永磁耦合器在选煤厂带式输送机传动装置改造上的应用

李韬晦

(晋能控股煤业集团 煤炭洗选分公司，山西 大同 037003)

麻家梁选煤厂为特大型选煤厂，年入洗原煤为1 200万t，为了节能提效，该选煤厂从传动装置改进入手，率先对C301带式输送机传动装置进行研究分析，发现现有的电机传动机组工程设计时功率富余量大，电机额定功率高于实际需求的30%以上，存在能耗高、资源浪费大、系统安全性差、系统部件磨损严重等问题，严重制约系统效率的提升。

1 现有转动装置分析

现有转动装置是传统的液力耦合器连接方式，采用异步电机联结减速机、液力耦合器、驱动滚筒的传动结构，通过集控室集中控制线路上的各电机运行。存在以下问题：功率因数低、耗能大，启动电流大；供电变压器选用容积大，启动时运转不平稳，对胶带造成一定冲击；前端减速机机械损耗大、传动率低，运行效率低、能耗大，不符合节能环保的要求；传动装置结构复杂，日常维护工作量大，安装、拆卸困难，运维成本高；以油为工作介质的液力耦合器维护不当易造成火灾；传动装置整体使用寿命短，一般2～3 a即需更换。针对以上问题，要想提高传动装置效率，减轻减速机负担，最有效的方法就是对液力耦合器进行改进。

2 永磁耦合器优点

永磁耦合器传动是一种无机械连接的传动方式，其工作原理是通过导体和永磁转子之间的气隙，实现由电动机到负载的转矩传输，其优点体现为：节能效果显著，可调节气隙改变转速，节能率达到10%～50%；带缓冲的软启动，减少电机的冲击电流，延长设备使用寿命；可容忍较大的安装中的误差，大大简化了安装调试过程；具有超载保护功能，提高了整个电机驱动系统的可靠性；免于维护，没有轴承，不需加润滑油或打油脂；无磨耗件，无材质劣化问题；设计寿命30 a，使用寿命长；体积小，安装方便，可方便地进行系统改造；结构简单，适应各种恶劣环境，不产生污染物，符合绿色产品要求。

3 带式输送机传动装置改造方案

该次对C301带式输送机传动装置进行改造试验，按照技术参数要求，查阅大量资料[1-3]，最后选用了WF-CT(扭矩限制型)永磁耦合器，其参数见表1，结构图见图1。

表1 永磁耦合器参数

3.1 安装前准备

检查电机和负载轴向窜动，均不得大于0.76 mm，安装示意见图2。

3.2 安装法兰

安装前检查电机、负载法兰配合尺寸。轴必须去除毛刺、去油、清洁、干燥。轴与法兰配合段的粗糙度要达到1.6～3.2。在每根轴上按相应的法兰的长度画记号线，轴与法兰配合的建议最大径向间隙见表2。为了改善电机和负载轴的动平衡，在键槽内安装一只半键，检查半键不要突出轴圆周面。

图1 WF-CT系列永磁传动器结构

图2 安装示意

表2 轴与法兰配合的建议最大径向间隙

3.3 安装永磁传动器

将永磁转子部件安装到负载轴上，联接电机法兰与导体转子部件。

3.4 拆除传动器紧定螺钉

拆除传动器每侧的紧定螺钉，远离传动器储存。

3.5 永磁传动器转子部件对中

永磁传动器转子部件对中目的是使永磁转子与导体铜盘间的气隙相等，气隙值在每个位置都相等(误差<0.75 mm)，永磁传动器气隙示意见图3。

图3 永磁传动器气隙示意

永磁传动器转子部件对中操作程序如下：

1) 角向、轴向对中：测量传动器中导体转子与永磁转子端面之间的距离。径向对中：测量永磁转子外圆与气隙板之间的距离。

2) 通过移动电机、使用电机地脚顶丝、电机地脚垫片完成找正。当所有测量值满足图3的规定，对中完成。

3) 拧紧所有电机地脚螺栓。

4) 复核对中径向对中和拧紧电机地脚螺栓的操作都可能改变角向、轴向对中。如果对中数据不正确：松开电机地脚螺栓，重复步骤2，直到对中正确。

3.6 系统调试

1) 准备试运转：①确认导体转子紧定螺钉已经拆除；②点动电机，确认转向是否正确；③安装隔音罩或防护罩；

2) 系统试运转：① 启动电机；②测量电机与负载的振动；③注意运转是否有异常声音。

4 应用效果

永磁耦合器使用以来，该选煤厂301胶带传动效率明显提高，小时带煤量也有所上升，节能环保效果显著。转矩限制可以实现自动堵转保护，提高了整个电机驱动系统的可靠性，且易于维护。同时系统运营成本降低，选煤厂的效益进一步提高：301胶带经过传动装置改造后，传动效率提高了10%，电力消耗降低了20%，全年可节约电费60万元；由于使用永磁耦合器后不再使用润滑油，每年润滑油费用减少10万元；设备维护和检修方面，较为简易，每年减少维护费用30万元；预计全年综合增效为100万元。

可见，改造后应用永磁耦合器的无机械连接的传动方式，较传统的液力耦合器传动方式具有明显的优势。