Usine de traitement du charbon – Ningxia, Chine
Contexte du projet :
Le client est une usine de traitement du charbon de premier plan qui traite le charbon brut à l'aide d'une série de convoyeurs à bande, sépare les impuretés et achemine le produit final vers les étapes de transformation suivantes. Chaque année, 12 millions de tonnes de charbon brut sont traitées et lavées.
En raison des conditions de travail difficiles, l'usine utilise un transmission traditionnelle par convoyeur à bande C301 pour le transport du charbon brut. L'accouplement mécanique transmet la puissance du moteur au système de transmission et tombe souvent en panne. Le client recherchait une solution plus efficace et plus fiable, capable de supporter des charges importantes, de réduire l'entretien et de minimiser les temps d'arrêt du système.
Points problématiques :
Le dispositif rotatif actuel repose sur un système traditionnel de raccordement par accouplement hydraulique, qui utilise un moteur asynchrone pour relier le réducteur, l'accouplement hydraulique et la structure de transmission par rouleaux d'entraînement ; le fonctionnement de chaque moteur de la ligne est contrôlé de manière centralisée depuis la salle de contrôle.
- Faible facteur de puissance, forte consommation d'énergie et courant de démarrage élevé ;
- Il est difficile de gérer les charges élevées et les vibrations générées par les grands systèmes de convoyage ;
- Le transformateur de puissance présente une grande capacité, un fonctionnement instable au démarrage et a un certain impact sur la courroie ;
- Le réducteur d'entrée présente d'importantes pertes mécaniques, un faible rapport de transmission, un faible rendement de fonctionnement et une consommation d'énergie élevée, ce qui ne répond pas aux exigences en matière d'économies d'énergie et de protection de l'environnement ;
- Le dispositif de transmission présente une structure complexe, une charge de travail importante en matière d'entretien quotidien, une installation et un démontage difficiles, ainsi que des coûts d'exploitation et d'entretien élevés ;
- L'accouplement hydraulique, dont le fluide de travail est l'huile, n'est pas entretenu correctement et présente un risque d'incendie ;
- L'accouplement mécanique utilisé dans le système de convoyage est soumis à des charges d'impact continues, ce qui entraîne une usure rapide. Cela se traduit par des coûts de maintenance élevés et des arrêts fréquents des équipements ;
- Comme le dispositif de transmission global est un accouplement classique, il présente une durée de vie réduite dans l'atelier de traitement du charbon, où il est souvent exposé à la poussière, à l'humidité et aux variations de température, et doit généralement être remplacé au bout de 2 à 3 ans ;
Conséquences sur les opérations :
La chaîne de production de l'usine est souvent interrompue en raison de la nécessité de réparer ou de remplacer des accouplements défectueux, ce qui non seulement augmente les coûts, mais perturbe également l'ensemble du processus d'exploitation et réduit la productivité globale de l'usine. De plus, la nécessité de surveiller et de remplacer constamment des pièces a imposé une charge de maintenance inutile à l'équipe technique.
Compte tenu des problèmes susmentionnés, afin d'améliorer l'efficacité du dispositif de transmission et de réduire la charge supportée par le réducteur, la solution la plus efficace consiste à améliorer l'accouplement hydraulique.
Solution :
Afin de relever ces défis, Osencmag Nous avons examiné de nombreuses informations en fonction des exigences techniques, puis nous avons finalement conçu et développé une solution sur mesure accouplement magnétique à limitation de couple pour les applications sur bandes transporteuses. L'accouplement magnétique est conçu pour éliminer tout contact mécanique direct et offrir une solution plus fiable et plus efficace pour la transmission du couple.
Caractéristiques techniques du coupleur magnétique :
Le tableau ci-dessous présente les principales caractéristiques techniques du coupleur magnétique adapté au système de convoyeurs du client :
| Fonctionnalité | Spécifications |
|---|---|
| Type d'aimant | NdFeB (Néodyme Fer Bore) |
| Plage de température | Jusqu'à 230 °C (pour les zones à haute température) |
| Plage de puissance | de 0 à 1 000 kW |
| Plage de vitesse | de 0 à 3 600 tr/min |
| Plage de couple | de 0 à 12 000 N·m |
| Dimensions | Conçu sur mesure pour s'adapter au système de convoyeurs existant |
| Matériau du boîtier | Acier laminé à froid, revêtement anticorrosion |
| Matériau d'étanchéité | Caoutchouc de haute qualité pour empêcher la pénétration de la poussière et de l'humidité |
| Bruit | 85 dB |
| Glissement | 2% ~ 4% |
| Distance entre les arbres | de 100 à 300 mm |
| Protection contre le couple excessif | 2.5x |
| Efficacité | Rendement élevé, faibles pertes de puissance lors de la transmission du couple |
Principales caractéristiques de l'accouplement magnétique :
- Transmission de couple sans contact: Les aimants permanents intégrés à l'accouplement permettent un transfert efficace du couple sans aucun contact physique entre les composants. Cela élimine l'usure, ce qui réduit la nécessité d'un entretien fréquent et du remplacement des pièces.
