Planta de procesamiento de carbón – Ningxia (China)
Antecedentes del proyecto:
El cliente es una planta líder en el tratamiento del carbón que procesa carbón en bruto mediante una serie de cintas transportadoras, separa las impurezas y transporta el producto final para su posterior procesamiento. Cada año se procesan y se lavan 12 millones de toneladas de carbón en bruto.
Debido a las difíciles condiciones de trabajo, la planta utiliza un Transmisión tradicional de cinta transportadora C301 para el transporte de carbón en bruto. El acoplamiento mecánico transmite la potencia del motor al sistema de transmisión y suele fallar con frecuencia. El cliente buscaba una solución más eficiente y fiable, capaz de soportar cargas pesadas, reducir el mantenimiento y minimizar el tiempo de inactividad del sistema.
Puntos problemáticos:
El dispositivo giratorio actual es un método tradicional de acoplamiento hidráulico, que utiliza un motor asíncrono para conectar el reductor, el acoplamiento hidráulico y la estructura de transmisión del rodillo de accionamiento; además, el funcionamiento de cada motor de la línea se controla de forma centralizada desde la sala de control.
- Bajo factor de potencia, elevado consumo energético y elevada corriente de arranque;
- Resulta difícil soportar las elevadas cargas y las vibraciones que generan los grandes sistemas de transporte;
- El transformador de potencia tiene una gran capacidad, un funcionamiento inestable al arrancar y un cierto impacto en la correa;
- El reductor delantero presenta grandes pérdidas mecánicas, un bajo rendimiento de transmisión, una baja eficiencia operativa y un elevado consumo energético, lo que no cumple con los requisitos de ahorro energético y protección del medio ambiente;
- El dispositivo de transmisión presenta una estructura compleja, una gran carga de trabajo en cuanto al mantenimiento diario, dificultades en su instalación y desmontaje, y elevados costes de funcionamiento y mantenimiento;
- El acoplamiento hidráulico, cuyo medio de trabajo es el aceite, no se mantiene adecuadamente y presenta riesgo de incendio;
- El acoplamiento mecánico utilizado en el sistema transportador está sometido a cargas de impacto continuas, lo que provoca un desgaste rápido. Esto conlleva elevados costes de mantenimiento y frecuentes paradas del equipo;
- Dado que el dispositivo de transmisión general es un acoplamiento tradicional, tiene una vida útil corta en el taller de procesamiento de carbón, donde suele estar expuesto al polvo, la humedad y los cambios de temperatura, por lo que, por lo general, es necesario sustituirlo al cabo de 2 o 3 años;
Repercusiones en las operaciones:
La línea de producción de la planta se detiene con frecuencia debido a la necesidad de reparar o sustituir acoplamientos defectuosos, lo que no solo aumenta los costes, sino que también perturba el proceso operativo general y reduce la productividad global de la planta. Además, la necesidad de supervisar y sustituir constantemente piezas ha supuesto una carga de mantenimiento innecesaria para el equipo técnico.
Teniendo en cuenta los problemas mencionados anteriormente, con el fin de mejorar la eficiencia del dispositivo de transmisión y reducir la carga del reductor, la forma más eficaz es mejorar el acoplamiento hidráulico.
Solución:
Para hacer frente a estos retos, Osencmag Consultamos mucha información de acuerdo con los requisitos de los parámetros técnicos y, finalmente, diseñamos y desarrollamos un producto a medida acoplamiento magnético limitador de par para aplicaciones en cintas transportadoras. El acoplamiento magnético está diseñado para eliminar el contacto mecánico directo y ofrecer una solución más fiable y eficiente para la transmisión de par.
Especificaciones del acoplador magnético:
La siguiente tabla resume las especificaciones principales del acoplador magnético adaptado al sistema de cintas transportadoras del cliente:
| Característica | Especificación |
|---|---|
| Tipo de imán | NdFeB (Neodimio Hierro Boro) |
| Temperatura | Hasta 230 °C (para zonas de alta temperatura) |
| Rango de potencia | De 0 a 1 000 kW |
| Velocidad | De 0 a 3 600 rpm |
| Rango de par | De 0 a 12 000 N·m |
| Dimensiones | Adaptado al sistema de cintas transportadoras ya existente |
| Material de la carcasa | Acero laminado en frío, con recubrimiento resistente a la corrosión |
| Material de sellado | Goma de alta calidad para evitar la entrada de polvo y humedad |
| Ruido | 85 dB |
| Resbalón | 2% ~ 4% |
| Distancia entre ejes | De 100 a 300 mm |
| Protección contra el par excesivo | 2.5x |
| Eficacia | Alta eficiencia y baja pérdida de potencia durante la transmisión del par |
Características principales del acoplamiento magnético:
- Transmisión de par sin contacto: Los imanes permanentes del acoplamiento permiten una transferencia eficiente del par sin que haya contacto físico entre los componentes. Esto elimina el desgaste, lo que reduce la necesidad de un mantenimiento frecuente y la sustitución de piezas.
