Planta de tratamiento de mineral de hierro-Brasil
Antecedentes del proyecto:
Una planta de procesamiento de mineral de hierro que coopera con nosotros está equipada con 4 trituradoras de cono CH870, equipadas con motores de seis polos de 600 kW, y el motor y la trituradora están conectados mediante acoplamientos de neumáticos. La trituradora es un equipo muy importante en el proceso de trituración de la industria del mineral de hierro. El sistema de transmisión original suele ser en forma de “motor asíncrono + acoplamiento hidráulico de par limitado/otro acoplamiento flexible”. La producción de las plantas de tratamiento de mineral de hierro es un proceso continuo. La parada de toda la línea de producción debido a un fallo del equipo es muy grave para la empresa. Por lo tanto, mejorar la estabilidad de los equipos clave es de gran importancia para la línea de producción.
| Parámetros técnicos de la trituradora de cono de 600 kW | |
|---|---|
| Equipamiento | Trituradora de cono |
| Motor | 600 kW, 990 rpm |
| Cantidad | 1 unidad |
| Eje del motor | Φ120*208mm |
| eje de trituradora de cono | Φ140*140mm |
| Longitud axial | 610 mm |
Puntos problemáticos:
El acoplamiento de neumáticos se basa en la fricción generada por el neumático y la cara del extremo de la brida para transmitir el par al apretar los pernos. El acoplamiento de neumáticos producirá una deformación por cizallamiento torsional al trabajar. Debido al atascamiento de la trituradora, se genera una enorme fuerza de cizallamiento que provoca el desenganche de la trituradora.
Solución:
Se eliminó el “acoplamiento de neumáticos original” y se sustituyó por un “acoplamiento magnético de par limitado”. La parte de transmisión original, que incluye el motor, el acoplamiento de neumáticos y el cuerpo de la trituradora, tiene una base de montaje independiente. Después de la transformación, el acoplamiento magnético de par limitado se utiliza para adaptarse a las características de la amplia distancia entre ejes, mantener el tamaño de la disposición original de todo el dispositivo de transmisión sin cambios, y la transformación y la instalación son convenientes, y la carga de trabajo de depuración es pequeña.
En acoplamiento magnético de par limitado es un dispositivo que funciona según el principio de inducción magnética. Consta de dos componentes independientes sin conexión rígida y transmite el par mediante la interacción entre campos magnéticos. Un conjunto de disco conductor con un anillo de cobre se instala en el eje del motor, y un conjunto de disco magnético con un potente imán permanente de tierras raras se instala en el eje de carga. El movimiento relativo entre el conjunto del disco conductor y el conjunto del disco magnético genera corrientes de Foucault en el disco conductor y genera una fuerte fuerza magnética entre los dos, realizando así la función de transmisión de par en el entrehierro. Cuando el motor se pone en marcha, el acoplamiento magnético cambiará automáticamente el tamaño del entrehierro para alcanzar el par de salida requerido por la carga. Cuando la carga está atascada o sobrecargada, la velocidad del eje de carga cae rápidamente. En ese momento, el acoplamiento aumentará automáticamente el entrehierro hasta el estado de liberación de par, reducirá la transmisión de par e incluso cortará la salida de carga, protegiendo así el motor y el equipo de carga. Una vez eliminada la sobrecarga o los fallos relacionados, vuelva a arrancar el motor y el acoplamiento volverá automáticamente al estado normal de funcionamiento.
El acoplamiento magnético limitador de par tiene unas características estructurales y funcionales que el acoplamiento hidráulico no puede igualar, principalmente en cuanto a estructura, instalación, ruido y vibraciones, arranque suave, disipación del calor, protección contra sobrecargas y protección medioambiental.
- El acoplamiento magnético limitador de par no sólo tiene una estructura sencilla, sino que además carece de piezas móviles independientes, por lo que no existen problemas como el desgaste, la fragilidad y las fugas de la junta, lo que mejora enormemente su fiabilidad y vida útil y reduce los costes de mantenimiento.
- El disco conductor y el disco permanente están fijados en los ejes del motor y de la carga, respectivamente. No existe ninguna relación de restricción mecánica entre ambos, salvo la interacción de la fuerza del campo magnético axial. Por lo tanto, no existe ninguna restricción estricta sobre el error de alineación e inclinación del sistema de ejes durante la instalación. Generalmente, el ángulo de inclinación del eje no es superior a 1,5° para garantizar un funcionamiento normal, y la dificultad de instalación se reduce considerablemente.
- Tras instalar el acoplamiento magnético limitador de par, el ruido y las vibraciones se reducen considerablemente. Más de 80% de los equipos rotativos fallarán debido a las vibraciones, la mayoría de las cuales se deben a la desalineación del eje, además del desequilibrio y la resonancia del equipo. El acoplamiento magnético limitador de par no está en contacto físico, sino que transmite el par a través del entrehierro. Los experimentos han demostrado que el uso de acoplamientos magnéticos limitadores de par puede aislar hasta 80% de transmisión de vibraciones.
- Arranque suave, la corriente de arranque se reduce considerablemente. Tras utilizar el acoplamiento magnético limitador de par, el motor acelera hasta la velocidad máxima en el arranque. Bajo la acción del campo magnético del acoplamiento, la carga arranca suavemente y finalmente acelera a una velocidad próxima a la del motor. En circunstancias normales, la corriente de pico de arranque cuando el sistema utiliza un acoplamiento magnético limitador de par es sólo de acerca de la mitad de la corriente de pico de arranque cuando está conectado el acoplamiento hidráulico limitador de par. En el funcionamiento de equipos como trituradoras, cremalleras y cintas transportadoras, se reduce en gran medida el impacto de las cargas de impacto durante el arranque y el funcionamiento, y se prolonga la vida útil del equipo.