- Augmentation de la capacité de manutention des charges: La conception de l'accouplement magnétique lui permet de supporter des charges élevées et des vibrations, garantissant ainsi une transmission de puissance stable même dans des conditions difficiles.
- Résistance aux températures élevées et aux environnements difficiles: Avec une résistance à la température pouvant atteindre 230 °C, cet accouplement est parfaitement adapté à l'environnement à haute température du système de convoyage. Il résiste également à la poussière et à l'humidité, deux problèmes courants dans les installations de traitement du charbon.
- Faible perte de puissance: L'accouplement magnétique est conçu pour réduire au minimum les pertes de puissance lors de la transmission du couple, ce qui permet d'améliorer le rendement énergétique et de réduire les coûts d'exploitation.
- Fonctionnement sans entretien: Grâce à sa conception sans contact, l'usure est moindre, ce qui prolonge la durée de vie de l'accouplement et réduit considérablement la fréquence des interventions de maintenance.
Préparation de l'installation (avant l'installation)
Avant d'installer l'accouplement magnétique, nous Vérifiez tout d'abord que les dimensions du moteur et de la bride de charge correspondent afin de garantir un processus d'installation sans encombre et d'éviter d'éventuels problèmes. Voici les préparatifs que nous avons effectués avant l'installation :
- L'arbre doit être ébavuré, dégraissé, nettoyé et séché. La rugosité de la section d'accouplement entre l'arbre et la bride doit être comprise entre 1,6 et 3,2. Marquez chaque arbre en fonction de la longueur de la bride correspondante.
- Respectez scrupuleusement le jeu radial maximal recommandé entre l'arbre et la bride (voir le tableau ci-dessous).
- Pour améliorer l'équilibre dynamique du moteur et de l'arbre de charge, installez une demi-clavette dans la rainure et vérifiez qu'elle ne dépasse pas de la surface circonférentielle de l'arbre.
| Diamètre de l'arbre | Grand écart radial | |
|---|---|---|
| De | À (inclure) | |
| 28 | 49 | 0.038 |
| 49 | 120 | 0.051 |
| 120 | 180 | 0.076 |
Processus d'installation (pendant l'installation)
Au cours du processus d'installation, nous avons veillé à ce que les étapes suivantes soient respectées afin de garantir une installation correcte de l'accouplement magnétique et d'optimiser ses performances :
- Démontage de l'accouplement d'origine : Nous avons tout d'abord démonté l'accouplement mécanique traditionnel endommagé du système de convoyage. Les opérations de démontage ont été réalisées par notre équipe technique afin de garantir qu'aucun dommage ne soit causé aux autres composants du convoyeur.
- Installation de l'accouplement magnétique : Installez l'ensemble rotor magnétique sur l'arbre de charge et raccordez les composants du moteur et du rotor conducteur. Au cours de l'installation, nous nous sommes assurés que l'accouplement était parfaitement emboîté sur l'arbre du système d'entraînement du convoyeur et correctement aligné avec les trous de fixation de la pièce de transmission.
- Retrait des vis de fixation du disque dur : Retirez les vis de fixation situées de part et d'autre du lecteur et rangez-les à l'écart de celui-ci.
- Alignement des composants du rotor de l'entraînement magnétique : L'alignement des composants du rotor d'un entraînement magnétique a pour but de rendre uniforme l'entrefer entre le rotor magnétique et la plaque de cuivre conductrice, et de garantir que la valeur de l'entrefer soit identique à chaque position (erreur < 0,75 mm). Le schéma de l'entrefer d'un entraînement magnétique est le suivant. Les étapes d'alignement des composants du rotor d'un entraînement magnétique sont les suivantes :
1) Alignement angulaire et axial : mesurez la distance entre le rotor conducteur et la face d'extrémité du rotor magnétique dans le variateur. Alignement radial : mesurez la distance entre le cercle extérieur du rotor magnétique et la plaque d'entrefer.
2) Déplacez le moteur et utilisez la vis et le joint du pied du moteur pour finaliser l'alignement. Lorsque toutes les valeurs mesurées sont conformes aux exigences indiquées dans la figure ci-dessus, l'alignement est terminé.
3) Serrez tous les boulons de fixation du moteur.
4) Vérifiez à nouveau l'alignement. L'alignement radial et le serrage des boulons de fixation du moteur peuvent modifier l'alignement angulaire et axial. Si les données d'alignement sont incorrectes : desserrez les boulons de fixation du moteur et répétez l'étape 2 jusqu'à ce que l'alignement soit correct.
