CN118646224B - 一种在用提升机的永磁同步驱动系统改造施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种在用提升机的永磁同步驱动系统改造施工方法，通过拆除原直流同步电机，将齿式联轴器中的主轴端半联轴器和电机端半联轴器分别安装到提升机主轴和电机主轴上，安装专用过渡底座并安装永磁同步电机，将主轴端半联轴器和电机端半联轴器把合一体。通过过渡底座无需为永磁同步电机重新制作基础，降低了整个改造工程的时间和成本，在原基础孔位的基础上通过过渡底座即可实现永磁同步电机的安装放置和位置调整，本方案实现了直流电机到永磁电机现场的快速升级改造。

Description

一种在用提升机的永磁同步驱动系统改造施工方法

技术领域

本发明属于矿井提升机相关技术领域，具体涉及一种在用提升机的永磁同步驱动系统改造施工方法。

背景技术

矿山开采是重能耗、大排放的活动，矿山开采活动中动力源的节能降耗，具有重要意义。相较直流电机，永磁电机具备高效节能、高可靠性、全工况负载性能好等优势，符合矿山行业绿色节能发展趋势，更符合负载率曲线变化较大的矿山行业工况需求，近年来随着永磁电机技术日趋成熟，永磁同步电机在矿井提升机中的配套应用逐渐增多，使用效果良好。

在矿井提升机行业中，以往的大型多绳摩擦式提升机通常采用直流同步电机传动方案，即采用直流同步电机作为整个矿井提升系统的动力源来驱动提升机运转。经过专业机构综合节电率测试，直流同步电机综合效率约为87%~88%，永磁同步电机综合效率约为92%~93%，所以相较直流同步电机，永磁同步电机具有明显的节能降耗优势，因此，不少矿山单位都有将在用的直流同步电机升级更换为永磁同步电机的需求，但是由于两种电机的安装方式和传动形式存在巨大差异，目前在不改变原提升机设备和不新制作电机安装基础的前提下，将直流同步电机升级更换为永磁同步电机存在较高难度。

同步电机主要分为定子和转子两部分，其中直流同步电机的转子结构为锥孔中空式结构，即电机的转子设置内孔，内孔为锥面，锥度通常为1:30，提升机主轴轴头根据直流同步电机转子的锥面尺寸设计为同锥度锥面轴，现场安装时先将电机转子悬挂安装于提升机主轴轴头，电机转子安装完成后再安装电机定子，电机转子和定子之间的气隙需要控制在6~10mm以保证电机性能，由于安装电机定子时转子处于断电状态不会产生磁场，所以在保证气隙的前提下安装电机定子较为简单。直流同步电机的扭矩通过电机转子和提升机主轴的锥面过盈配合来实现传递。

永磁同步电机转子采用永磁体，若永磁同步电机采用与直流同步电机类似的结构设计，在用户现场安装电机转子后再安装定子，则由于转子是永磁体会产生强磁场且电机转子与定子气隙较小，而现场安装条件有限，在安装电机定子过程中极易出现定子铁芯与转子永磁体吸附一体造成电机损坏无法使用。

将直流同步电机改造为永磁同步电机，主要面临如下难点：1、改造方案涉及细节多，矿井提升机属于关键设备，不容发生任何意外，而任一环节的不匹配都会影响提升系统的安全稳定运行，在改造中涉及原提升机主轴装置接口问题、电机安装和有效的扭矩传递问题、改造施工中矿井停产问题等；2、常规的齿式联轴器无法适配提升机主轴与永磁同步电机输出轴的联接，用户现场的提升机主轴轴头为锥面轴，且锥套的过盈装配需要设计一套专用的工具；3、通常改造更换电机需要为新电机重新制作基础，施工量大难度高，施工周期长，影响矿井产能。直流同步电机和永磁同步电机的结构差异性，造成了永磁电机中心线较原直流同步电机中心线向外偏移，其沿图中D1向的横向偏移量相当于图5中直流电机中心线201至永磁电机中心线301的垂直距离，可达到1500mm甚至更大，且电机的中心高也存在不小差异。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述现有技术上存在的问题，提供一种在用提升机的永磁同步驱动系统改造施工方法，本方案通过将多绳摩擦式矿井提升机锥孔悬挂式直流同步电机升级为永磁同步电机的驱动系统，实现了直流电机到永磁电机现场的快速升级改造。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种在用提升机的永磁同步驱动系统改造施工方法，包括如下步骤：

步骤一、拆除与提升机主轴装置的提升机主轴相连的原直流同步电机；

步骤二、将主轴端半联轴器的轴套放置到提升机主轴装置的提升机主轴的轴头上就位，将液压盖安装到轴套一端的内部，并将液压盖固定在所述提升机主轴上；

步骤三、分别向提升机主轴端面的注油油道和液压盖上的油孔Ⅰ内注入液压油，在液压油的油压推动下将轴套沿提升机主轴推进距离L到预定位置；

步骤四、取下液压盖，将衬套安装在提升机主轴上，然后再将液压盖重新安装在提升机主轴上，并通过衬套顶紧轴套的端部，然后将液压盖固定在所述提升机主轴上；

步骤五、安装过渡底座，利用原直流同步电机的原底座的原基础孔位安装用于过渡底座固定的基础螺栓组件；

步骤六、将电机端半联轴器安装到永磁同步电机的电机主轴上，并将所述永磁同步电机吊装至过渡底座上；

步骤七、调整所述永磁同步电机的中心高度，通过位置调整组件分别调整所述永磁同步电机沿其电机主轴的轴向和径向方向的位置，使得所述永磁同步电机调整到与提升机主轴适配对正位置；

