Impianto di lavorazione del minerale di ferro - Brasile
Background del progetto:
Un impianto di lavorazione del minerale di ferro che collabora con noi è dotato di 4 frantoi a cono CH870, equipaggiati con motori a sei poli da 600 kW; il motore e il frantoio sono collegati da giunti per pneumatici. Il frantoio è un'apparecchiatura molto importante nel processo di frantumazione dell'industria del minerale di ferro. Il sistema di trasmissione originale è generalmente sotto forma di “motore asincrono + giunto idraulico a coppia limitata/altro giunto flessibile”. La produzione degli impianti di lavorazione del minerale di ferro è un processo continuo. L'arresto dell'intera linea di produzione a causa di un guasto alle apparecchiature è molto grave per l'impresa. Pertanto, il miglioramento della stabilità delle apparecchiature chiave è di grande importanza per la linea di produzione.
| Parametri tecnici del frantoio a cono da 600 kW | |
|---|---|
| Attrezzatura | Frantoio a cono |
| Motore | 600kW, 990 giri/min |
| Quantità | 1 pezzo |
| Albero motore | Φ120*208mm |
| albero del frantoio a cono | Φ140*140 mm |
| Lunghezza assiale | 610 mm |
Punti problematici:
Il giunto per pneumatici si basa sull'attrito generato dal pneumatico e dalla faccia terminale della flangia per trasmettere la coppia di serraggio dei bulloni. L'accoppiamento del pneumatico produce una deformazione di taglio torsionale durante il lavoro. A causa dell'inceppamento del frantoio, si genera un'enorme forza di taglio che provoca lo sganciamento del frantoio.
Soluzione:
Il “giunto originale per pneumatici” è stato rimosso e sostituito con un “giunto magnetico a coppia limitata”. La parte di trasmissione originale, che comprende il motore, il giunto per pneumatici e il corpo del frantoio, ha una base di montaggio indipendente. Dopo la trasformazione, il giunto magnetico a coppia limitata viene utilizzato per adattarsi alle caratteristiche del passo largo, mantenendo invariate le dimensioni del layout originale dell'intero dispositivo di trasmissione; la trasformazione e l'installazione sono convenienti e il carico di lavoro per il debug è ridotto.
Il accoppiamento magnetico a coppia limitata è un dispositivo che funziona secondo il principio dell'induzione magnetica. È costituito da due componenti indipendenti senza collegamenti rigidi e trasmette la coppia attraverso l'interazione tra i campi magnetici. Sull'albero del motore è installato un gruppo disco conduttore con un anello di rame, mentre sull'albero di carico è installato un gruppo disco magnete con un forte magnete permanente di terre rare. Il movimento relativo tra il gruppo disco conduttore e il gruppo disco magnete genera correnti parassite nel disco conduttore e genera una forte forza magnetica tra i due, realizzando così la funzione di trasmissione della coppia nel traferro. Quando il motore viene avviato, il giunto magnetico modifica automaticamente le dimensioni del traferro per ottenere la coppia in uscita richiesta dal carico. Quando il carico è bloccato o sovraccarico, la velocità dell'albero di carico diminuisce rapidamente. A questo punto, il giunto aumenta automaticamente il traferro fino allo stato di rilascio della coppia, riduce la trasmissione della coppia e addirittura interrompe l'uscita del carico, proteggendo così il motore e le apparecchiature del carico. Una volta eliminato il sovraccarico o i guasti correlati, riavviare il motore e il giunto rientrerà automaticamente nello stato di funzionamento normale.
Il giunto magnetico a limitazione di coppia ha caratteristiche strutturali e funzionali che il giunto idraulico non può eguagliare, soprattutto in termini di struttura, installazione, rumorosità e vibrazioni, avviamento graduale, dissipazione del calore, protezione dai sovraccarichi e protezione ambientale.
