大傾角下運(yùn)曲線膠帶機(jī)系統(tǒng)在水泥生產(chǎn)線中的應(yīng)用
1 大傾角下運(yùn)曲線膠帶機(jī)系統(tǒng)簡(jiǎn)介 近幾年,大傾角曲線膠帶機(jī)在國(guó)內(nèi)煤礦企業(yè)多有應(yīng)用,但多為上運(yùn)曲線膠帶機(jī),而水泥企業(yè)使用大傾角下運(yùn)曲線膠帶機(jī)系統(tǒng)尚屬首例。
北川中聯(lián)4800t/d水泥熟料生產(chǎn)線的礦山石灰石皮帶機(jī)入料端在1100米高處,而輸送機(jī)終點(diǎn)是廠區(qū)石灰石緩沖倉(cāng),標(biāo)高為808.5米,運(yùn)料膠帶機(jī)沿線為農(nóng)田、樹林、山丘等,并多次跨越公路。系統(tǒng)中膠帶機(jī)帶寬是1000mm,長(zhǎng)度水平投影為700.3米,輸送能力為900噸/小時(shí),輸送的石灰石粒度≤75mm,帶速3.3米/秒,膠帶強(qiáng)度是ST3150(GB/T9770-2001)。
該系統(tǒng)使用以來(lái),很好的解決了石灰石平穩(wěn)輸送及預(yù)防下滑的問(wèn)題,同時(shí)系統(tǒng)滿足連續(xù)
運(yùn)行和間斷運(yùn)行兩種方式。該系統(tǒng)滿足正常生產(chǎn)需平均每日連續(xù)運(yùn)行時(shí)間約14h。該膠帶機(jī)采用反饋發(fā)電制動(dòng),反饋發(fā)電功率約為600kw,并能安全輸送到水泥生產(chǎn)線10KV高壓母排上,實(shí)現(xiàn)了很好的節(jié)能效果。
2 大傾角下運(yùn)曲線膠帶機(jī)系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)及其液粘軟起動(dòng)裝置工作原理 2.1 大傾角下運(yùn)曲線膠帶機(jī)的基本結(jié)構(gòu)
大傾角下運(yùn)曲線膠帶機(jī)系統(tǒng)的本體部件包括輸送帶、托輥組、滾筒組和軸承座、驅(qū)動(dòng)裝置、張緊裝置、輸送帶清掃裝置、頭部漏斗、導(dǎo)料槽、液壓盤式制動(dòng)器等。其中驅(qū)動(dòng)裝置包括10KV
高壓電機(jī)(功率為800KW)、減速機(jī)、聯(lián)軸器、液粘軟起動(dòng)裝置、驅(qū)動(dòng)裝置底座等,如圖1所示。
關(guān)于大傾角下運(yùn)曲線膠帶機(jī)系統(tǒng)中的膠帶機(jī)部分,如今已普遍運(yùn)用在建材、煤炭、鋼鐵等各行業(yè),這里不再贅述。我們使用的大傾角曲線膠帶機(jī)系統(tǒng)中,液粘軟起動(dòng)裝置選用了山東科技大學(xué)研發(fā)的產(chǎn)品,下面就系統(tǒng)中液粘軟起動(dòng)裝置工作原理及其優(yōu)良性能,闡述一二。
2.2 液粘軟起動(dòng)裝置的工作原理 液粘技術(shù)是國(guó)際上新近發(fā)展的新技術(shù),液體粘性傳動(dòng)是利用液體的粘性或油膜剪切作
用來(lái)傳遞動(dòng)力的,簡(jiǎn)稱液粘傳動(dòng)(也稱油膜切剪傳動(dòng))。它是繼液壓、液力之后第三種以液體
為工作介質(zhì)的傳動(dòng)技術(shù),在基本概念和工作原理上與前兩者都有著本質(zhì)上的不同,并且在傳 動(dòng)性能上具有多方面優(yōu)良的工作性能,主要特點(diǎn)表現(xiàn)在:
(1)在傳動(dòng)性能上,液體粘性傳動(dòng)可無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)所傳遞的轉(zhuǎn)矩和輸出轉(zhuǎn)速,并且調(diào)速的范圍大,靈敏度高;傳動(dòng)性能不受主動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)方向的影響;可以實(shí)現(xiàn)無(wú)轉(zhuǎn)速差的同步傳動(dòng),理論上傳動(dòng)效率可達(dá)100%。
