浅谈煤矿大型固定设备安装

摘 要：介绍目前煤炭在国民经济中发挥的作用和我国煤矿的发展水平，阐述了大型固定设备及其安装在矿井中的重要作用。并详细介绍了煤矿大型固定设备安装前的准备工作，包括设备基础的计算和建造以及地脚螺栓和垫铁的设计等；详细介绍了大型固定设备安装的步骤和设备安装过程中找平找正的方法以及二次灌浆的要求，结果证明高质量安装大型固定设备是矿井安全、经济、高效生产的保障。

关键词：大型固定设备；煤矿；安装

1概述

随着国家对煤炭工业安全高效开采的要求，一大批生产规模化、装备现代化、队伍专业化、管理信息化的现代化矿井应运而生，而这些现代化矿井是在大型固定设备的基础上产生的，同时大型固定设备安装的质量又直接影响着矿井的安全生产，所以大型固定设备的安装在现代化矿井中起着非常重要的作用。

2安装前准备工作

2.1建造基础

煤矿大型固定设备本身具有一定的重量，此外，设备在运转时有一定的摆动和震动，前者系静载荷，后者为动载荷，一般的地坪不能承受这两种载荷的，所以，设备必须安装在基础上，使载荷作用于基础，再由基础传到地基上。基础的尺寸通过以下计算可求的：

G=αGm

式中G—基础的计算质量

Gm—机器的质量（由设备说明书查得）

α—负荷系数

根据基础的计算质量计算基础的体积：

V=G/G1

式中：

V—基础体积，m3

G—基础质量，kg

G1——基础单位体积的质量，kg/m3

混凝土基础按G1=2000 kg/m3计算。

在基础体积求得后，尚需确定基础的面积和深度，基础的面积是根据基础图算得或按机座每边加宽100～300mm来确定的，在面积确定后，就能确定基础的深度。

2.2校核零部件

按照图纸和设备清单校核主要机电设备的零部件是否齐全，是否符合装配图和基础图的尺寸（尤其是设备的地脚螺栓孔等有关尺寸），这一点很重要，否则在基础建造好后有设备对不上位置的可能，另外还要检查在运输和保管中是否有损伤。设备运来时都附有说明书和部件名称、数量、规格等，在校核中发现零部件缺少、不合格、有缺陷和图物对不上时必须及时处理。

2.3加工附件

大型固定设备安装通常所用的附件有垫铁和地脚螺栓等。

2.3.1垫铁

在设备安装中使用垫铁的主要目的是调整设备的水平度和高度。垫铁要承受设备的重量，又要承受地脚螺栓的拧紧力，所以垫铁要有一定的面积，其面积大小是根据基础所承受的压力来决定的。

原则上每一个地脚螺栓都应有一组垫铁，垫铁组数的确定计算公式如下：

Z=A/KF

式中Z---垫铁的组数；

A---垫铁底面的总面积（mm2）；

K---有效接触系数，可取0.65-0.85；

F---每一组垫铁的底面积（mm2）。

2.3.2地脚螺栓

一般情况下，地脚螺栓的直径D和长度L分别按下面公式计算：

D=D0-（3～5）（mm）

L=15D+S（mm）

式中D---地脚螺栓的直径；

D0---地脚螺栓孔直径；

L---地脚螺栓的最小长度；

S---垫铁高度、设备底座厚度、螺帽厚度以及应留余量（2～3扣）的总合。

3设备安装

基础施工的标准、验收和设备、零部件的检验以及地脚螺栓和垫铁的加工、安装要求在设备安装前准备工作中已经介绍过了，下面重点介绍一下设备安装找平找正的方法和二次灌浆的要求。

