矿山与选矿行业驱动设备：竖井提升机、磨机、输送机、破碎机

矿山与选矿行业对驱动设备提出的需求组合在其他领域很难同时遇到：扭矩达数十兆牛·米的重载低速磨机驱动、带双重冗余制动系统的竖井提升机、配启动液力偶合器与逆止器的数公里长带式输送机、承受超径给料峰值冲击载荷的破碎机，以及处理磨蚀性矿浆的渣浆泵。通用型工业系列产品在此使用寿命很短——所需要的是专门针对矿山工况设计的解决方案。

行业典型工况

井筒主提升机（竖井提升机）——1 000–4 000 kW 减速机、工作制动器与安全制动器、6/10 kV 高压电机
1–5 km 长的干线及露天矿带式输送机驱动——K 系列减速电机 75–1 600 kW、启动液力偶合器、逆止器与防逆转装置
选矿厂球磨机、棒磨机与 SAG 磨机主驱动——低速减速机与高压电机 1 500–15 000 kW
颚式、圆锥与锤式破碎机驱动——带载重载启动、液力偶合器、防卡死保护
振动筛、给料机、浓密机与渣浆泵驱动——通用工业减速电机及磨蚀介质泵
露天矿钻机及巷道掘进钻机液压站——200–500 bar 泵、油冷却器
客货罐笼提升机与箕斗提升机——集电装置、防坠安全制动器
露天矿移动式输送机与排土场堆料机——具备可逆运行与抗粉尘能力的驱动

减速机

矿山与选矿行业使用三类减速机：重型专用减速机（磨机主驱动、竖井提升机减速机）、工业减速电机（输送机、给料机、振动筛）以及行星减速机（回转窑、浓密机、低速渣浆处理驱动）。主要选型准则是计入冲击过载的额定使用系数（破碎与磨矿设备 SF 不低于 2.0），并对频繁满载启动的输送机进行热定额校核。

选矿厂球磨机 — Ball mill: HV motor + starting fluid coupling + gearbox + girth gear on the mill shell.

竖井提升机主减速机

两级平行轴减速机配人字齿输出级，将扭矩从高压电机传递至卷筒或 Koepe 摩擦轮主轴。在罐笼或箕斗长周期提升与下放的可逆工况下运行，要求箱体具有高刚度，以限制在卷筒与钢丝绳重量下的变形。CGC ZSY/MBY 系列采用功率平行分流，单箱体可传递最高 4 000 kW，使用系数 1.8–2.0。

— 传动比 12.5–50

— 输出扭矩 100–800 kN·m

— 使用系数不低于 1.8（计入紧急制动）

— 带过滤器与冷却器的强制循环润滑

— 轴承温度与振动在线监测

球磨机与 SAG 磨机主驱动

大传动比低速两级或三级减速机将功率从高压电机传递至环抱磨机筒体的大齿轮。输出圆周速度低（1–5 m/s），但扭矩可达 5 MN·m。CGC MBY/JDX 系列按 S1 连续工况设计，配备含主泵与备用泵、油冷却器及精滤器的供油站。大型磨机（Ø 5 m 及以上）采用双驱动布置——两台相同减速机驱动一个大齿轮，并通过 PLC 实现扭矩平衡。

— 传动比 25–100

— 输出扭矩 500 kN·m – 5 MN·m

— 使用系数不低于 2.0

— 带泵冗余的供油站

— 可在单大齿轮上双驱动运行

干线输送机减速电机

Boneng K 系列与 HB 系列通用螺旋锥齿轮减速电机是露天矿与选矿厂输送机驱动的核心。皮带满载重载启动要求 SF 不低于 1.5，并必须进行热定额校核——矿山长输送机常以 S4 工况运行，每小时 6–12 次启动。上运倾斜输送机的驱动上安装逆止器（backstop），以防停机时皮带逆转。

— K 系列（15°/45° 锥齿）或 HB 系列（重型工业）

— 每台驱动功率 75–1 600 kW

— 使用系数不低于 1.5

— 低速轴上设逆止器安装接口

— 抗粉尘——IP65 迷宫密封

破碎与筛分设备减速机

颚式、圆锥与锤式破碎机采用提高使用系数（SF 2.0–2.5）的工业平行轴或螺旋锥齿轮减速机，以承受超径给料的冲击载荷。驱动通常按「电机 + Jiaohua YOX 液力偶合器 + 减速机」方案构建——液力偶合器提供软启动，并在破碎腔卡死时保护减速机免受峰值扭矩冲击。

— 使用系数 2.0–2.5

— 与液力偶合器兼容（法兰接口）

— 承受高径向载荷的加强轴承

— 以剪切销或易熔塞作过载保护

— 无需拆卸即可加注润滑油

回转窑与选矿浓密机驱动

传动比 200–500 的低速多级减速机安装在窑体支承段大齿轮上或浓密机中心立柱上。连续工况（S1，24/7）、转速低（0.1–4 r/min）、设备自重带来的径向载荷大。浓密机驱动必须冗余——一旦停机，矿浆沉积物在 4–6 小时内凝结，重新启动将无法实现。

