張引剛

（1.中國(guó)礦業(yè)大學(xué) （北京），北京市海淀區(qū)，100083；2.山西煤炭運(yùn)銷集團(tuán)臨汾公司，山西省臨汾市，041000）

1 概述

山西三元煤業(yè)選煤廠是一座礦井型選煤廠，洗選設(shè)計(jì)能力為180萬(wàn)t／a，主要入洗原煤為中灰和低硫瘦煤，選煤廠主要洗選產(chǎn)品為9級(jí)或10級(jí)煉焦瘦精煤。選煤廠采用回收率較高的重介質(zhì)分選工藝，小于13mm 細(xì)粒末精煤采用脫水脫介篩和離心脫水機(jī)兩道脫水工藝。

選煤廠主要工藝流程見(jiàn)圖1，大于50 mm 的原煤經(jīng)動(dòng)篩選矸后，與小于50 mm 的原煤混合由帶式輸送機(jī)運(yùn)送至重介廠房，給入無(wú)壓三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器，以單一低密度懸浮液一次性分選出精煤、中煤和矸石。精煤、中煤分別脫介脫水分級(jí)，塊煤直接作為最終產(chǎn)品，末煤經(jīng)離心機(jī)二次脫水作為最終精煤、中煤產(chǎn)品；矸石經(jīng)過(guò)脫介脫水后成為最終矸石。合格重介質(zhì)的一部分經(jīng)分流產(chǎn)生小于1mm的粗煤泥，由粗煤泥振動(dòng)篩進(jìn)行一次脫水分級(jí)，振動(dòng)篩篩上物進(jìn)入精煤泥離心機(jī)進(jìn)行二次脫水分級(jí)，其產(chǎn)品并入最終精煤產(chǎn)品。煤泥水系統(tǒng)經(jīng)浮選機(jī)分選出精煤和尾煤，經(jīng)過(guò)脫水處理后，成為浮精和煤泥產(chǎn)品。塊精煤、末精煤和浮精煤匯合在一起成為最終精煤產(chǎn)品。

該選煤廠末精煤脫水選用LLL 型立式螺旋刮刀卸料離心機(jī)，在實(shí)際使用過(guò)程中，由于該設(shè)備采用皮帶磨擦驅(qū)動(dòng)油泵，這種靠摩擦動(dòng)力傳遞方式雖節(jié)省電能，但傳動(dòng)不可靠，產(chǎn)生動(dòng)能不足。選煤廠第一步將其技改為電機(jī)驅(qū)動(dòng)。之后，又因前期使用了尼龍齒輪套聯(lián)軸器，這種聯(lián)軸器中的尼龍材質(zhì)使用周期短，從構(gòu)造特點(diǎn)上損壞后不易被發(fā)現(xiàn)，這些因素都直接影響到了離心機(jī)的正常供油，進(jìn)而影響全廠的生產(chǎn)進(jìn)度。選煤廠第二步將其更換為鑄鋼材質(zhì)，并由齒輪傳動(dòng)更換為滑塊傳動(dòng)。該廠對(duì)離心機(jī)潤(rùn)滑系統(tǒng)實(shí)施 “二步走”改進(jìn)方法后，現(xiàn)場(chǎng)使用效果極佳，解決了困擾生產(chǎn)問(wèn)題。

圖1 選煤廠主要工藝流程圖

2 LLL型離心機(jī)的主要構(gòu)造和潤(rùn)滑系統(tǒng)

山西三元選煤廠末精煤脫水作業(yè)選用的是LLL型立式螺旋刮刀卸料離心機(jī)，其配置情況見(jiàn)表1。立式螺旋刮刀卸料離心機(jī)是選煤廠常使用的脫水設(shè)備，適用于末精煤和末中煤的脫水，入料粒度為0～13mm。

LLL型立式螺旋刮刀卸料離心機(jī)主要由篩籃、螺旋刮刀、鐘形罩和布料錐等組成，離心機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)主要通過(guò)三角皮帶傳動(dòng)和兩對(duì)斜齒圓柱齒輪組成。離心機(jī)的潤(rùn)滑采用稀油集中潤(rùn)滑系統(tǒng)，潤(rùn)滑油從油箱經(jīng)濾油器進(jìn)入齒輪油泵，然后經(jīng)主壓油管進(jìn)入多支油管 （分油器），再經(jīng)4個(gè)分支管進(jìn)入離心機(jī)各潤(rùn)滑點(diǎn)。油泵動(dòng)力來(lái)自1個(gè)壓緊皮帶輪，即三角皮帶緊邊的油泵傳動(dòng)輪，借助三角皮帶與油泵傳動(dòng)輪之間的摩擦帶動(dòng)齒輪油泵轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖2所示。

