Coal Mine Power Company – Hulunbuir, Chine
Contexte du projet :
Une cokerie dispose actuellement de 4 fours à coke de 4,3 m et de 2 fours à coke de 6 m, à savoir les fours n° 1 à n° 4 et les fours n° 5 et n° 6, pour une production annuelle d'environ 2,5 millions de tonnes de coke. Le convoyeur à bande est le principal équipement de transport du charbon à coke. Le système de déchargement et de transport du charbon de la cokerie présente une longue distance de transport et une forte pente. Afin d’améliorer la capacité de démarrage du moteur de convoyage, d’éviter les surcharges, de réduire les chocs et les vibrations, et d’équilibrer la répartition de la charge d’entraînement, le moteur et le réducteur sont reliés par un accouplement hydraulique limiteur de couple utilisant de l’huile comme fluide de transmission. Sous l’influence de facteurs tels que la qualité du charbon et les intempéries, la charge de transport du moteur du système de déchargement est très instable pendant le fonctionnement ; en particulier lorsque la bande dévie, présente des fuites, se coince ou bloque les godets, la charge subit instantanément une surcharge et le couple est limité. Ce type d’accouplement hydraulique rompt instantanément le bouchon fusible, provoquant une projection d’huile, une chute brutale de la vitesse, puis l’arrêt définitif du système de transport. Parallèlement, les vibrations rapides provoquées par le déséquilibre instantané de l’accouplement hydraulique peuvent facilement entraîner l’usure, la fissuration et la déformation des composants de l’équipement. De plus, ces moteurs présentent une consommation d’énergie élevée et un faible rendement, et leur consommation d’énergie représente 25% de la consommation totale de la cokerie.
Points problématiques :
Le moteur, l'accouplement hydraulique, la roue de freinage et le réducteur sont reliés par des clavettes, des accouplements élastiques et des boulons d'extrémité afin de transmettre le couple. L'utilisation d'un accouplement hydraulique sur les convoyeurs à bande soumis à une charge importante, parcourant de longues distances et gravissant des pentes à angle élevé pose généralement les problèmes suivants :
- Le temps de démarrage est long et la variation instantanée du courant est importante ;
- Au cours du fonctionnement, le fusible se brise souvent, ce qui entraîne une chute brutale de la vitesse et l'arrêt de la machine, provoquant ainsi l'inversion du sens de marche de la bande transporteuse et le blocage continu de la benne dans l'étape précédente. Il est facile d'augmenter la tension de la bande transporteuse, voire de griller le moteur en raison d'une surcharge ;
- En raison des fuites d'huile de milieu, il est nécessaire de procéder à des appoints fréquents, ce qui entraîne une pollution de l'environnement et représente une charge de travail importante ;
- Les vibrations rapides provoquées par le déséquilibre instantané de l'accouplement hydraulique risquent d'endommager l'accouplement élastique ; de plus, les roulements, les joints d'étanchéité et les rainures de clavette situés à l'extrémité de sortie du moteur et à l'extrémité d'entrée du réducteur s'usent et tombent facilement en panne, ce qui entraîne une fréquence élevée d'interventions de dépannage ;
- La plupart des convoyeurs à bande équipés d'accouplements hydrauliques constituent des équipements de transport de coke essentiels, dont une défaillance peut, dans les cas les plus graves, avoir des répercussions sur la production des fours à coke.
Solution :
Le convoyeur à bande n° 9 de la mine de charbon est de type DT II ; la largeur de la bande est de 1 200 mm, sa vitesse est de 2 m/s, son angle d'inclinaison est de 36,5°, la longueur horizontale de la bande est de 130 m et sa capacité de transport est de 630 t/h. D'après les paramètres techniques du convoyeur à bande à charbon n° 9, L'accouplement magnétique a été choisi pour remplacer l'accouplement hydraulique de limitation de couple d'origine., et a été installé entre l'extrémité de sortie de l'arbre du moteur et l'extrémité d'entrée du réducteur. Réglez la distance entre le conducteur et le bloc magnétique en fonction des besoins réels, afin d'obtenir la charge de fonctionnement requise pour le convoyeur à bande et de l'utiliser conformément aux besoins réels. Le tableau 1 présente une comparaison des principaux paramètres techniques de l’accouplement magnétique et de l’accouplement hydraulique limiteur de couple d’origine.