Enfin, pour les composants nécessitant des raccordements électriques (tels que les systèmes de commande), nous collaborons avec les ingénieurs électriciens du client afin de réaliser tous les travaux de câblage nécessaires pour garantir le bon fonctionnement du système.
Mise en service après installation (débogage du système)
Une fois le couplage magnétique installé, nous avons procédé au débogage de l'ensemble du système afin de nous assurer qu'il fonctionne correctement et qu'il donne les résultats escomptés :
- Amarrage par champ magnétique : Une fois l'installation terminée, nous avons soigneusement vérifié le champ magnétique de l'accouplement magnétique afin de nous assurer que la transmission de la force magnétique ne subissait aucune interférence ni déviation externes. En ajustant la position, nous garantissons la stabilité du champ magnétique et assurons ainsi une transmission efficace du couple.
- Inspection avant la mise en service : Nous avons tout d'abord inspecté l'ensemble du système de convoyage afin de nous assurer que tous les points de raccordement étaient correctement serrés, que l'accouplement était solidement fixé et que le moteur d'entraînement ainsi que les composants de transmission du système de convoyage fonctionnaient correctement.
- Préparation de la mise en service : Vérifiez que les vis de fixation du rotor à fils ont bien été retirées – faites tourner le moteur par à-coups pour vérifier que le sens de rotation est correct – installez le capot insonorisant ou le capot de protection.
- Test de fonctionnement du système : Démarrez le moteur – mesurez les vibrations du moteur et de la charge – soyez attentif à tout bruit anormal pendant le fonctionnement, et surveillez la température et la fluidité de fonctionnement de l'accouplement.
- Essai de charge et réglage : Une fois le système fonctionnant normalement, nous avons procédé à un test de charge. Nous avons progressivement augmenté la charge du système et observé les performances de l'accouplement magnétique afin de nous assurer qu'il pouvait continuer à fonctionner efficacement sous une charge élevée. Tout au long du test, l'efficacité de la transmission magnétique a été surveillée en temps réel afin de garantir l'absence de tout problème de transmission du couple.
- Mise en service définitive et réception par le client : Après avoir vérifié que le système fonctionnait de manière stable, l'ensemble du système de convoyeurs a finalement été mis en service et réceptionné en présence du client, afin de s'assurer de sa satisfaction quant aux performances du système. Nos ingénieurs ont également dispensé une formation approfondie sur site aux opérateurs du client, afin de s'assurer qu'ils soient en mesure d'utiliser et d'entretenir correctement l'accouplement magnétique nouvellement installé.
Résumé des résultats :
Après l'installation des accouplements magnétiques, l'usine a enregistré des améliorations significatives au niveau de plusieurs indicateurs de performance clés :
- Le fait que le coupleur magnétique fonctionne sans contact permet d'éviter les réparations et les remplacements fréquents. Cela réduit considérablement les temps d'arrêt ;
- Le rendement de transmission de la bande transporteuse 301 de l'usine de traitement du charbon a été considérablement amélioré ; le débit horaire de charbon a également augmenté, et les gains en matière d'économies d'énergie et de protection de l'environnement sont significatifs ;
- La limitation du couple assure une protection automatique contre le calage, ce qui réduit les pannes et l'usure de l'ensemble du système d'entraînement du moteur. Les coûts de maintenance sont considérablement réduits ;
- Les coupleurs magnétiques sont capables de supporter des charges élevées et de résister à des facteurs externes tels que la poussière, l'humidité et les variations de température que l'on rencontre dans les environnements de production actuels ;
- Parallèlement, les coûts d'exploitation du système sont réduits et le rendement de l'usine de traitement du charbon est encore amélioré : après la transformation du dispositif de transmission du convoyeur 301, le rendement de transmission a augmenté de 10%, la consommation électrique est réduite de 20%, et la facture d'électricité annuelle peut être réduite de 600 000 yuans ; grâce à l'utilisation d'un dispositif d'accouplement magnétique, l'huile de lubrification n'est plus nécessaire, ce qui permet de réduire le coût annuel de l'huile de lubrification de 100 000 yuans. En ce qui concerne l’entretien et la réparation des équipements, ceux-ci sont relativement simples, et le coût annuel de maintenance sera réduit de 300 000 yuans. Le bénéfice global annuel devrait s’élever à 1 million de yuans.
On constate que le procédé de transmission sans liaison mécanique, utilisant un accouplement magnétique après modification, présente des avantages évidents par rapport au procédé traditionnel de transmission par accouplement hydraulique. L'installation fonctionne désormais avec une fiabilité et une efficacité énergétique accrues, ce qui apporte des avantages tant à court terme qu'à long terme.