表1 離心機(jī)配置情況

圖2 采用皮帶摩擦驅(qū)動(dòng)油泵的方式

LLL型立式螺旋刮刀卸料離心機(jī)基本工作原理為：當(dāng)按下離心機(jī)操作開(kāi)關(guān)的啟動(dòng)按鈕后，電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)并帶動(dòng)傳動(dòng)皮帶輪1運(yùn)轉(zhuǎn)，由皮帶帶動(dòng)傳動(dòng)皮帶輪2運(yùn)轉(zhuǎn)，再帶動(dòng)齒輪箱中的兩對(duì)斜齒圓柱齒輪運(yùn)轉(zhuǎn)，這兩對(duì)斜齒圓柱齒輪的齒數(shù)是不同的，因此傳動(dòng)比不同，一對(duì)齒輪的軸與篩籃相連，一對(duì)齒輪的軸與刮刀相連，刮刀與篩籃同向不同步旋轉(zhuǎn)，入料由立式離心機(jī)的頂部入料口給入，借助自重落至篩籃與鐘形罩與刮刀之間，入料的水分由于離心力的作用會(huì)向外透過(guò)篩籃甩入離心液通道中，而失水部分則在刮刀與篩籃的轉(zhuǎn)差作用下，由刮刀刮至落煤口下落至帶式輸送機(jī)上，從而實(shí)現(xiàn)脫水過(guò)程。當(dāng)皮帶開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，其會(huì)帶動(dòng)油泵上的壓緊輪運(yùn)轉(zhuǎn)，再帶動(dòng)油泵的運(yùn)轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)供油點(diǎn)的供應(yīng)。

2 存在的問(wèn)題

2.1 皮帶磨擦驅(qū)動(dòng)油泵存在的問(wèn)題

（1）由于三角皮帶長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)，被拉長(zhǎng)后三角皮帶與張緊輪之間不能產(chǎn)生足夠的摩擦力，三角皮帶轉(zhuǎn)動(dòng)而壓緊皮帶輪不轉(zhuǎn)造成停止供油的現(xiàn)象。雖然離心機(jī)處在工作狀態(tài)，但由于潤(rùn)滑不到位造成缺油。

（2）由于固定壓緊皮帶輪的螺栓松動(dòng)使得壓緊輪位置移動(dòng)，并與三角皮帶間產(chǎn)生間隙，不能產(chǎn)生足夠的摩擦力使壓緊輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從而油泵不工作造成缺油。

（3）由于長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)，壓緊輪本身磨損造成直徑變小，與三角皮帶不能很好的接觸，壓緊輪不轉(zhuǎn)造成油泵停止工作、缺油。

上述3種現(xiàn)象崗位工不易檢查出來(lái)。雖然油箱油位符合要求，但不能及時(shí)供應(yīng)給各潤(rùn)滑點(diǎn)，造成離心機(jī)在傳動(dòng)過(guò)程中齒輪缺油磨損并發(fā)生咬嚙現(xiàn)象，直至齒輪被打。2010年6 月份發(fā)現(xiàn)2 臺(tái)離心機(jī)齒輪均被咬嚙，齒輪被磨損后檢修時(shí)需將離心機(jī)的部件全部拆卸才能更換齒輪，維修量增大，同時(shí)容易在裝配過(guò)程中出現(xiàn)其它問(wèn)題。

2.2 前期油泵齒輪聯(lián)軸器存在的問(wèn)題

前期油泵齒輪聯(lián)軸器見(jiàn)圖3，其工作原理是主傳動(dòng)齒輪的左側(cè)與油泵電機(jī)的輸出軸相接，尼龍齒輪套的內(nèi)表面兩側(cè)各有齒數(shù)不同的嚙合面 （左側(cè)的嚙合齒數(shù)少于右側(cè)的嚙合齒數(shù)），主傳動(dòng)齒輪的右側(cè)與尼龍齒輪套的內(nèi)表面左側(cè)相接，從動(dòng)齒輪的左側(cè)與尼龍齒輪套的內(nèi)表面右側(cè)相接，從動(dòng)齒輪的右側(cè)與油泵的輸入軸相接。當(dāng)油泵電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，主動(dòng)齒輪通過(guò)電機(jī)帶動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，而主動(dòng)齒輪與尼龍齒輪套嚙合傳動(dòng)，尼龍齒輪套又與從動(dòng)齒輪嚙合，從動(dòng)齒輪再帶動(dòng)油泵工作。