| Comparaison des principaux paramètres techniques entre l'accouplement magnétique du convoyeur et l'accouplement hydraulique à limitation de couple d'origine | |||
| Remarques concernant le nom et le modèle | Avant la modification | Après modification | |
| Raccordement du moteur et du réducteur | Raccord hydraulique | Coupleur magnétique | |
| Moteur (Y315M – 4/132 kW, régime : 1 480 tr/min) | inchangé | inchangé | |
| Réducteur (DCY400 – 31,5 – IIN, rapport de réduction : 31,5) | Inchangé | Inchangé | |
| Cotes de montage de la base du moteur et du réducteur | Inchangé | Inchangé | La roue de frein (Ф 400 mm) a été redessinée, et le mode de raccordement de l'extrémité de l'arbre a été remplacé par un manchon d'expansion. |
De même, la cokerie n'a aucune incidence sur la conception du coupleur magnétique du convoyeur. nous fournir.
La structure et les dimensions associées ont été améliorées, et la structure de la roue de frein arrière a été optimisée.
Ce principe est illustré aux figures 3 (a) et (b).
Parallèlement, la clavette d'origine et le raccord à accouplement élastique ont été remplacés par un raccord à manchon serré auto-expansible, ce qui permet un démontage et un remontage aisé et peut réduire la durée de l'opération de plus de moitié.
Résumé des résultats :
Une fois que l'accouplement magnétique du convoyeur a remplacé l'accouplement hydraulique, il n'y a plus de liaison mécanique entre le moteur et le réducteur, de sorte que les vibrations du côté du tambour d'entraînement de la bande transporteuse ne sont pas transmises au côté moteur, et que les vibrations du côté moteur ne sont pas transmises à l'extrémité à grande vitesse du réducteur. Par ailleurs, l'effet d'amplification des vibrations au cours de la transmission est également éliminé.
Lorsque le charbon s'accumule et que la benne est surchargée, l'accouplement magnétique peut automatiquement couper la transmission du couple du moteur vers la charge. À ce moment-là, le moteur tourne à vide et la courroie s'arrête, ce qui évite que la courroie transporteuse ne se rompe en raison d'une surcharge.
La valeur de crête du courant de démarrage est réduite d’environ 20% par rapport à la version précédente, la durée de crête du courant de démarrage est raccourcie de 60% et la tension instantanée de la bande est réduite de 30%, ce qui prolonge considérablement la durée de vie de la bande et du moteur. L'accouplement magnétique présente une structure simple, est facile à démonter et à remonter, et nécessite un faible écart de centrage. En remplaçant l'accouplement hydraulique, il permet non seulement d'atteindre l'objectif d'un fonctionnement sans entretien, mais résout également de manière efficace le problème de pollution environnementale causé par les fuites d'huile de l'accouplement hydraulique.
Il ressort de l'analyse ci-dessus que, par rapport à l'accouplement hydraulique d'origine, l'accouplement magnétique présente les avantages suivants : excentricité maximale admissible ; charge pulsatoire admissible ; transmission du couple de sortie du moteur par le biais d'un champ magnétique, sans liaison mécanique, ce qui permet d'isoler efficacement les vibrations ; démarrage en douceur, avec une réduction du courant au démarrage ; la vitesse de la charge peut être ajustée en fonction des conditions de fonctionnement du système ; ne nécessite aucun entretien et est facile à installer ; respectueux de l'environnement. Le tableau 2 présente la comparaison entre l'utilisation d'un accouplement magnétique et d'un accouplement hydraulique pour un convoyeur.
| Tableau 2 : Comparaison entre l'utilisation d'un accouplement magnétique et d'un accouplement hydraulique | ||
| Projet | Accouplement hydraulique | Couplage magnétique |
| conditions d'installation | élevé | Le déplacement axial admissible est de 1 mm ; l'erreur de centrage admissible est de 2 mm. |
| Effet de réduction des vibrations | mieux | Une isolation efficace et l'absence de liaison mécanique permettent de réduire les effets des vibrations de 85%. |
| Charge de travail et coûts liés à la maintenance | élevé | Sans entretien |
| Protection contre les surcharges | fiable | totalement déconnecté |
| effet d'économie d'énergie | Aucun effet notable | Par rapport à l'utilisation d'un accouplement hydraulique, la consommation d'énergie peut être réduite de 10%. |
| démarrage progressif | de meilleures performances | Permet un démarrage sans charge (couple sans contact). |
| structure | plus compliqué | Simple, avec peu de composants. |
| volume | Modéré | Petit |
| précision | très faible | très élevé |
| Plage de vitesse | minimum | De 40% à 96% |
| impact environnemental | plus grand | aucun |