- Mayor capacidad de manipulación de cargas: El diseño del acoplamiento magnético le permite soportar cargas elevadas y vibraciones, lo que garantiza una transmisión de potencia estable incluso en condiciones exigentes.
- Resistencia a altas temperaturas y a entornos hostiles: Con una tolerancia a la temperatura de hasta 230 °C, el acoplamiento resulta muy adecuado para el entorno de altas temperaturas del sistema transportador. Además, es resistente al polvo y a la humedad, problemas habituales en las plantas de tratamiento de carbón.
- Baja pérdida de potencia: El acoplamiento magnético está diseñado para minimizar la pérdida de potencia durante la transmisión del par, lo que se traduce en una mayor eficiencia energética y una reducción de los costes operativos.
- Funcionamiento sin necesidad de mantenimiento: El diseño sin contacto reduce el desgaste, lo que alarga la vida útil del acoplamiento y reduce considerablemente los intervalos de mantenimiento.
Preparación de la instalación (antes de la instalación)
Antes de instalar el acoplamiento magnético, nosotros En primer lugar, comprueba que las dimensiones del motor y de la brida de carga coincidan para garantizar que la instalación se realice sin problemas y evitar posibles dificultades. A continuación se detallan los preparativos que llevamos a cabo antes de la instalación:
- El eje debe desbarbarse, desengrasarse, limpiarse y secarse. La rugosidad de la sección de acoplamiento entre el eje y la brida debe situarse entre 1,6 y 3,2. Marque cada eje según la longitud de la brida correspondiente.
- Respete estrictamente la holgura radial máxima recomendada entre el eje y la brida (véase la tabla siguiente).
- Para mejorar el equilibrio dinámico del motor y del eje de carga, instale una media chaveta en la ranura y compruebe que la media chaveta no sobresalga de la superficie circunferencial del eje.
| Diámetro del eje | Gran holgura radial | |
|---|---|---|
| De | Para (incluir) | |
| 28 | 49 | 0.038 |
| 49 | 120 | 0.051 |
| 120 | 180 | 0.076 |
Proceso de instalación (durante la instalación)
Durante el proceso de instalación, nos aseguramos de que se siguieran los siguientes pasos para garantizar la correcta instalación del acoplamiento magnético y maximizar su rendimiento:
- Desmontaje del acoplamiento original: En primer lugar, retiramos el acoplamiento mecánico tradicional dañado del sistema transportador. Nuestro equipo técnico se encargó de la retirada para garantizar que no se produjeran daños en otras partes del transportador.
- Instalación del acoplamiento magnético: Instale el conjunto del rotor magnético en el eje de carga y conecte los componentes del motor y del rotor conductor. Durante el proceso de instalación, nos aseguramos de que el acoplamiento quedara perfectamente encajado en el eje del sistema de accionamiento de la cinta transportadora y correctamente alineado con los orificios de montaje de la pieza de transmisión.
- Retirada de los tornillos de fijación de la unidad: Retira los tornillos de fijación de ambos lados de la unidad y guárdalos lejos de ella.
- Alineación de los componentes del rotor del accionamiento magnético: El objetivo de alinear los componentes del rotor del accionamiento magnético es igualar el entrehierro entre el rotor magnético y la placa conductora de cobre, de modo que el valor del entrehierro sea el mismo en cada posición (error <0,75 mm). El diagrama esquemático del entrehierro del accionamiento magnético es el siguiente. Los pasos para alinear los componentes del rotor de un accionamiento magnético son los siguientes:
1) Alineación angular y axial: mide la distancia entre el rotor conductor y la cara frontal del rotor magnético del accionamiento. Alineación radial: mide la distancia entre el círculo exterior del rotor magnético y la placa del entrehierro.
2) Mueva el motor y utilice el tornillo y la junta del pie del motor para completar la alineación. Cuando todos los valores medidos cumplan los requisitos de la figura anterior, la alineación habrá finalizado.
3) Aprieta todos los pernos de fijación del motor.
4) Vuelve a comprobar la alineación. La alineación radial y el apriete de los pernos de fijación del motor pueden alterar la alineación angular y axial. Si los datos de alineación son incorrectos: afloja los pernos de fijación del motor y repite el paso 2 hasta que la alineación sea correcta.