?。?)在傳熱性能上,液體粘性傳動(dòng)中相對(duì)運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)件之間存在一層完整的油膜,沒(méi)有相互間的直接接觸與摩擦;功率損耗發(fā)生在油膜里,所產(chǎn)生的熱量使油膜發(fā)熱,通過(guò)油液強(qiáng)迫流動(dòng),實(shí)現(xiàn)了直接冷卻。
?。?)液體粘性傳動(dòng)的控制性能,屬于機(jī)液復(fù)合系統(tǒng),易于實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)的遙控和自動(dòng)控制性能;采用閉環(huán)控制時(shí),轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定性高。
(4)使用性能上,噪聲小,易于維護(hù)且費(fèi)用低;由于油膜的存在,特征傳動(dòng)件無(wú)磨損或磨損很小,可以在有轉(zhuǎn)速差的狀態(tài)下長(zhǎng)期工作,加之冷卻散熱條件好,使用壽命較長(zhǎng)。
2.3 系統(tǒng)中液粘軟起動(dòng)裝置的性能 該系統(tǒng)中的液粘軟起動(dòng)裝置是由山東科技大學(xué)在液粘技術(shù)的基礎(chǔ)上,開發(fā)研制的一種新型
機(jī)電液流體可控軟起動(dòng)裝置,它適用于礦山機(jī)械的起動(dòng)、調(diào)速、停車、制動(dòng)等工況,特別適用于大傾角下運(yùn)曲線膠帶機(jī)的可控軟起動(dòng)及正常運(yùn)行中的多電機(jī)功率平衡和可控制動(dòng)。該裝置是利用
液體的粘性即油膜剪切力來(lái)傳遞轉(zhuǎn)矩的,其控制系統(tǒng)與系統(tǒng)PLC控制聯(lián)鎖,以便系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)加減速度可控、各驅(qū)動(dòng)裝置之間的功率平衡。
針對(duì)北川中聯(lián)4800t/d水泥熟料生產(chǎn)線的礦山石灰石皮帶機(jī),從入料端至輸送機(jī)終點(diǎn),整個(gè)落差為291.5米,運(yùn)料膠帶機(jī)沿線為農(nóng)田、樹林、山丘等,并多次跨越公路,整個(gè)皮帶機(jī)高低起伏,其運(yùn)行狀況極為復(fù)雜。為了使該石灰石皮帶機(jī)正常、平穩(wěn)且安全運(yùn)行,系統(tǒng)中使用了高性能的液粘軟起動(dòng)裝置。液粘軟起動(dòng)裝置的優(yōu)良性能如下:
?。?)機(jī)液電閉環(huán)控制,可實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)制動(dòng):采用機(jī)—液電—閉環(huán)控制,即由電控系統(tǒng)自動(dòng)檢測(cè)膠帶機(jī)的減速度,并給出相應(yīng)的電流信號(hào),經(jīng)電液比例閥后輸出液壓信號(hào)作用于制動(dòng)器的活塞上,通過(guò)膜厚來(lái)控制制動(dòng)扭矩,從而在不同載荷下實(shí)現(xiàn)勻減速度的平穩(wěn)制動(dòng);
?。?)制動(dòng)油液強(qiáng)迫流動(dòng),可實(shí)現(xiàn)可靠散熱:該裝置中的制動(dòng)油液,能夠在一定流量下強(qiáng)迫流動(dòng),可將循環(huán)油液將制動(dòng)產(chǎn)生的熱量及時(shí)帶走,經(jīng)冷卻后重復(fù)使用,這樣可以確保液粘制動(dòng)器殼體表面的溫度≤120℃,從而滿足其長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)運(yùn)行;