— 传动比 200–500

— S1 连续工况 24/7

— 润滑系统冗余

— 阻力矩监测（耙架卡死保护）

— 适用于渣浆处理的防腐设计

大功率电动机

矿山企业的竖井提升机、磨机、除尘引风机与压缩机主驱动属于功率 800 kW 至 15 MW、6 或 10 kV 的高压异步与同步电机领域。除高额定值外，对电机还有特定要求：可与高压变频器配合运行、为破碎机与磨机提供高启动扭矩、防止轴电流击穿轴承、为竖井提升机频繁启动与换向预留热裕量。

露天矿干线带式输送机 — Trunk conveyor: K-series gear motor with a backstop on the low-speed shaft.

竖井提升机主电机

功率 800–4 000 kW 的 6/10 kV 同步或异步高压电机，配高压逆变器以四象限模式运行。提升机运行循环包含加速、匀速运行、减速与安全制动——电机须承受每班 60–120 次启动，峰值扭矩为额定值的 2.0–2.5 倍。Wolong YHTM 与 WD3000 覆盖全功率范围，额定负荷下效率高于 96%。

— 功率 800–4 000 kW，电压 6/10 kV

— 非联轴器端绝缘轴承

— 强制冷却 IC81W 或 IC611

— 分辨率不低于 4 096 脉冲/转的编码器

— 为每班 60–120 次启动预留热裕量

磨机主驱动电机

功率 1 500–15 000 kW 的 6/10 kV 高压异步电机以 S1 连续工况运行，通过液力偶合器或高压逆变器启动。大型磨机不允许直接全压启动——启动电流为额定值的 5–7 倍，对矿山变电站不可接受。「Wolong YHTM 电机 + Jiaohua YOX 液力偶合器 + CGC MBY 减速机」组合是选矿厂球磨机的标准布置。

— 功率 1 500–15 000 kW，电压 6/10 kV

— 与启动液力偶合器兼容

— F 级绝缘并按 B 级预留热裕量

— 按 ISO 10816-3（B 区）进行振动监测

— 轴承防轴电流保护（绝缘轴承）

渣浆泵与矿浆输送泵站电机

处理磨蚀性矿浆的 Kingda KSM/KSL 渣浆泵由 200–1 600 kW 高压电机驱动。S1 连续工况、启动次数少，但对可靠性要求高——矿浆管线停运超过 2 小时会导致固相沉降并堵塞管道。所选电机采用绕组热带化处理，并配加强轴承以承受泵联轴器的径向载荷。

— 功率 200–1 600 kW，电压 0.4/6/10 kV

— 防护等级 IP55，绕组热带化处理

— 承受径向载荷的加强轴承

— 关键驱动冗余（1+1）

— 可与变频器配合运行

破碎设备电机

颚式与圆锥破碎机由 132–1 250 kW、6/10 kV 或 0.4 kV 的异步电机驱动。带载重载启动要求启动扭矩不低于额定值的 1.8 倍。标准布置为电机经液力偶合器驱动破碎机飞轮；飞轮储存能量并平滑超径给料的峰值载荷。处理卡死时的频繁换向采用转子串电阻启动电机。

— 启动扭矩不低于额定值的 1.8 倍

— 与液力偶合器及飞轮兼容

— 防护等级至少 IP55

— 针对频繁启动的热保护（S4–S6）

— 接线盒防尘设计

工业制动器

矿井与选矿厂的安全直接取决于制动系统。竖井提升机必须同时配备工作制动器与安全制动器，每套均按以 1.5–2.0 倍裕量制动罐笼满载载荷设计——这是俄罗斯《矿山作业安全规则》的要求。制动器还安装在倾斜输送机上以防皮带逆转，以及箕斗提升机、钻探与掘进设备绞车上。

竖井提升机——卷筒制动系统 — Mine hoist: service and emergency disc brakes around the perimeter of the brake disc on the drum.