步骤八、将主轴端半联轴器和电机端半联轴器把合一体；将永磁同步电机和过渡底座固定连接，并紧固过渡底座上的基础螺栓组件，以完成安装。

作为优选方案，所述步骤三中，通过向液压盖上的油孔Ⅰ内注入液压油，以产生轴向推力使得轴套运动，通过向提升机主轴的端面的注油油道注油，使得液压油通过注油油道进入提升机主轴的锥面；通过液压盖注入的液压油，将轴套从无过盈状态沿轴向推进一定距离L，所述距离L由轴套与提升机主轴之间的过盈量满足工况扭矩传递的需求而得到。

作为优选方案，所述步骤二中，所述轴套沿其中心轴线方向设置有贯通的腔体Ⅰ，所述腔体Ⅰ包括相连通的同轴设置的锥形腔和圆柱形腔，所述锥形腔的小径端与圆柱形腔相接，所述锥形腔的内壁面的锥度用于与适配提升机主轴的锥面锥度保持一致；所述圆柱形腔的内径大于锥形腔的小径端的开口内径，从而在锥形腔和圆柱形腔的相接处形成安装台阶。

作为优选方案，所述液压盖的中心形成有用于与适配提升机主轴配合的阶梯孔，在液压盖的端面上形成有用于穿设液压盖固定螺栓的螺栓连接孔和设置在螺栓连接孔外圈的油孔Ⅰ；所述液压盖的内环侧壁和外环侧壁周向分别形成有若干环形密封槽，所述环形密封槽内用于安装密封圈，所述液压盖内环侧壁的密封圈用于实现液压盖与适配提升机主轴之间的间隙密封，所述液压盖外环侧壁的密封圈用于实现液压盖与轴套之间的间隙密封。

作为优选方案，所述电机端半联轴器包括外齿轴套、内齿圈、端盖和挡板，其中内齿圈用于与适配电机主轴相连，所述内齿圈设置有连接法兰Ⅰ，内齿圈的连接法兰Ⅰ与所述轴套的连接法兰Ⅱ通过联轴器紧固螺栓连接，所述内齿圈沿中心轴线方向形成有腔体Ⅱ，所述外齿轴套安装在所述腔体Ⅱ内，外齿轴套的中段外壁上形成有一圈外齿，且所述外齿轴套的外齿与内齿圈的内齿适配啮合，所述外齿轴套沿中心轴线方向形成有腔体Ⅲ，所述腔体Ⅲ用于适配电机主轴的端部插装连接；所述端盖、挡板依次压合固定在所述内齿圈上，所述端盖和挡板上均形成有中心穿孔，所述外齿轴套一端穿设在所述腔体Ⅱ内，另一端穿过所述端盖和挡板的中心穿孔，用于和所述电机主轴相连。

作为优选方案，所述步骤六中，通过设置在所述过渡底座下方的斜铁调整所述永磁同步电机的中心高度；所述过渡底座通过基础螺栓组件安装在原基础孔位上，所述过渡底座包括基座和设置在基座上的安装座，在安装座的边角处固定位置调整组件，位置调整组件用于调整所述永磁同步电机在所述安装座上的位置。

作为优选方案，所述步骤六中，待适配永磁同步电机吊装至过渡底座上后，将位置调整组件安装在基座上，并利用位置调整组件调整所述永磁同步电机的位置；所述位置调整组件包括轴向调整组件和径向调整组件，轴向调整组件能够实现永磁同步电机沿电机主轴的轴向方向的位置调整，径向调整组件能够实现永磁同步电机沿电机主轴的径向方向的位置调整。

作为优选方案，所述轴向调整组件包括第一固定板和第一调整螺栓，第一调整螺栓可转动式安装在第一固定板的螺孔内，所述径向调整组件包括第二固定板和第二调整螺栓，第二调整螺栓可转动式安装在第二固定板的螺孔内，所述第一调整螺栓和第二调整螺栓端部能分别与电机底座相接触，以推动永磁同步电机移动。

作为优选方案，所述步骤六中，将所述永磁同步电机吊装至过渡底座后，将所述第一固定板和第二固定板分别焊接固定在所述基座上，所述第一固定板和第二固定板相互垂直，第一调整螺栓与第二调整螺栓的轴向方向相垂直。

作为优选方案，所述基座上还设置有与所述永磁同步电机的电机底座固定连接的电机螺栓组件。

与现有技术相比，本发明至少具有如下有益效果：

本方案优化了在用提升机的永磁同步驱动系统改造施工方法，有效解决了将矿用多绳摩擦式提升设备直流同步电机驱动系统现场直接升级为永磁同步电机驱动系统的难题，实现了直流电机到永磁同步电机现场的快速升级改造，本方案无需为永磁同步电机重新制作基础，最大限度的降低了整个改造工程的时间和成本。本方案采用特定结构的齿轮联轴器同步电机和提升机，消除了原提升设备主轴轴头承受电机转子重力和电机磁拉力的恶劣受力状态，可有效提高整个提升机系统运行的稳定性，增加主轴和主轴承的使用寿命。本方案通过设置特定结构的过渡底座，实现了永磁同步电机在不重新制作基础上的情况下，对永磁同步电机的安装位置进行调整，使得永磁同步电机能够快速精确地调整到合适的预定安装位置。