- Il giunto magnetico a limitazione di coppia non solo è semplice nella struttura, ma non ha nemmeno parti mobili indipendenti, per cui non presenta problemi di usura, fragilità e perdita di tenuta, il che ne migliora notevolmente l'affidabilità e la durata e riduce i costi di manutenzione.
- Il disco conduttore e il disco permanente sono fissati rispettivamente sull'albero del motore e su quello del carico. Non vi è alcuna relazione di vincolo meccanico tra i due, ad eccezione dell'interazione della forza del campo magnetico assiale. Pertanto, non vi è alcuna restrizione rigorosa sull'errore di allineamento e inclinazione del sistema di alberi durante l'installazione. In genere, l'angolo di inclinazione dell'albero non supera 1,5° per garantire il normale funzionamento e la difficoltà di installazione è notevolmente ridotta.
- Dopo l'installazione del giunto magnetico a limitazione di coppia, il rumore e le vibrazioni si riducono notevolmente. Più di 80% di apparecchiature rotanti si guastano a causa delle vibrazioni, la maggior parte delle quali è dovuta al disallineamento dell'albero, oltre che allo squilibrio e alla risonanza dell'apparecchiatura. Il giunto magnetico a limitazione di coppia non è in contatto fisico, ma trasmette la coppia attraverso il traferro. Gli esperimenti hanno dimostrato che l'uso di giunti magnetici a limitazione di coppia può isolare fino a 80% di trasmissione delle vibrazioni.
- Con l'avviamento graduale, la corrente di avviamento è notevolmente ridotta. Dopo aver utilizzato l'accoppiamento magnetico a limitazione di coppia, il motore accelera alla velocità massima all'avvio. Sotto l'azione del campo magnetico di accoppiamento, il carico si avvia dolcemente e infine accelera a una velocità prossima a quella del motore. In condizioni normali, la corrente di picco all'avviamento quando il sistema utilizza un giunto magnetico a limitazione di coppia è soltanto circa metà della corrente di picco iniziale quando è collegato il giunto idraulico con limitazione di coppia. Nel funzionamento di apparecchiature come frantoi, macchine a cerniera e trasportatori a nastro, l'impatto dei carichi d'urto durante l'avvio e il funzionamento viene notevolmente ridotto e la durata dell'apparecchiatura viene prolungata.
- Il giunto magnetico a limitazione di coppia si basa anche sulla differenza di velocità per ottenere la trasmissione della coppia. Maggiore è la velocità di scorrimento, maggiore è la coppia di accoppiamento, ma maggiore è la perdita di calore da correnti parassite, che viene convertita in calore di aumento della temperatura sul conduttore e assorbita dall'aria. A parità di velocità di scorrimento, la perdita di calore per correnti parassite diminuisce esponenzialmente con l'aumento del traferro.
- Il giunto magnetico a limitazione di coppia ha la funzione di protezione dallo stallo e dal sovraccarico. Quando l'apparecchiatura funziona normalmente, se la coppia all'estremità del carico aumenta improvvisamente e supera la coppia di sicurezza del dispositivo di trasmissione (circa 1,8 volte la coppia nominale del motore), la velocità dell'albero di carico diminuisce rapidamente e il giunto aumenta automaticamente il traferro ed entra nello stato di “disinnesto della coppia” per ridurre la trasmissione della coppia. La coppia trasmessa nello stato di “disinnesto della coppia” è pari a circa 5% della coppia nominale del motore. La trasmissione manterrà questo stato fino a quando l'estremità del carico non scenderà al di sotto della coppia di sicurezza, ovvero fino a quando il guasto non verrà rimosso, la velocità dell'estremità del carico non aumenterà gradualmente e il giunto magnetico a limitazione di coppia non rientrerà nello stato di funzionamento normale. Si può notare che il processo di protezione da sovraccarico del giunto magnetico a limitazione di coppia può essere completato automaticamente e reversibilmente, senza partecipazione manuale, in modo sicuro ed efficiente.