圖3 前期油泵齒輪聯(lián)軸器

油泵齒輪聯(lián)軸器存在的缺陷主要有兩個(gè)方面，一是齒輪套采用尼龍材質(zhì)制作，在與主、從動(dòng)齒輪嚙合傳動(dòng)時(shí)齒輪套齒牙易磨損，容易出現(xiàn)主動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)而從動(dòng)齒輪不轉(zhuǎn)，致使電機(jī)旋轉(zhuǎn)而油泵不工作，最終導(dǎo)致離心機(jī)各潤(rùn)滑點(diǎn)缺油，造成軸承抱死現(xiàn)象；二是齒輪聯(lián)軸器磨損后沒(méi)有異常聲音，不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)聯(lián)軸器存在問(wèn)題。

3 改進(jìn)措施

3.1 解決油泵動(dòng)力問(wèn)題的技改方案及使用效果

將離心機(jī)由壓緊輪驅(qū)動(dòng)油泵的方式改為直接由電機(jī)驅(qū)動(dòng)，具體配置見(jiàn)表2，油泵加入全廠設(shè)備的集中控制系統(tǒng)。使離心機(jī)與油泵間成為閉鎖關(guān)系，即油泵不啟動(dòng)，離心機(jī)不啟動(dòng)；離心機(jī)不停，油泵不能停，并且有10s的時(shí)間差，以保證離心機(jī)提前有充足的潤(rùn)滑時(shí)間。在油泵的出油管和回油管分別裝有1個(gè)壓力表，并裝有油流指示，以檢查油泵的工作狀態(tài)。實(shí)踐證明，經(jīng)過(guò)技改后離心機(jī)的潤(rùn)滑良好，延長(zhǎng)了各種軸承、齒輪的使用壽命，便于崗位工對(duì)各支油管的油流和油位情況進(jìn)行觀察。

表2 改造電機(jī)的配置情況

3.2 解決油泵傳動(dòng)問(wèn)題的技改方案及使用效果

針對(duì)齒輪聯(lián)軸器在生產(chǎn)使用過(guò)程中出現(xiàn)的種種問(wèn)題，對(duì)此聯(lián)軸器進(jìn)行改造，將聯(lián)軸器的材質(zhì)由尼龍更換為鑄鋼材質(zhì)，并由齒輪傳動(dòng)更換為滑塊傳動(dòng)。

圖4 新的油泵齒輪聯(lián)軸器

新的油泵齒輪聯(lián)軸器見(jiàn)圖4，其工作原理是主傳動(dòng)齒輪的左側(cè)與油泵電機(jī)的輸出軸相接，而梅花墊置于主傳動(dòng)輪與從動(dòng)輪相合后的6塊扇形空隙區(qū)域，梅花墊在其中起到一個(gè)緩沖作用，從動(dòng)齒輪的右側(cè)與油泵的輸入軸相接。當(dāng)油泵電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，主動(dòng)齒輪通過(guò)電機(jī)帶動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，通過(guò)梅花墊帶動(dòng)從動(dòng)輪，從動(dòng)齒輪再帶動(dòng)油泵工作。

滑塊聯(lián)軸器的特點(diǎn)是采用滑塊傳動(dòng)，當(dāng)出現(xiàn)梅花墊破損時(shí)，由于兩對(duì)輪 （鑄鐵）直接摩擦接觸就會(huì)發(fā)出噪聲，引起操作工的注意，以便能夠及時(shí)更換。在使用過(guò)程中，滑塊聯(lián)軸器比齒輪聯(lián)軸器的使用壽命長(zhǎng)。

4 結(jié)語(yǔ)

實(shí)踐證明技改效果良好，聯(lián)軸器改造后，離心機(jī)杜絕了因軸承缺油抱死的現(xiàn)象，降低了檢修成本和費(fèi)用，保證了設(shè)備的連續(xù)生產(chǎn)，對(duì)洗煤廠的正常生產(chǎn)具有重要的作用。

［1］ 張忠全.新型篩網(wǎng)沉降離心機(jī)在古礦選煤廠煤泥水系統(tǒng)中的應(yīng)用 ［J］.中國(guó)煤炭，2011 （9）

［2］ 吳式瑜.重介質(zhì)選煤技術(shù) ［M］.徐州：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，2006

［3］ 倪興華.王崇君.選煤廠工人技術(shù)操作規(guī)程 ［M］.北京：煤炭工業(yè)出版社，2003

［4］ 郝鳳印.選煤手冊(cè) ［M］.北京：煤炭工業(yè)出版社，1993