附图说明

为了更清楚地说明发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中直流同步电机安装示意图；

图2为直流同步电机的电机转子锥套的结构示意图；

图3为本发明直流同步电机和永磁同步电机的改造前后对比示意图；

图4为本发明中永磁同步电机的结构图；

图5为图3的俯视图；

图6为本发明中齿式联轴器的剖视图；

图7为本发明中过渡底座的主视图；

图8为本发明中过渡底座的侧视图；

图9为本发明中过渡底座的俯视图；

图10为本发明中位置调整组件的局部放大示意图；

图11为本发明中轴套内部结构的局部放大示意图；

图12为本发明中内齿圈内部结构的局部放大示意图；

图13为本发明中步骤二的轴套和液压盖的连接示意图；

图14为本发明中步骤二中轴套被液压油推动到位的示意图；

图15为本发明中步骤三中轴套、衬套和液压盖的连接示意图；

图16为本发明中提升机主轴的端面结构图；

图17为图16中M-M处的剖视图；

图18为图16中L-L处的剖视图；

图19为本发明中液压盖的端面结构图；

图20为本发明中注油孔的局部放大示意图；

图21为本发明中卸油孔的局部放大示意图；

图22为本发明中液压盖的剖视图；

图23为本发明中衬套的端面结构图；

图24为本发明中内齿圈的侧视图；

图25为本发明中外齿轴套的侧视图；

图26为本发明中端盖的端面结构图；

图27为本发明中挡板的端面结构图；

图中标记：1、轴套，1-1、腔体Ⅰ，1-11、锥形腔，1-12、圆柱形腔，1-13、安装台阶，1-14、连接法兰Ⅱ，1-15、定位止口Ⅰ，2、液压盖，2-1、油孔Ⅰ，2-11、注油孔，2-12、卸油孔，2-2、螺栓连接孔，2-3、环形密封槽，2-4、密封圈，2-5、丝孔，3、衬套，3-1、顶丝孔，4、液压盖固定螺栓，41、液压盖固定螺栓Ⅰ，42、液压盖固定螺栓Ⅱ，5、液压盖密封件，6、外齿轴套，6-1、外齿，6-2、腔体Ⅲ，7、内齿圈，7-1、腔体Ⅱ，7-2、连接法兰Ⅰ，7-3、注油孔Ⅱ，7-4、内齿，7-5、定位止口Ⅱ，7-6、螺栓孔，7-7、螺纹孔Ⅱ，8、端盖，8-1、穿孔，8-2、安装台，9、挡板，9-1、通孔，10、堵头螺钉，11、毡圈，12、挡板固定螺栓，21、过渡底座，211、基座，212、安装座，22、基础螺栓组件，23、电机螺栓组件，24、位置调整组件，241、轴向调整组件，2411、第一固定板，2412、第一调整螺栓，2413、固定板本体，2414、螺母，242、径向调整组件，2421、第二固定板，2422、第二调整螺栓，25、原基础孔位，26、电机连接孔位，27、斜铁，100、提升机主轴装置，101、提升机主轴，102、注油油道，103、螺纹孔Ⅰ，104、环形油槽，105、直形油槽，200、直流同步电机，201、直流电机中心线，202、直流电机转子锥套，300、永磁同步电机，301、永磁电机中心线，302、电机主轴，303、电机底座，400、齿式联轴器，401、主轴端半联轴器，402、电机端半联轴器，403、联轴器紧固螺栓，500、原底座。

具体实施方式

以下通过示例性的实施方式对本发明进行具体描述。然而应当理解，在没有进一步叙述的情况下，一个实施方式中的元件、结构和特征也可以有益的结合到其它实施方式中。

需要说明的是：除非另做定义，本文所使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明专利申请说明书以及权利要求书中所使用的“一个”、“一”或者“该”等类似词语不表述数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，但并不排除其他具有相同功能的元件或者物件。

如图所示，本方案提供一种在用提升机的永磁同步驱动系统改造施工方法，包括如下步骤：步骤一、拆除与提升机主轴装置100的提升机主轴101相连的原直流同步电机200；

本步骤一中，拆除与提升机主轴101相连的原直流同步电机200，并保留原直流同步电机200的制作基础和原基础孔位25，以备永磁同步电机300的安装，由于无需另外再重新制作永磁同步电机300的基础，从而能够有效降低本方案的改造工程时间和施工成本。

步骤二、将主轴端半联轴器401的轴套1放置到提升机主轴装置100的提升机主轴101的轴头上就位，将液压盖2安装到轴套1一端的内部，并通过液压盖固定螺栓4将液压盖2固定在提升机主轴101上；

本步骤二中，将待安装于提升机主轴101一端的轴套1和提升机主轴101的圆锥面部分清洗干净，不得存在油污和任何其他杂质微粒及金属毛刺；将轴套1放到提升机主轴101上就位，将液压盖2安装到轴套1大端阶梯孔向提升机一侧靠近，并通过液压盖固定螺栓4将液压盖2固定在提升机主轴101上。