Por último, en el caso de los componentes que requieren conexiones eléctricas (como los sistemas de control), colaboramos con los ingenieros eléctricos del cliente para realizar todos los trabajos de cableado necesarios y garantizar así el funcionamiento normal del sistema.
Puesta en marcha tras la instalación (depuración del sistema)
Una vez instalado el acoplamiento magnético, realizamos una puesta a punto de todo el sistema para asegurarnos de que funcionara correctamente y diera los resultados esperados:
- Acoplamiento por campo magnético: Tras la instalación, comprobamos minuciosamente el campo magnético del acoplamiento magnético para asegurarnos de que la transmisión de la fuerza magnética no estuviera sujeta a ninguna interferencia o desviación externa. Mediante el ajuste de la posición, garantizamos la estabilidad del campo magnético para asegurar una transmisión eficiente del par.
- Inspección previa a la puesta en marcha: En primer lugar, revisamos todo el sistema transportador para asegurarnos de que todos los puntos de conexión estuvieran bien apretados, de que el acoplamiento estuviera bien fijado y de que el motor de accionamiento y los componentes de transmisión del sistema transportador funcionaran correctamente.
- Preparación para la puesta en servicio: Comprueba que se hayan retirado los tornillos de fijación del rotor de alambre; haz girar el motor a pequeños impulsos para comprobar que la dirección sea la correcta; instala la cubierta insonorizante o la cubierta protectora.
- Prueba de funcionamiento del sistema: Ponga en marcha el motor; mida la vibración del motor y de la carga; preste atención a cualquier ruido anómalo durante el funcionamiento y supervise la temperatura y la suavidad de funcionamiento del acoplamiento.
- Prueba de carga y ajuste: Una vez que el sistema funcionaba con normalidad, llevamos a cabo una prueba de carga. Aumentamos gradualmente la carga del sistema y observamos el rendimiento del acoplamiento magnético para asegurarnos de que pudiera seguir funcionando de manera eficiente bajo una carga elevada. Durante todo el proceso de prueba, se supervisó en tiempo real el efecto de la transmisión magnética para garantizar que no hubiera problemas en la transmisión del par.
- Puesta en servicio definitiva y aceptación por parte del cliente: Tras confirmar que el sistema funcionaba de forma estable, se procedió finalmente a la puesta en marcha y aceptación de todo el sistema de cintas transportadoras junto con el cliente, con el fin de garantizar su satisfacción con el rendimiento del sistema. Nuestros ingenieros también impartieron una formación detallada in situ a los operarios del cliente para asegurarse de que pudieran manejar y mantener correctamente el acoplamiento magnético recién instalado.
Resumen de resultados:
Tras instalar los acopladores magnéticos, la planta experimentó mejoras significativas en varios indicadores clave de rendimiento:
- El hecho de que el acoplador magnético no implique contacto elimina la necesidad de reparaciones y sustituciones frecuentes. Esto reduce considerablemente el tiempo de inactividad;
- La eficiencia de transmisión de la cinta transportadora 301 de la planta de tratamiento de carbón ha mejorado considerablemente; la producción de carbón por hora también ha aumentado, y los beneficios en materia de ahorro energético y protección del medio ambiente son significativos;
- La limitación del par permite una protección automática contra el bloqueo, lo que reduce las averías y el desgaste de todo el sistema de accionamiento del motor. Los costes de mantenimiento se reducen considerablemente;
- Los acopladores magnéticos son capaces de soportar cargas elevadas y resistir factores externos como el polvo, la humedad y las fluctuaciones de temperatura que se dan en los entornos de producción actuales;
- Al mismo tiempo, se reducen los costes operativos del sistema y se mejora aún más la eficiencia de la planta de tratamiento de carbón: tras la transformación del dispositivo de transmisión de la cinta transportadora 301, la eficiencia de transmisión aumenta en un 10%, el consumo de energía se ha reducido en un 20% y se puede ahorrar 600 000 yuanes en la factura eléctrica anual; gracias al uso del dispositivo de acoplamiento magnético, ya no se utilizará aceite lubricante, por lo que el coste anual de este se reducirá en 100 000 yuanes. En cuanto al mantenimiento y la reparación de los equipos, resulta relativamente sencillo, y el coste anual de mantenimiento se reducirá en 300 000 yuanes. Se espera que el beneficio global anual sea de 1 millón de yuanes.
Se puede observar que el método de transmisión sin conexión mecánica, que utiliza un acoplamiento magnético tras su modificación, presenta ventajas evidentes con respecto al método tradicional de transmisión mediante acoplamiento hidráulico. La planta funciona ahora con mayor fiabilidad y eficiencia energética, lo que aporta beneficios tanto a corto como a largo plazo.