竖井提升机盘式制动器——工作与安全制动器

Huawu YPZ2/YWZ5 系列——弹簧上闸的液压盘式制动器。在竖井提升机上沿固定于卷筒的制动盘周边成组安装 4–16 个制动模块。工作制动器由压力调节器控制，在正常运行工况下提供平稳制动；安全制动器在失压或报警信号时依靠弹簧力在 0.15–0.30 s 内上闸。双系统是《矿山安全规则》对载人提升的强制要求。

— 制动扭矩相对罐笼满载重量留 1.5–2.0 倍裕量

— 断电上闸时间不超过 0.3 s

— 压力与闸瓦位置电子监测

— 双套（工作 + 安全）

— 按 PB 03-553-03（矿山提升装置）认证

倾斜输送机制动器与逆止器

长皮带的倾斜与水平输送机在减速机轴制动轮上安装 TKT/TKK 电力液压块式制动器。停机时保持输送机静止，并防止在矿石重量下逆转。在干线输送机中间驱动上并联安装 Tianiu 逆止器（backstop）——无需电源的机械保护。

— 电力液压推动器 Ed-50 至 Ed-301

— 与制动轮联轴器兼容

— 可手动松闸以便检修

— 闸瓦磨损监测（行程开关）

— 井下输送机矿用隔爆设计（Ex db）

井下用防爆制动器

对于高瓦斯危险煤矿中的输送机、提升机与绞车，采用 Zhonghai 矿用隔爆（РВ）型制动器，标志为 Ex db I Mb。推动器壳体与电气元件按 GOST 31610.0/31610.1 认证，允许在含甲烷与煤尘的环境中运行。

— 标志 Ex db I Mb（矿用隔爆）

— 符合 TR CU 012/2011 的合格证

— 轻合金或无火花钢制壳体

— 至少 IP65，防煤尘

— 全套俄文随机文件

露天矿堆料机与取料机防风暴制动器

在露天矿轨道式移动机械——堆料机、取料机、移动输送机上安装 Jingu CWZ 或 Zhonghai SB 夹轨器。在非工作时段抵御高达 35 m/s 的阵风，将机械固定在轨道上。依据风速仪信号或断电自动触发。

— 在风速达 35 m/s 时具备夹持能力

— 依据风速仪信号自动触发

— UPS 后备或自带电源

— 气动松闸以便启动

— CE 认证并可在 −40 至 +60 °C 范围工作

联轴器

矿山驱动使用四类联轴器：用于带载启动的液力偶合器（干线输送机、磨机、破碎机）、用于重型主驱动的齿式鼓形联轴器（竖井提升机、磨机）、用于通用工业驱动的弹性柱销联轴器（给料机、振动筛、泵）以及倾斜输送机上的逆止器（backstop）。联轴器按扭矩留 1.5–2.0 倍裕量选型，并必须校核启动工况及重载启动循环下液力偶合器的热负荷。

输送机与磨机启动液力偶合器

Jiaohua YOX/YOXII/COX 系列通过泵轮与涡轮之间经工作液（通常为液压油）的滑差，实现满载软启动。电机几乎在空载下加速，逐渐承担负荷——这降低了对电网的电流冲击，并保护减速机免受扭矩尖峰。额定工况下 2–4% 的滑差可在皮带或磨机转子卡死时防止电机过载。

— 传递功率 75–4 000 kW

— 额定滑差 2–4%

— 整定值 145–160 °C 的易熔塞（过热保护）

— 注油量为内腔容积的 70–85%

— 每小时 4–6 次启动的热裕量

主驱动齿式鼓形联轴器

Yongjing GIICL 与 Longxuan WGZ 系列用于「减速机—竖井提升机摩擦轮」「减速机—磨机大齿轮」等刚性连接。传递扭矩最高 1.2 MN·m，并在 0.5–1.0° 范围内补偿轴的径向、轴向与角向偏移。鼓形齿廓可在偏斜下运行，经油嘴加注的润滑脂每 6 个月更换一次。

— 扭矩 50–1 200 kN·m

— 角向偏移补偿 0.5–1.0°

— 润滑脂润滑，间隔 6 个月

— 速度高于 15 m/s 时按 G6.3 动平衡

— 锻钢半联轴器

输送机逆止器（backstop）

Tianiu NJZ/NYD 系列安装在倾斜输送机减速电机的低速轴上。仅单向传递扭矩——启动与运行时自由旋转，皮带在载荷重量下试图逆转时瞬间锁止。这是不依赖电源的机械保护：即使企业完全断电，皮带仍保持静止。

— 夹持扭矩为计算逆转扭矩的 1.5 倍

— 安装于减速机低速（输出）轴

— 锁止时间不超过 0.5 s

— 锁止使用寿命不低于 100 万次

— 与减速机输出轴直径兼容

带制动轮的弹性柱销联轴器

Longxuan YOXp/YOXz 与 Yongjing LX/LMC 系列为带弹性套的柱销联轴器，常做成与制动轮一体。用于中等功率级的输送机、给料机与振动筛，需同时对启动冲击进行阻尼并提供块式制动器安装位。NBR/NR 弹性元件补偿小偏移并起保险作用——扭矩超载 50% 时弹性套破坏，中断传动。

— 扭矩 5–125 kN·m

— 按 GOST 21424 与制动轮一体

— 径向偏移补偿 0.2–1.0 mm

— 弹性套使用寿命不低于 30 000 h

— 无需拆卸半联轴器即可更换弹性套