本步骤中，电机端半联轴器402包括轴套1和液压盖2；所述轴套1内腔为阶梯孔结构，具体地在轴套1内腔的中段侧壁设置有安装台阶1-13，安装台阶1-13第一端设置为锥形腔1-11，锥形腔1-11的锥度与提升机主轴101轴头锥度保持一致，锥形腔1-11的内孔锥面有效内径长度按照原直流同步电机200转子的内孔设计，保证锥套中心线保持不变，安装台阶1-13第二端设置为圆柱形腔1-12，圆柱形腔1-12尺寸与液压盖2外圆尺寸匹配；所述圆柱形腔1-12的内径大于锥形腔1-11的小径端的开口内径，从而在锥形腔1-11和圆柱形腔1-12的相接处形成安装台阶1-13。主轴端半联轴器401的轴套1端面设置连接法兰Ⅱ1-14，连接法兰Ⅱ1-14处设置定位止口Ⅰ1-15，定位止口Ⅰ1-15与电机端半联轴器402通过止口定位，连接法兰Ⅱ1-14端面设置一圈通孔，通过联轴器紧固螺栓403将主轴端半联轴器401和电机端半联轴器402装配成一体。

本方案，液压盖2的中心形成有阶梯孔，该阶梯孔用于与提升机主轴101轴头外径尺寸配合设置，液压盖2外圆直径与圆柱形腔1-12的内径配合设置，液压盖2的外圆、内圆上均设置有用于安装液压盖密封件的环形密封槽2-3，液压盖密封件5能够采用O形密封圈2-4，环形密封槽2-3的作用是：用于液压盖2内外圈的分别密封，在环形密封槽2-3内分别安装密封圈，其中液压盖2外圆的密封圈2-4用于液压盖2外圆侧壁与轴套1的圆柱形腔1-12内壁之间的密封，液压盖2内圆的密封圈2-4用于液压盖2内圆侧壁与提升机主轴101之间的密封，较佳地，为了提升密封效果，在液压盖2的内圆和外圆分别设置有两道并行设置的环形密封槽2-3，在对应的环形密封槽2-3内均设置有密封圈2-4；如此液压盖2通过内、外圆的双重密封圈2-4的密封作用，能够进一步提升液压盖2内外圆处的密封效果。

本实施例中，在液压盖2的端面上设置有油孔2-1、螺栓连接孔2-2和丝孔2-5，其中油孔2-1和螺栓连接孔2-2分别沿圆周方向布置，所述油孔2-1位于螺栓连接孔2-2的外圆，丝孔2-5间隔设置在螺栓连接孔2-2之间，螺栓连接孔2-2和丝孔2-5的孔心在同一圆上，丝孔2-5用于安装顶丝以便于液压盖2的拆卸安装。如图19所示，液压盖2的油孔至少包括1个注油孔2-11和1个卸油孔2-12，注油孔2-11和卸油孔2-12对称设置，优选地，液压盖2的油孔2-1包括2个注油孔2-11和1个卸油孔2-12，其中注油孔2-11可以采用对称设置，用于向内部注油，卸油孔2-12用于向外部排气并观察内部是否注油已满，可以参照图15所示。液压盖2的螺栓连接孔2-2的设置数量和位置与提升机主轴101轴端的螺纹孔Ⅰ103的数量和位置相对应，液压盖2通过在螺栓连接孔2-2穿过液压盖固定螺栓4将其压合固定在提升机主轴101上。液压盖固定螺栓4的螺纹规格根据提升机主轴101的端部螺纹孔深度和液压盖2的螺栓连接孔2-2处的轴向厚度确定。

本方案中，为了保持改造前后主轴锥套的中心线不变，轴套1的锥孔部分与原直流同步电机200锥套尺寸保持一致。本实施例，主轴端轴套1和电机端内齿圈7的铰制孔需要配钻，或用同一钻模加工，并对孔位打上位置标记，保证现场顺利安装。

步骤三、利用油泵分别向主轴101端面的注油油道102和液压盖2上的注油孔2-11注入液压油，在油压推动下将轴套1推进到预定位置；使得液压盖2与轴套1的间隙E变大。

本方案，通过向提升机主轴101端面的注油油道102注入液压油，从而使液压油经过L形的注油油道102进入提升机主轴101的锥面的环形油槽104，环形油槽104围绕提升机主轴101的中心轴线设置在提升机主轴101的锥面上，其中位于提升机主轴101大径端的提升机主轴101还连接有若干直形油槽105，直形油槽105一端与环形油槽104相连，设置直形油槽105能够增加提升机主轴101锥面整体的润滑效果，本方案向提升机主轴101端面的注油油道102通入液压油，能够让轴套1内腔在径向方向产生涨开的力，并在提升机主轴101锥面上形成油膜，使轴套1更容易在液压盖2压力油轴向推力下运动以推动到位。

本步骤中，所述预定位置推动距离L₁计算方法说明如下，本计算方法中未提及的部分均为现有技术：根据提升机最大经张力差F_jmaxc和提升机卷筒直径D，能够得到提升机最大静扭矩Mj：Mj=0.5*F_jmaxc*D，提升机最大经张力差F_jmaxc根据国家标准 GB/T 10599《多绳摩擦式提升机》获得；提升机卷筒直径D为图5所示，然后计算得到轴套1过盈需要传递的扭矩Mz：Mz=n1*n2*Mj；其中：n1为提升机动载系数，n2为安全过载系数；根据过盈需要传递的扭矩Mz，计算得到所需的轴套过盈量δ，由扭矩Mz计算得到轴套过盈量δ是能够根据现有技术中技术手册上的计算方法得到，此处不再赘述；此时若轴套1的锥度为1:30，即可得到轴套1的轴向移动量L₁：轴套1的轴向移动量L₁能够由下式得到：L₁=30*δ，此时认为，把轴套1从无过盈状态轴向推进距离L₁后，产生的过盈量能够满足工况扭矩传递的需求，即适当的预定位置。