3.1设备安装找平找正

3.1.1设备本身找平找正

找平通常采用的方法有：①以加工面为基准面找平；②加工立面为基准面找平；③利用样板找平等。水平仪、水管连通器、水准仪等是通常找平所使用的仪器。

找正通常采用的方法有：①挂线法；②直角尺法；③尺竿法；④平行线法等。

下面以滚筒直径2.5m的矿井提升绞车主轴安装找平找正为例，主轴吊装就位后，应进行找平找正工作。主轴的找平方法，首先在主轴前方固定好水准仪，然后在主轴两端的轴承面上安放带有刻度的钢板尺，通过水准仪先观测一端轴承上的钢板尺刻度，并将其刻度数值记录下来，而后观测另一端轴承上的钢板尺刻度，将两个刻度数值进行比较，即可得出两端轴的高低差，然后利用两端轴承座下面所垫的斜垫铁进行调整，直至主轴水平合格为止；主轴找正，在主轴找正前，首先在安装基准线架上挂上∮0.5mm的钢线并拉紧，然后在基准线上挂4条线坠，采用双线坠两点连线法（挂线法）找正主轴的中心位置，但在找正前应将轴颈的顶尖孔内压上铅块并找出轴心点，在找正时以观测两条线坠垂线重合并对正轴心眼为合格，当轴心眼左右偏斜时，可调整轴承两侧垂直放置的斜铁移动轴承，使轴心眼移至要求的位置。

3.1.2校核同轴度

煤矿大型固定设备的运转通常是由大功率高压电机所驱动的，但是电机的转速比较高，不能直接来驱动设备，往往是通过增设减速装置（减速器又叫齿箱）进行驱动，电机和减速器（齿箱）之间通过联轴器进行连接安装，为了确保设备能够正常运转，就必须校核电机和减速器连接的同轴度，也就是找平找正，这种找平找正通常采用百分表找正法和刀尺找正法。

百分表找正法是用卡子、百分表架和底座将百分表固定在联轴器上，转动联轴器观察其上、下、左、右偏差和端面跳动。为了易于准确读出百分表的读数，在找正时可以将百分表测杆压入一点，让它预先转动一圈左右，便能读出正负值（直径大为正值，直径小为负值）。

刀尺找正法是用刀尺（或在要求不高时可用钢片尺）在每隔四分之一圆周处靠在两对轮的外圆柱面上，观察两对轮与尺子的接触情况，并用塞尺量出间隙的大小。在调整好的情況下（如两对轮外径相等），两对轮的外圆柱面母线应与尺子紧密接触，无缝隙，在测量前还应先量出两对轮外圆的直径，根据两直径差和量出的间隙来计算两轴线偏移量，然后对它进行调整，在调整时，还应用塞尺量出两对轮的端面间隙，算出倾斜度，并加以调整，在调整后，应达到说明书的精度要求，或者按下面的要求：同轴度（偏移量）不大于0.2mm；倾斜度不大于0.6/1000；端面间隙应比轴的轴向窜量大2～3mm。

3.2二次灌浆

所谓二次灌浆，就是将设备底座与基础表面的空隙以及地脚螺栓孔用混凝土或砂浆灌满。其作用之一是固定垫铁（可调垫铁的活动部分不能浇固），另一作用是可以承受设备的负荷。二次灌浆的操作要求如下：

（1）灌浆前，要把灌浆处用水冲洗干净，油污、浮锈等应清除干净，以保证新浇混凝土（或砂浆）与原混凝土结合牢固。

（2）灌浆一般采用细石混凝土（或水泥砂浆），其标号至少应比原混凝土标号高一级。碎石的粒度约为5～15mm，水泥用400号或500号。

（3）灌浆时，应放一圈外模板，其边缘距设备底座边缘一般不小于60mm；如果设备底座下的整个面积不必全部灌浆，而且灌浆层需承受设备负荷时，还要放内模板，以保证灌浆层的质量。

（4）灌浆工作要连续进行，不能中断，要一次灌完。砂浆灌浆过程中不允许捣动，但可以引流，要保持地脚螺栓和安装平面垂直。

（5）灌浆后，要铺设抹布洒水养护，养护日期不少于一周。待混凝土养护达到其强度的70%以上时，才允许拧紧地脚螺栓。

总之，大型固定设备是现代化矿井的重要组成部分，其高质量的安装是矿井安全、经济、高效生产的保障。

参考文献：

[1]齐殿有.矿山固定机械安装工艺【M】北京：煤炭工业出版社，1986.

[2]李凡.矿山机械修理与安装【M】重庆：重庆大学出版社，2009.

作者简介：

杨天文（1982-），男，工程师，2005年毕业于安徽理工大学电气工程自动化专业，长期从事于煤矿机电设备安装.