煤矿用ＹＤＢ型电动滚筒的优化设计

摘要:介绍了泰兴减速机厂研发的一种新款式煤矿用电动滚筒,该产品的某些键技术已获得专利。

　     泰兴减速机厂是一家专业生产电动滚筒的企业,近期根据市场发展的需要,研发了一种用于煤矿提升运输的新款油冷式隔爆型(ＹＤＢ型)电动滚筒,其总体结构如图1所示。
 

　　该产品设计除了按照行业标准ＪＢ/Ｔ7330-94《电动滚筒》中的要求进行加工制作外,还满足ＺＢＫ25 002《ＹＢ系列隔爆型三相异步电动机技术条件(机座号80-315)》标准中的要求。
     
1　研发依据
        根据煤矿用设备安全规程中的有关要求:①当电动机、左法兰轴、接线盒组成的内部发生气体混合物爆炸时,不应损坏或产生影响其零件的隔爆性能,内部爆炸火焰不允许通过外壳的隔爆接合面。由于电动机为半油浸式,故要求电动机的防护等级要达到ＩＰ55的要求;②当滚筒体、端盖、压盖、右支承轴组成的内部结构发生气体混合物爆炸时,不应损坏其零件或产生影响隔爆性能的形变,内部爆炸火焰不允许通过外壳的隔爆接合面引起其外部的爆炸气体混合物爆炸;③隔爆型电动滚筒的呼吸装置须能达到隔爆的要求,以确保电动滚筒正常运行时,其内部产生的气体压力能通过该装置溢出达到泄压的目的,但一旦发生爆炸时产生的火焰不能通过此装置;滚筒体内的冷却润滑油能同时满足电动机电枢的冷却和齿轮的润滑,并有效地防止滚筒体内的冷却润滑油与外界爆炸性气体接触。
        
2　结构特点
        该电动滚筒的主要结构特点是:滚筒腔内带有环形散热片的电动机用左法兰和右法兰轴支承在固定的支座上,电动机的主轴带动一对外啮合和一对内啮合齿轮传动,再由内齿圈带动滚筒体转动,这种结构形式使得滚筒内部的空间紧凑,同时降低了滚筒运行时的噪音。但由于隔爆型油冷式电动机的外形尺寸较普通的油冷式电动机大,同时滚筒组合体各隔爆零件的隔爆接合面配合必须满足标准ＧＢ3836.2-2000中的结构、尺寸要求,其它部分又必须满足企业通用性要求,安装尺寸又必须满足带式输送机行业标准的规定,这对于小筒径及短带宽类型滚筒其滚筒体内部的散热条件甚差。
        为解决这个问题,除有效增大滚筒体内部的散热空间外,并采取了排泄高压气体的措施,设置了一个能排放高压气体的火焰过滤器,这种被称之为呼吸装置的过滤器须确保爆炸时产生的火焰不能通过此装置,但能将热膨胀产生的多余气体快速排泄到滚筒体的外部,以释放气压。
        该电动滚筒主要创新点为:①采用端盖结构,使滚筒体的内部空间加大,有利于电动机散热;②设置了呼吸装置,能及时消除滚筒内部因发热产生的高压膨胀气体或爆炸时产生的高压。由于采用了内部双重隔爆结构,即:由电动机、左法兰轴、接线盒组成第一层隔爆结构,由筒体、端盖、压盖、右支承轴隔爆件组成第二层隔爆结构,防护等级均达到了ＩＰ54。采用的隔爆型油冷式电动机的防护等级满足ＩＰ55要求,并按标准ＧＢ3836.1、ＧＢ3836.2的要求设计、加工。故由电动机、左法兰轴、接线盒组成内部的爆炸气体混合物爆炸时,其各零件能防止损坏或产生影响隔爆性能的变形,内部爆炸火焰不会通过外壳的隔爆接合面引起其外部的爆炸气体混合物爆炸。滚筒体内的冷却润滑油只作为齿轮的润滑及电动机外壳的冷却作用,规定滚筒内加注的冷却润滑油的闪点≥15Ｃ。
        端盖设计成平端盖结构,端盖材料根据隔爆的要求选用了ＨＴ250,其强度能保证滚筒所应承受的力矩。输出齿圈安装的筒体法兰上,此结构与常规的油浸式滚筒结构的不同之处在于,平端盖结构通过拉伸筒体的长度及改变端盖的外观结构形式,可相对增大了滚筒内部的空间,提高了电动机的散热性能,同时平端盖结构的隔爆滚筒,由于齿圈安装在筒体法兰上,力矩直接由筒体输出,相对减轻了端盖的负担。而常规的油浸式滚筒齿圈装在端盖上,力矩输出在端盖上,通过端盖再传送到筒体上,端盖的负担较重。
        在滚筒体上设置的呼吸装置,结构简单,功能能满足隔爆滚筒的性能要求:当电动滚筒正常运行时,其内部因发热产生的气体,当达到一定的压力值后,多余气体能通过此装置溢出,能有效地起到泄压的目的;而当发生爆炸时,又能保证爆炸时产生的火焰不能通过此装置传递到滚筒体的内部或外部,可避免引爆可燃性气体,起到隔爆的作用。
       　　该系列产品性能参数见表1。
               
 3　结语
        泰兴减速机厂生产的电动滚筒现已形成了系列。该产品中的一些关键技术已申请办理了国家专利,并获得了实用新型专利证书