步骤四、拆卸液压盖固定螺栓Ⅰ41，取下液压盖2，将预定尺寸的衬套3安装在提升机主轴101上，然后再将液压盖2重新安装在提升机主轴101上，并且液压盖2通过衬套3顶紧轴套1的端部，然后将液压盖2通过液压盖固定螺栓Ⅱ42固定在所述提升机主轴101上，衬套3沿轴向的厚度尺寸略大于间隙E,如此设计的目的是保证液压盖2通过衬套3能够顶紧轴套1。

本方案，衬套3的外圆直径与液压盖2的外圆直径相同，并与轴套1的圆柱形腔1-12的内径配合，衬套3的中心穿孔的内径略大于液压盖2中心穿孔大径端的孔径，从而与提升机主轴101的轴头锥面保持配合，在衬套3的端面上形成有若干贯通的顶丝孔3-1，如此设计的目的是，安装时通过在顶丝孔3-1内设置螺栓，更加便于吊装安装和取出，衬套3的顶丝孔3-1设置位置与液压盖2的油孔Ⅰ2-1位置对应。液压盖2在液压盖固定螺栓Ⅱ42的压合固定作用下固定在提升机主轴101的螺纹孔Ⅰ103内，此时衬套3在液压盖固定螺栓Ⅱ42的压合固定作用下位于液压盖2和提升机主轴101的间隙E内，从而通过液压盖2顶动衬套3限定轴套1的轴向位置，液压盖固定螺栓Ⅱ42长度需要考虑衬套3的厚度尺寸。

步骤五、安装过渡底座21，利用原直流同步电机200的原基础孔位25安装用于过渡底座21固定的基础螺栓组件22。

本步骤中，过渡底座21通过基础螺栓组件22安装在原基础孔位25上，所述过渡底座21包括基座211和设置在基座211上的安装座212，本方案，安装座212作为永磁同步电机300的调整平面，在加工时需要对安装座212的安装基面进行精加工，安装基面上用于放置永磁同步电机300的电机底座303。

步骤六、将电机端半联轴器402安装到永磁同步电机300的输出轴上，并将所述永磁同步电机300吊装至过渡底座21上。

本步骤六中，待适配永磁同步电机300吊装至过渡底座21上的安装座212对应位置后。由于直流同步电机200和永磁同步电机300的结构差异性，永磁同步电机300的中心线相对于直流同步电机200的中心线向远离提升机主轴装置100的方向移动距离L₂(沿图中所示D1方向）。

本实施例中，电机端半联轴器402包括外齿轴套6和内齿圈7，其中内齿圈7沿中心轴向方向形成有腔体Ⅱ7-1，外齿轴套6安装在所述腔体Ⅱ7-1内部，腔体Ⅱ7-1内壁中段位置设置有一圈内齿7-4，所述外齿轴套6的中段外壁上形成有一圈外齿6-1，所述外齿轴套6的外齿6-1与腔Ⅰ7-1内壁的内齿7-4啮合，内齿圈7的第一端设置有连接法兰Ⅰ7-2，所述轴套1的第一端设置有连接法兰Ⅱ1-14，所述连接法兰Ⅰ7-2的螺栓孔7-6与连接法兰Ⅱ1-14的螺栓孔通过联轴器紧固螺栓403相连接紧固为一体，所述联轴器紧固螺栓403为铰制孔螺栓，具有定位作用，联轴器紧固螺栓403数量和规格根据连接法兰Ⅰ7-2与连接法兰Ⅱ1-14厚度和通孔数量设置；所述连接法兰Ⅰ7-2处形成有止口结构，连接法兰Ⅰ7-2与连接法兰Ⅱ1-14通过定位止口Ⅰ1-15连接定位，在连接法兰Ⅰ7-2的外圆侧壁形成有与腔体Ⅱ7-1内部贯通的注油孔Ⅱ7-3，以便于对联轴器内部的啮合齿定期注油进行润滑，在注油孔Ⅱ7-3位置还设置有堵头螺钉10，堵头螺钉10用于注油后封堵注油孔Ⅱ7-3，内齿圈7的齿的模数、齿数和齿形，与外齿轴套6的外齿保持一致，内齿圈7近齿端端面设置有定位止口Ⅱ7-5，并均布设置若干螺纹孔Ⅱ7-7，内齿圈7近齿端端面与端盖8通过止口定位后，通过螺栓紧固一体。电机端内齿圈7和外齿轴套6中的齿能够采用鼓形齿，具有承载力强，补偿轴向角度等优点，内齿圈7齿宽比外齿轴套6齿宽略大，且轴线方向齿的中心线需重合。本方案，电机端外齿轴套6根据电机输出轴类型，可采用双强力切向键和小过盈的连接形式，两切向键间角度为120°，也可采用无键大过盈连接。

