王 伟

（轩煤公司焦家寨矿，山西 忻州 034115）

焦家寨矿所使用的32/5T 门式天车为链条传动式驱动方式（如图1 所示），运转过程中时有电缆卷筒停机与活动电缆断开等问题，进而引发天车无法正常运转，且部分情况下电缆外部防护绝缘层出现撕裂导致导体外露，存在人员触电隐患。

32/5T 门式天车传动方式为硬联接传动方式。该方式下导致电缆卷筒在运转过程中一直处于受拉状态，卷筒上的电缆会沿单侧卷起，活动电缆承受的拉应力增加。当超出局部薄弱点所能承受的拉应力极限就会出现表面撕裂和电缆的整体断裂，而驱动链条会出现脱链或卡链，进而导致卷筒停机。

1 卷筒联轴器选型原则

（1）联轴器选型过程中需要综合考虑转矩、转速、离心力和缓震等各项工作参数。对于电缆卷筒联轴器，需要对电缆截面积10～240 mm2的线缆进行收放。电缆在卷筒的缠绕长度不会长于1000 m，工作时以低转速为主，需要附加减速器进行调速。

（2）联轴器工作过程中需要考虑其运行载荷类型，即运转过程针对工作环境和承受载荷选取不同的工作载荷系数。常见的传动类联轴器的载荷类型分为4 类，见表1。

图1 原卷筒驱动原理图

（3）联轴器应对传动精度与可靠性具有一定要求，联轴器无论对大转矩和小转矩都存在传动精度要求。传动精度或安装尺寸与位置精度过低会加大零配件的损耗和设备运转的稳定性，故障停机影响正常的工作秩序又会占用大量时间用于设备维护和维修。

（4）电缆卷筒的工作环境较为恶劣，存在湿度、温度、水、腐蚀介质等问题，尤其要注意水分和煤尘对设备的影响。加强传动系统中的密封情况管理，避免水分和煤尘进入设备内部影响设备的正常运转。

表1 联轴器工作载荷系数

2 磁滞式电缆卷筒联轴装置

磁滞型电缆卷筒联轴装置利用感磁材料的时滞性通过磁力将扭矩力进行传递。具体原理为通过感磁材料高速旋转，临近永磁体磁化感磁材料，磁化过程中的时滞性导致感磁材料旋转过程中交替磁化，两物体间形成磁化滑差，永磁材料受磁耦合作用从而旋转，完成力矩的传递，联轴器内为感应盘与磁盘两对称圆盘，由于该磁力滑差现象强度随两者间距而改变其传递的扭矩大小。该类联轴器结构简单，传动过程无连接，力矩输出稳定，对设备加工过程中的构配件加工质量与可靠性具有一定的要求。磁滞型联轴器使用过程中应避免转速过高从而过载，过载打滑导致内部形成涡流现象释放大量热量，温度过高会直接烧毁联轴器内部零件或减少其使用寿命。

3 联轴器的改造方案

根据活动电缆拖动需要，32/5T 门式天车的电缆卷筒选取磁滞式联轴器更换原有链式联轴器。通过充分分析与调研，最终选取封丘富轩起重配件厂的CZJ-100-4 型磁滞式电缆卷筒装置。该设备由1.5 kW电动机进行驱动，包含缆卷盘、圆锥减速箱、卷筒集、磁滞联轴器及电动机等部件。卷筒配套电机由于转速较高，无法直接传递至卷盘，需要通过圆锥减速箱的转化降低转速和提高力矩，再带动卷盘缠绕或释放电缆。该磁滞式卷筒伴随移动设备运动方向进行电缆收放，驱动电机通过调整转动始终保证电缆张紧缠绕在卷筒上。当电缆随设备拖动前行时，联轴器内部磁盘与感应盘由于磁场发生变化所产生磁场力矩的磁滞现象，使电缆呈现张紧状态；电缆需要回收时，联轴器向回旋转收回电缆。该型卷筒可以调节联轴器内部磁盘和感应盘间距进行力矩和张紧力调整。改造完成后的电缆卷筒如图2 所示。

图2 改造后电缆卷筒联轴装置实物图

4 结语

（1）电缆卷筒由链式传动改为磁滞式传动后，联轴器结构更加紧凑，性能稳定，体积小，便于安装和调试。驱动动力传递无需直接接触，利用磁滞现象进行力矩传动，卷筒根据移动设备需求调整旋转方向，随设备前行而正向收紧，后退而反向收紧，致使卷筒中的电缆呈现恒定的张紧状态。可根据现场实际情况对输出力矩进行调整，并且不需要通过制动器进行设备制动。

（2）该门式天车活动电缆卷筒装置的改造，提高了该天车的使用效率，提高了开机率，改造后至今未发生过一次卷筒事故，较原有装置每年可节约维修时间100 余小时，间接经济效益明显。按每年减少4 次活动电缆更换，每根100 m，可节约活动电缆400 余米，直接经济效益94 000 元。