气传到外壳,经外壳水冷被冷却水带走。变频器腔该腔内主要安装变频器及快速熔断器,变频器的主要发热元器件直接固定在铝合金底板上,变频器由两个压杆压紧在水冷却立板上,变频器运行过程中产生的热量大部分由铝合金底板传到立板,通过水冷立板以散发热量。其输入电源经快速熔断器和变压器输出相连。其输出经穿墙接线柱X9送到接线腔。<>1<>1E2申£士-jr//4I'图2变频器面板图图2为变频器的面板图,主要包括:输入接线端子R、S、T,输出接线端子U、V、W,显示器,连接控制电路的快速接插件,连接制动电阻的接线排等。☆☆警告:变频器在运输过程中,面板上必须安装保护罩,以防运输过程中的损伤。☆☆警告:变频器底板为铝合金,含镁量可能大于0.5%,根据防爆规程要求,变频器在运输过程中,底板必须垫木板保护,安装时应小心轻放,以避免产生危险的机械火化。开关腔该腔内主要安装有隔离开关、真空接触器、控制变压器、低压漏电模块及动力载波控制收信模块等。控制变压器将1140V电压变成26V以及18V〜0V〜18V电压分别给中间继电器和真空接触器线圈供电。低压漏电模块具有漏电保护功能,动力载波控制收信模块从1140V动力线上将电控箱侧发送的控制信号解调出来送给变频器。接线腔
该腔用于变频调速箱与磁力启动器和电控箱的联系及对外分线。详细介绍如下:变频调速箱1140V电源由磁力启动器通过X8进入接隔离开关QS2再经真空接触器KM2与牵引变压器的输入相连接。牵引变频器输出通过FUZ1、FUZ2、FUZ3连接变频器输入端,变频器输出端通过X9连接到电控箱X2再接X4,由X4连接左右牵引电机。另外,该接线腔还安装二个控制线过线组XII、XA3,通过接线排XQF1与电控箱相联系。2.2电气系统原理(图3)——c-rit:烂— 紋-二\ 3 4二.、I图3交流变频调速装置的电气系统原理图图3所示为交流变频调速装置的电气系统原理图,1140V/380V变压器为变频器提供电源,变频器的输出带两台15KW的牵引电动机,作为采煤机牵引部的动力,另外还包括外围控制保护电路及其电源系统。对主要元器件、控制电路作如下介绍。变频器主要由主回路、主控板、驱动板、控制盘及辅助显示、电源板、控制变压器及风扇组成。变频器原理示意图如图4所示。380V/50Hz供电电源经整流桥整流成为直流电压,然后经由主控板控制的逆变桥输出频率、电压可变的交流电源,做为牵引电机的供电电源。由交流异步电动机的转速公式:n=(l-S)60fl/P图4变频器原理示意图其中:fl—定子供电电源频率P—极对数(一定)S—转差率n—转速可知在其它参数不变的情况,异步电动机的转速与电源频率成正比。因此,通过改变行走电动机供电电源频率的方法,即可改变牵引电动机转速。2.2.2主回路变频器为交一直一交、电压型变频器。1140V三相交流电经隔离开关QS2和真空接触器KM2到牵引变压器输入侧,牵引变压器将1140V变为380V、50Hz三相交流电源,送入变频器输入端R、S、T,然后经快熔、三相交流接触器、电流互感器、三相交流电抗器,由变频器输入侧整流二极管组成的桥式整流电路整流,向滤波电容充电;为限制起始充电电流,这部分电路工作顺序为:首先交流接触器不吸合,三相电源由R、S、T整流后经与接触器主触点并联的限流电阻,向滤波电容充电,以限制起始充电电流,当充电电流小到一定值、直流回路建立足够电压时,三相交流接触器吸合,将限流电阻短接,此时电路建立起稳定的直流电压。然后再经过输出侧IGBT组成的逆变电路,将直流电逆变成变频变压的交流电(即VVVF电源),此电源接到牵引电机,即可调速。IGBT工作于开关状态,其导通与关断由驱动信号来控制。驱动信号由主控板形成,经驱动板放大后加到IGBT的门极,控制IGBT的导通和关断。主控板主控板也即微机板,它是变频器的心脏,各种信息的处理、控制以及指令的发送,都是由它来完成°IGBT的驱动信号也是由它产生。驱动板
主要用于放大由主控板产生的驱动信号,同时预处理电流、电压及温度等变频器的工况信息。2.2.5控制盘通过控制盘可直接对变频器进行运行控制(地面调试时)、参数设置、查询变频器的各个工况参数,当变频器故障时可显示故障信息。☆注意:控制盘只是在出产或地面检修时操作,在井下严禁操作。2.2.6风扇变频器顶部装有两个冷却风扇,增强变频器运行产生的热量经外壳水冷的效果。2.2.7变频器外围电路外围电路包含为完成变频器操作而设置的控制及保护电路,主要由真空接触器、低压漏电模块、控制变压器和显示器以及动力线载波控制模块等组成。2.2.7.1控制变压器控制变压器原边电压1140V,副边电压为26V、18V〜0V〜18V,它们分别用于中间继电器电源、真空接触器的线圈电源。2.2.7.2动力线载波控制模块本采煤机采用了先进的动力线载波通信技术,可以非常方便地实现采煤机电控箱和变频箱之间的通讯和控制。动力线载波控制模块结构简单、可靠性高、抗干扰能力强、维护方便,比传统多芯电缆控制方式在节省电缆资金消耗,特别是消除控制线高事故率上具有显著优越性。**av5 1**av5 114OV;S3OQVTW工栅
襄减T况幵兀我FT"屯滅临入FT"屯滅临入rrJLK XJ35WLJTl-m hj相乂ffr甘m.ew图5载波通信模块内部原理图工作原理:如图5所示,动力线载波控制模块由发信模块和收信模块成对构成,其中发信模块装在采煤机电控箱内,收信模块装在采煤机变频箱内。采机开关吸合时,变频箱内的36V给收信模块供电,收信模块向采机负荷电缆二相间送
出源频载波信号(简称“信源”),装在采煤机内的发信模块从负荷电缆获得“信源”后变频为数码载波返送回负荷电缆,其数码特性是由采机控制按扭J、L、X开闭状态决定的。收信模块从负荷电缆收到的这个数码载波经解调、解码成J、L、X对应指令,驱动各自执行继电器,从而达到远方载波控制目的。采机开关吸合期间,收信模块内信源自动停发,发信模块靠动力电维持发码。图6动力线载波控制原理图工作过程:如图6所示,采煤机隔离开关闭合后,电压36V~向收信模块供电,其中,主机载波收发模块可实现主机的启停,运输机的解闭锁及采煤机与配电间的打点信号联络。主机得电后,24V稳压模块工作,PLC工作,MQZK2-F模块待机。按牵合按钮PLC牵合输出闭合,牵合载波信号发出,收信模块对应H触 总第87页点闭合,变频器得电。这时若按下一个方向按钮键,则收信模块对应方向触点闭合并保持,向变频器给定方向,根据按下时间的长短,收信模块速度信号直流输出从0起升至10V以内某一值。如需降速则改按一下反向钮,使电压回降。若需立即停走则按一下牵停钮,速度电压瞬间回零,同时方向触点断开,直到重新给定方向及速度。485载波通讯模式(此功能尚未使用)将变频腔的拨钮开关B2拨到相反方向,动力载波收信模块的电源断了,PLC工作了,这时可以接收来自电控箱的485通讯信号,由PLC直接给变频器信号。变频器的电气性能2.3.1变频器的供电电压波动范围允许为额
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