- El acoplamiento magnético limitador de par también se basa en la diferencia de velocidad para lograr la transmisión del par. Cuanto mayor es la velocidad de deslizamiento, mayor es el par de acoplamiento, pero mayor es la pérdida de calor por corrientes de Foucault, que se convierte en calor por aumento de temperatura en el conductor y es absorbido por el aire. Con la misma velocidad de deslizamiento, la pérdida de calor por corrientes de Foucault disminuye exponencialmente con el aumento del entrehierro.
- El acoplamiento magnético limitador de par tiene la función de protección contra calado y sobrecarga. Cuando el equipo funciona normalmente, cuando el par en el extremo de carga aumenta repentinamente y supera el par seguro del dispositivo de transmisión (aproximadamente 1,8 veces el par nominal del motor), la velocidad del eje de carga cae rápidamente, y el acoplamiento aumentará automáticamente el entrehierro y entrará en el estado de “desconexión de par” para reducir la transmisión de par. El par transmitido en el estado de “desconexión del par” es de aproximadamente 5% del par nominal del motor. La transmisión mantendrá este estado hasta que el extremo de carga caiga por debajo del par seguro, es decir, se elimine el fallo, la velocidad del extremo de carga aumente gradualmente y el acoplamiento magnético limitador de par vuelva a entrar en el estado de funcionamiento normal. Se puede observar que el proceso de protección contra sobrecargas del acoplamiento magnético limitador de par se puede completar de forma automática y reversible, sin participación manual, segura y eficaz.
El acoplamiento magnético limitador de par tiene una estructura sencilla, básicamente no requiere mantenimiento ni lubricación, por lo que no contamina ni daña el medio ambiente.
| Acoplamiento magnético limitador de par frente a acoplamiento de neumáticos | ||
|---|---|---|
| Característica | Acoplamiento Tir | Par limitado Acoplamiento magnético |
| Efecto de arranque suave | Mejor | Mejor |
| Protección en caso de bloqueo | fractura | Doble protección antideslizamiento + desbloqueo automático del rotor de bloqueo |
| Aislamiento de vibraciones | Las vibraciones se reducen en aproximadamente 70% | Las vibraciones se reducen hasta 80% |
| Requisitos de alineación | El eje de rotación no coincide, y es fácil que vibre | muy bajo |
| Requisitos de temperatura ambiente | 20℃~80℃ alta temperatura, envejecimiento acelerado. | 40 ℃ ~ 100 ℃ se puede utilizar |
| requisitos de mantenimiento | Sustitución frecuente de las piezas de recambio cuando se bloquea el rotor | Sin mantenimiento, sin consumibles |
| eficacia de la transferencia | Acerca de 98% | Más de 97% |
| coste de la inversión | Más caro, las piezas de recambio ocupan más fondos | Elevado coste de inversión único |
| vida útil | El número de atascos se determina | ≥20 años |
Resumen de resultados:
El acoplamiento magnético limitador de par no sólo tiene todas las funciones del acoplamiento hidráulico limitador de par, sino que también tiene sus propias características técnicas únicas. La transformación en un acoplamiento magnético puede realizar las funciones de arranque suave y protección de límite de par, proteger el equipo principal, el motor, el eje y los rodamientos, reducir la cantidad de mantenimiento in situ del equipo, sin aceite, sin electricidad, sin consumibles ni piezas de repuesto, y mejorar la eficiencia general. Puede resolver los problemas largamente esperados pero no resueltos de los acoplamientos hidráulicos en la práctica de producción. Por lo tanto, en la industria de procesamiento de mineral de hierro, es una opción muy ideal sustituir el “acoplamiento hidráulico limitador de par” original por el “acoplamiento magnético limitador de par”.
| Parámetros técnicos del acoplamiento magnético de par limitado | |
|---|---|
| Producto | Acoplamiento magnético de par limitado serie OX |
| Modelo | OX-X1000 |
| Tipo de producto | Momento limitado |
| Piezas del rotor de imán permanente | NdFeB sinterizado, aluminio, acero |
| Piezas del rotor conductor | Acero, cobre |
| Velocidad de entrada | 1500 rpm |
| Velocidad máxima de salida | 1500rpm (97-99% de la velocidad nominal del motor) |
| Eficacia del trabajo | Más de 97% |
| Tolerancia angular | 1.5° |
| Par máximo de transmisión | 6077N m |
| Par de protección/par nominal del motor | 1,8 veces |
| Temperatura ambiente mínima de trabajo | -40℃ |
| Temperatura ambiente máxima de trabajo | +100℃ |
| Tipo de estructura | Tipo de disco (simetría AB-BA) |
| Tipo de cubo | Cubo partido (con llave plana) |
Análisis de los beneficios del proyecto
Según las estadísticas de consumo de piezas de repuesto de los dos últimos años, la trituradora de cono CH870 consume 2,5 juegos de grupos de conexión flexible al año, con un coste de unos 100.000 yuanes. El coste de transformación del acoplamiento magnético es de 40.000 yuanes/juego, la vida útil del equipo es de 15 años, y el periodo de recuperación de la inversión del equipo es de 2,25 años. Al mismo tiempo, la sustitución del acoplamiento magnético puede reducir en gran medida el tiempo de inactividad por averías y garantizar el funcionamiento seguro y estable de la trituradora de cono.