本方案，还包括端盖8，所述端盖8的外圆直径与腔体Ⅱ7-1的内径适配，在端盖8的面向腔Ⅰ7-1一侧的端面上设置有止口结构，端盖8与内齿圈7的定位止口Ⅱ7-5适配定位，在端盖8的端面上设置有穿孔8-1，端盖8的穿孔8-1沿周向环形分布，在端盖8的端面上，穿孔8-1的数量和位置与内齿圈7第二端的螺纹孔Ⅱ7-7对应，端盖8内圆直径比外齿轴套6的轴主体的外圆略大，并在端盖8上设置背向腔体Ⅱ7-1的一侧内环位置设置有安装台8-2，安装台8-2内用于安装毡圈11，所述毡圈11安装在安装台8-2内，用于密封端盖8于外齿轴套6之间的缝隙。

本实施例，挡板9的外圆直径与腔Ⅰ7-1的内径适配，在挡板9的端面上形成有沿环形分布的通孔9-1，该通孔9-1与端盖8上的穿孔8-1对应，通孔9-1的数量和位置分别与端盖8上的穿孔8-1孔位一致，从而通过挡板固定螺栓12进行穿接固定拧入螺纹孔Ⅱ7-7，挡板9内圆直径比外齿轴套6轴主体的外圆尺寸略大，比端盖8内圆直径略小。

步骤七、调整所述永磁同步电机300的中心高度，通过位置调整组件24调整所述永磁同步电机300沿其轴向和径向方向的位置，使得所述永磁同步电机300调整到适当位置；

本步骤中，具体地通过设置在所述过渡底座21下方的斜铁27调整所述永磁同步电机300的中心高度。本方案中，斜铁27成对使用，在每个基础螺栓22两侧各安装一对斜铁27，通过斜铁27锥面可调整整个底座的中心高，以及过渡底座21不同位置的平整度，保证安装水平度要求。本方案需要在安装座212的四周边角处安装位置调整组件24；调整组件24包括轴向调整组件241和径向调整组件242，轴向调整组件241能够实现永磁同步电机300沿电机主轴301的轴向方向的位置调整，径向调整组件242能够实现永磁同步电机300沿电机主轴302的径向方向的位置调整；在对永磁同步电机300沿轴向方向进行位置调整时，需要将第一固定板2411垂直焊接在基座211的上端面上，将第一调整螺栓2412穿设在第一固定板2411的螺纹孔内，此时第一调整螺栓2412的轴向与永磁同步电机300的轴向方向是平行状态，通过转动第一调整螺栓2412，能够实现将第一调整螺栓2412的端部与永磁同步电机300的电机底座303接触，从而推动其沿轴向方向进行精准位置调节，由于第一调整螺栓2412每转动一圈仅向前行进一丝的轴向距离，因此，本方案调整过程保证了后续具有较高的调整精度，在调整时，可以将同侧的两个第一调整螺栓2412同步向前推进，也可以仅调整一侧的第一调整螺栓2412，从而仅调整该侧的位置，同样地，径向调整组件242的调整原理与轴向调整组件241相同或相近，此处不再赘述。

本方案在将永磁同步电机300吊装在安装座212后再焊接固定轴向调整组件241和径向调整组件，目的是为了避免在作业过程中轴向调整组件241和径向调整组件242对永磁同步电机300吊装和放置造成阻碍。需要指出的为了保证经过位置调整组件24的位置精确调整后，永磁同步电机300仍然能够与安装座212上的电机连接孔位26对应，需要将电机连接孔位26的直径设置为大于螺杆直径同时保证永磁同步电机300的位置调整余量，从而利于永磁同步电机300位置调整后电机螺栓组件23的顺利穿接。

步骤八、将主轴端半联轴器401和电机端半联轴器402把合一体；将永磁同步电机300和过渡底座21固定连接，并紧固过渡底座21上的基础螺栓组件22，以完成安装。

本步骤中，当永磁同步电机300安装到位后，连接法兰Ⅰ7-2与连接法兰Ⅱ1-14通过定位止口Ⅰ1-15连接定位，并通过联轴器紧固螺栓403将连接法兰Ⅰ7-2与连接法兰Ⅱ1-14固定连接，然后将永磁同步电机300的电机底座303与安装座212上的电机连接孔位26通过电机螺栓组件23紧固连接，同时将过渡底座21上的基础螺栓组件22进一步紧固。

本方案中，通过拆除原直流同步电机200，将齿式联轴器400中的主轴端半联轴器401和电机端半联轴器402分别安装到提升机主轴101和电机主轴302上，安装专用过渡底座21并安装永磁同步电机300，将主轴端半联轴器401和电机端半联轴器402把合一体。通过过渡底座21无需为永磁同步电机300重新制作基础，降低了整个改造工程的时间和成本，在原基础孔位25的基础上通过过渡底座21即可实现永磁同步电机300的安装放置和位置调整，永磁同步电机300转子采用输出轴传动形式，即转子与定子在电机厂内完成装配，永磁同步电机300转子设置传动轴，这样避免了永磁同步电机300的转子和定子无法现场装配的问题。永磁同步电机300通过齿式联轴器400实现对提升机主轴101的扭矩传递。本方案施工改造方法通过与上述特定结构的齿式联轴器400和过渡底座21结合，来实现矿山生产现场直流同步电机200直接更换为永磁同步电机300的驱动方式。