?。?)機(jī)液配合,可自動(dòng)實(shí)現(xiàn)事故停電制動(dòng):事故停電時(shí),系統(tǒng)中的油泵和電控系統(tǒng)將失去作用。然而液粘制動(dòng)器內(nèi)設(shè)置有碟簧,一旦活塞上控制油壓降為零,蝶簧便會(huì)自動(dòng)將摩擦片壓合,并保持預(yù)定的壓合力使主機(jī)可靠制動(dòng)。
該液粘軟起動(dòng)裝置的優(yōu)良性能,使整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn),運(yùn)行以來(lái)沒(méi)有出現(xiàn)一次打滑、斷 帶、飛車等事故。 3 大傾角下運(yùn)曲線膠帶機(jī)系統(tǒng)的保護(hù)及可靠性
大傾角下運(yùn)曲線膠帶機(jī)系統(tǒng)除使用了技術(shù)先進(jìn)、性能安全可靠的液粘軟起動(dòng)裝置外,同時(shí)與液粘軟起動(dòng)裝置一起,還采用了如下檢測(cè)、保護(hù)及其他功能,使系統(tǒng)更加安全可靠:
(1)膠帶打滑檢測(cè); (2)機(jī)頭卸料處堆料保護(hù); (3)膠帶縱向撕裂保護(hù); (4)膠帶沿線二級(jí)跑偏保護(hù)(能識(shí)別沿線跑偏的具體位置,分報(bào)警和停機(jī)兩級(jí)保護(hù));
(5)膠帶沿線拉繩急停保護(hù)(能識(shí)別沿線拉繩急停開關(guān)的具體位置); (6)電機(jī)三相繞組溫度、軸承檢測(cè)及溫度保護(hù); (7)傳動(dòng)滾筒兩端軸承溫度監(jiān)測(cè);
(8)具有帶式輸送機(jī)運(yùn)行、停機(jī)時(shí)間,故障類型和時(shí)間的顯示、儲(chǔ)存、查詢功能; (9)具有帶式輸送機(jī)電機(jī)電流的檢測(cè)、圖形顯示、數(shù)據(jù)儲(chǔ)存、查詢功能;
(10)具有膠帶運(yùn)行速度的檢測(cè),超速制動(dòng)功能。 4系統(tǒng)的反饋發(fā)電性能
大傾角下運(yùn)曲線膠帶機(jī)系統(tǒng)滿足了4800t/d水泥熟料生產(chǎn)線石灰石的正常供應(yīng),其平均每日連續(xù)運(yùn)行時(shí)間約為14h。每日幾千噸的石灰石,從近300米的高處源源不斷的運(yùn)送下來(lái),大量的勢(shì)能浪費(fèi)掉確實(shí)可惜,為此,我們通過(guò)高壓電機(jī)制動(dòng)發(fā)電的功能,通過(guò)高壓電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電纜,將電機(jī)發(fā)出的電能發(fā)送至10KV高壓母排。通過(guò)高壓柜上計(jì)量表的數(shù)據(jù),可統(tǒng)計(jì)出每天通過(guò)膠帶機(jī)反饋發(fā)電量約為7100kwh,如此計(jì)算,年發(fā)電量約為2591500kwh。按0.65元/kwh計(jì),每年僅節(jié)約電費(fèi)一項(xiàng)就高達(dá)168萬(wàn)元。該系統(tǒng)雖然前期一次性投資較高,但生產(chǎn)過(guò)程中很好的實(shí)現(xiàn)了節(jié)能降耗的目的,為石灰石的生產(chǎn)降低了大量成本。
5 結(jié)束語(yǔ)
大傾角下運(yùn)曲線膠帶機(jī)系統(tǒng),操作簡(jiǎn)便,維護(hù)費(fèi)用較低,在北川中聯(lián)水泥有限公司4800t/d水泥熟料生產(chǎn)線投產(chǎn)使用至今,設(shè)備運(yùn)行平穩(wěn)可靠,節(jié)能效果顯著,值得在礦山石灰石落差較大的水泥生產(chǎn)線上推廣使用。
參考文獻(xiàn): [1] 劉樺,王農(nóng)。液粘技術(shù)在煤礦機(jī)械中的應(yīng)用研究 [J]。 中國(guó)煤炭,2001,27(6) [2]
魏宸官,趙家象。液體粘性傳動(dòng)技術(shù)[M]。國(guó)防工業(yè)出版社,1996。
編輯:王中倩
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