Il giunto magnetico a limitazione di coppia ha una struttura semplice, è sostanzialmente esente da manutenzione e non richiede lubrificazione, quindi non provoca inquinamento o danni all'ambiente.
| Accoppiamento magnetico a limitazione di coppia vs. accoppiamento a pneumatico | ||
|---|---|---|
| Caratteristica | Accoppiamento Tir | Coppia limitata Accoppiamento magnetico |
| Effetto soft start | Meglio | Il meglio |
| Protezione dallo stallo | frattura | Protezione antislittamento + sgancio automatico del rotore di bloccaggio doppia protezione |
| Isolamento dalle vibrazioni | Le vibrazioni sono ridotte di circa 70% | Vibrazioni ridotte fino a 80% |
| Requisiti di allineamento | L'asse di rotazione non coincide ed è facile che vibri. | molto basso |
| Requisiti di temperatura ambiente | 20℃~80℃ alta temperatura, invecchiamento accelerato | Possono essere utilizzati 40℃~100℃ |
| requisiti di manutenzione | Sostituzione frequente dei pezzi di ricambio in caso di blocco del rotore | Senza manutenzione, senza materiali di consumo |
| efficienza di trasferimento | Informazioni su 98% | Più di 97% |
| costo dell'investimento | Più costosi, i pezzi di ricambio occupano più fondi | Elevati costi di investimento una tantum |
| vita utile | Il numero di inceppamenti è determinato | ≥20 anni |
Riassunto dei risultati:
Il giunto magnetico a limitazione di coppia non solo ha tutte le funzioni del giunto idraulico a limitazione di coppia, ma ha anche caratteristiche tecniche uniche. La trasformazione in giunto magnetico può realizzare le funzioni di soft start e di protezione dal limite di coppia, proteggere l'apparecchiatura principale, il motore, l'albero e i cuscinetti, ridurre la quantità di manutenzione in loco dell'apparecchiatura, non utilizzare olio, elettricità, materiali di consumo e pezzi di ricambio e migliorare l'efficienza complessiva. Può risolvere i problemi a lungo attesi ma irrisolti dei giunti idraulici nella pratica produttiva. Pertanto, nell'industria della lavorazione del minerale di ferro, è una scelta ideale sostituire l'originale “giunto idraulico a limitazione di coppia” con un “giunto magnetico a limitazione di coppia”.
| Parametri tecnici del giunto magnetico a coppia limitata | |
|---|---|
| Prodotto | Giunto magnetico a coppia limitata serie OX |
| Modello | OX-X1000 |
| Tipo di prodotto | Momento limitato |
| Parti del rotore a magnete permanente | NdFeB sinterizzato, alluminio, acciaio |
| Parti del rotore conduttore | Acciaio, rame |
| Velocità di ingresso | 1500 giri/min. |
| Velocità massima di uscita | 1500 giri/min (97-99% della velocità nominale del motore) |
| Efficienza del lavoro | Più di 97% |
| Tolleranza dell'angolo | 1.5° |
| Coppia massima della trasmissione | 6077N m |
| Coppia di protezione da stallo/coppia nominale del motore | 1,8 volte |
| Temperatura ambiente minima di lavoro | -40℃ |
| Temperatura ambiente di lavoro massima | +100℃ |
| Tipo di struttura | Tipo di disco (simmetria AB-BA) |
| Tipo di mozzo | Mozzo diviso (con chiave piatta) |
Analisi dei benefici del progetto
Secondo le statistiche sul consumo dei pezzi di ricambio negli ultimi due anni, il frantoio a cono CH870 consuma ogni anno 2,5 set di gruppi di collegamento flessibile, con un costo di circa 100.000 yuan. Il costo della trasformazione del giunto magnetico è di 40.000 yuan/set, la vita utile dell'apparecchiatura è di 15 anni e il periodo di recupero dell'investimento è di 2,25 anni. Allo stesso tempo, la sostituzione del giunto magnetico può ridurre notevolmente i tempi di inattività dei guasti e garantire il funzionamento sicuro e stabile del frantoio a cono.