本方案，还提供一种过渡底座21，所述过渡底座21包括基座211和设置在基座211上的两个对应设置的安装座212，安装座212用于放置永磁同步电机300，在基座211的四个边角位置分别设置有四组位置调整组件24，调整组件24位于安装座212外侧，用于调整永磁同步电机300的位置，每组调整组件24均包括轴向调整组件241和径向调整组件242，轴向调整组件241能够实现永磁同步电机300沿电机主轴301的轴向方向的位置调整，径向调整组件242能够实现永磁同步电机300沿电机主轴302的径向方向的位置调整；所述轴向调整组件241包括第一固定板2411和第一调整螺栓2412，所述径向调整组件242包括第二固定板2421和第二调整螺栓2422，所述第一调整螺栓2412和第二调整螺栓2422能够分别与电机底座303相接触，所述第一调整螺栓2411与第二调整螺栓2412的轴向方向相垂直。第一固定板2411和第二固定板2421结构相同，其包括如下实施方式，第一种实施方式是：第一固定板2411和第二固定板2421均设置有用于安装调整螺栓的螺孔，第一调整螺栓2412可转动式安装在第一固定板2411的螺孔内，第二调整螺栓2412可转动式安装在第二固定板2421的螺孔内，第二种实施方式是：如图所示，第一固定板2411和第二固定板2421结构相同，均包括固定板本体2413和设置在固定板本体2413一侧端面的螺母2414，所述固定板本体2413上形成有贯通的穿孔，所述螺母2414焊接固定在所述固定板本体2413的穿孔处，第一调整螺栓2412可转动式安装在第一固定板2411的螺母2414内并能够穿过穿孔，第二调整螺栓2412可转动式安装在第二固定板2421的螺母2414内并能够穿过穿孔，所述第一调整螺栓2412和第二调整螺栓2422在螺孔内相对固定板转动过程中，第一调整螺栓2412和第二调整螺栓2422头端端部能分别与电机底座303相接触以推动永磁同步电机300整体移动。位置调整组件24中的第一、二固定板2411、2421待永磁同步电机300放置在过渡底座21后，焊接在过渡底座21上，利用第一、二调整螺栓2412、2422转动精确调整永磁同步电机300安装位置。本方案，所述基座211采用钢板焊接一体，根据原直流同步电机200原基础孔位25对应设置基础螺栓组件22安装孔位，并采用分层设计，根据永磁同步电机300尺寸设置电机安装孔位，并为永磁同步电机300设置安装座212，安装座212的上端面即为永磁同步电机300的安装基面，安装座212的上端面与电机底座303支撑接触。本实施例，基础螺栓组件22包括基础螺栓、基础板、螺母、垫圈等零件，螺栓规格与原基础螺栓保持一致，底座螺栓长度L可按下式计算：L=L₀-（H₁- H₂）；其中L₀：原底座的螺栓长度；H₁：新永磁同步电机300中心高；H₂：原直流同步电机200中心高。

本方案的过渡底座21分别通过斜铁27调整永磁同步电机300的基座高度，从而对永磁同步电机300的中心高度进行调整，通过轴向调整组件241和径向调整组件242在相对基座211的水平方向进行位置调整，以第一调整螺栓2412与第一固定板2411为例，由于第一固定板2411固定焊接在基座211上，通过转动第一调整螺栓2412，能够通过丝扣精确调整永磁同步电机300沿电机主轴302轴向方向的位置，第一调整螺栓2412每转动一圈，即相当于移动了第一调整螺栓2412每转动一丝的轴向长度，因此调整精度高，同理，第二调整螺栓2422和第二固定板2421能够精确调整永磁同步电机300沿电机主轴302径向方向的位置，由于本方案的调整精度高，能够有效保证设备的安装精度，同时由于调整过程精确稳定，能有效提升设备和人员在作业过程中的安全性。

本方案中，过渡底座21根据原直流同步电机200的原基础孔位25设计，安装基础螺栓组件22的位置采用分层设计，使基础螺栓组件22顶端处于电机底座安装基面之下，避免基础螺栓因位置处在永磁同步电机300正下方露头与永磁同步电机300产生干涉，过渡底座21焊接后整体退火，退火后加工安装永磁同步电机300的安装基面。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种在用提升机的永磁同步驱动系统改造施工方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤一、拆除与提升机主轴装置的提升机主轴相连的原直流同步电机；

步骤二、将主轴端半联轴器的轴套放置到提升机主轴装置的提升机主轴的轴头上就位，将液压盖安装到轴套一端的内部，并将液压盖固定在所述提升机主轴上；

步骤三、分别向提升机主轴端面的注油油道和液压盖上的油孔Ⅰ内注入液压油，在液压油的油压推动下将轴套沿提升机主轴推进距离L到预定位置；

步骤四、取下液压盖，将衬套安装在提升机主轴上，然后再将液压盖重新安装在提升机主轴上，并通过衬套顶紧轴套的端部，然后将液压盖固定在所述提升机主轴上；

步骤五、安装过渡底座，利用原直流同步电机的原底座的原基础孔位安装用于过渡底座固定的基础螺栓组件；

步骤六、将电机端半联轴器安装到永磁同步电机的电机主轴上，并将所述永磁同步电机吊装至过渡底座上；

步骤七、调整所述永磁同步电机的中心高度，通过位置调整组件分别调整所述永磁同步电机沿其电机主轴的轴向和径向方向的位置，使得所述永磁同步电机调整到与提升机主轴适配对正位置；

步骤八、将主轴端半联轴器和电机端半联轴器把合一体；将永磁同步电机和过渡底座固定连接，并紧固过渡底座上的基础螺栓组件，以完成安装。

2.根据权利要求1所述的一种在用提升机的永磁同步驱动系统改造施工方法，其特征在于：所述步骤三中，通过向液压盖上的油孔Ⅰ内注入液压油，以产生轴向推力使得轴套运动，通过向提升机主轴的端面的注油油道注油，使得液压油通过注油油道进入提升机主轴的锥面；通过液压盖注入的液压油，将轴套从无过盈状态沿轴向推进一定距离L，所述距离L由轴套与提升机主轴之间的过盈量满足工况扭矩传递的需求而得到。

3.根据权利要求1所述的一种在用提升机的永磁同步驱动系统改造施工方法，其特征在于：所述步骤二中，所述轴套沿其中心轴线方向设置有贯通的腔体Ⅰ，所述腔体Ⅰ包括相连通的同轴设置的锥形腔和圆柱形腔，所述锥形腔的小径端与圆柱形腔相接，所述锥形腔的内壁面的锥度用于与适配提升机主轴的锥面锥度保持一致；所述圆柱形腔的内径大于锥形腔的小径端的开口内径，从而在锥形腔和圆柱形腔的相接处形成安装台阶。

4.根据权利要求1-3任一所述的一种在用提升机的永磁同步驱动系统改造施工方法，其特征在于：所述液压盖的中心形成有用于与适配提升机主轴配合的阶梯孔，在液压盖的端面上形成有用于穿设液压盖固定螺栓的螺栓连接孔和设置在螺栓连接孔外圈的油孔Ⅰ；所述液压盖的内环侧壁和外环侧壁周向分别形成有若干环形密封槽，所述环形密封槽内用于安装密封圈，所述液压盖内环侧壁的密封圈用于实现液压盖与适配提升机主轴之间的间隙密封，所述液压盖外环侧壁的密封圈用于实现液压盖与轴套之间的间隙密封。

5.根据权利要求1所述的一种在用提升机的永磁同步驱动系统改造施工方法，其特征在于：所述电机端半联轴器包括外齿轴套、内齿圈、端盖和挡板，其中内齿圈用于与适配电机主轴相连，所述内齿圈设置有连接法兰Ⅰ，内齿圈的连接法兰Ⅰ与所述轴套的连接法兰Ⅱ通过联轴器紧固螺栓连接，所述内齿圈沿中心轴线方向形成有腔体Ⅱ，所述外齿轴套安装在所述腔体Ⅱ内，外齿轴套的中段外壁上形成有一圈外齿，且所述外齿轴套的外齿与内齿圈的内齿适配啮合，所述外齿轴套沿中心轴线方向形成有腔体Ⅲ，所述腔体Ⅲ用于适配电机主轴的端部插装连接；所述端盖、挡板依次压合固定在所述内齿圈上，所述端盖和挡板上均形成有中心穿孔，所述外齿轴套一端穿设在所述腔体Ⅱ内，另一端穿过所述端盖和挡板的中心穿孔，用于和所述电机主轴相连。

6.根据权利要求1所述的一种在用提升机的永磁同步驱动系统改造施工方法，其特征在于：所述步骤六中，通过设置在所述过渡底座下方的斜铁调整所述永磁同步电机的中心高度；所述过渡底座通过基础螺栓组件安装在原基础孔位上，所述过渡底座包括基座和设置在基座上的安装座，在安装座的边角处固定位置调整组件，位置调整组件用于调整所述永磁同步电机在所述安装座上的位置。

7.根据权利要求1所述的一种在用提升机的永磁同步驱动系统改造施工方法，其特征在于：所述步骤六中，待适配永磁同步电机吊装至过渡底座上后，将位置调整组件安装在基座上，并利用位置调整组件调整所述永磁同步电机的位置；所述位置调整组件包括轴向调整组件和径向调整组件，轴向调整组件能够实现永磁同步电机沿电机主轴的轴向方向的位置调整，径向调整组件能够实现永磁同步电机沿电机主轴的径向方向的位置调整。

8.根据权利要求7所述的一种在用提升机的永磁同步驱动系统改造施工方法，其特征在于：所述轴向调整组件包括第一固定板和第一调整螺栓，第一调整螺栓可转动式安装在第一固定板的螺孔内，所述径向调整组件包括第二固定板和第二调整螺栓，第二调整螺栓可转动式安装在第二固定板的螺孔内，所述第一调整螺栓和第二调整螺栓端部能分别与电机底座相接触，以推动永磁同步电机移动。

9.根据权利要求8所述的一种在用提升机的永磁同步驱动系统改造施工方法，其特征在于：所述步骤六中，将所述永磁同步电机吊装至过渡底座后，将所述第一固定板和第二固定板分别焊接固定在所述基座上，所述第一固定板和第二固定板相互垂直，第一调整螺栓与第二调整螺栓的轴向方向相垂直。

10.根据权利要求8所述的一种在用提升机的永磁同步驱动系统改造施工方法，其特征在于：所述基座上还设置有与所述永磁同步电机的电机底座固定连接的电机螺栓组件。