混匀物料带式输送机是港务公司输送混匀矿的设备,作业率很高,其减速装置又是其关键部位,对之进行优化改进,必须要充分考虑以下要求:①改造所需的停机时间要短;②改造力图简洁,改动部位尽可能少;③投资尽可能省。由于混匀带式输送机在机架结构和输送带宽度上与铁矿输送线一致,具备输送1500t/h的基本条件,但减速装置的功率不足。改造中只要将其驱动装置进行改进,保留偶合器、低速联轴器和驱动滚筒不变,即将电动机、减速机进行扩容,使之驱动功率达到输送1500t/h的能力即可。选用SEW的斜齿轮-锥齿轮减速机,该减速机带轴端泵,只要设计一套外置水冷式散热器,就可以解决减速机油温高的问题。该减速机的额定功率为678kW,热功率355kW,均符合计算要求。
(1)理论计算及设备选型
1)传动滚筒轴功率计算:
P0=Fuv
式中,Fu为驱动滚筒圆周驱动力(N)(含输送带运行、物料提升、清扫器、托辊、导料板等产生的阻力),经查表计算:Fu=75565N;v为带速(m/s),v=2.0m/s。所以,P0=75565×2kW=151kW。
2)电动机功率计算:
Pe=P0/(η1η2η3η4η5)
式中,η1为减速器效率,η1=0.94;η2为偶合器效率,η2=0.96;η3为联轴器效率,η3=0.98;η4为电压降系数,η4=0.90;η5为不平衡系数,η5=0.95。
Pe=151(0.94×0.96×0.98×0.9×0.95)kW=199.70kW
原电动机为JS-117-4,150kW,功率不够。
3)KZN360减速机的额定功率校核:
校核额定功率 PN≥PeKA
式中,PN为减速机公称输入功率(kW);Pe为减速机所连接的工作机械需要的功率,即Pe=P0=151kW;KA为工作机械工况系数,KA=2.0;PN≥151×2kW=302kW。
现场所用减速机KZN360-31.5的额定功率查表为295kW<302kW,所以减速机功率偏小。
校核热功率,应满足下列要求:
Pt=Pef1f2f3≤PG
式中,Pt为计算所需的热功率;f1为环境温度系数,查表为1.65;f2为负荷率系数,查表为0.96;f3为功率选用系数,查表为1.15;Pt=151×1.65×0.96×1.15kW=275kW。
现场所用减速机KZN360-31.5的额定热容量查表为:220kW<275kW。所以,该减速机热功率也不满足。
此校核结果表明:电动机烧损、减速机高温及轴承散架、齿轮损坏与电动机功率、减速机功率及热功率不足有关,因此需对电动机、减速机重新选型。(www.daowen.com)
(2)驱动设备选型
输送带运行阻力 F1=23109.81N;
物料提升阻力 F2=30216.62N;
当输送带运行阻力小于物料下滑力时,输送带会逆转,因此设制动器;
电动机:型号JS127-4,230kW,1台;
SEW减速机M3RSF90减速器速比i=31.5;
驱动滚筒直径Dr=0.80m;
滚筒转速n2=46.02r/min;
带速v=2.0m/s;
液力偶合器YOXⅡZ560。
表1 改造前后减速机主要参数对比
图1 散热器原理图
1—电动机 2—偶合器 3—制动器 4—减速机 5—油箱 6—油泵 7—进油管 8—出油管 9—联轴器 10—支架 11—热交换器 12—进水管 13—排水管 14—水泵 15—散热器 16—流量调节阀
通过表1可以看出,由于产能的提升,改造前减速机额定功率和热功率均不能满足生产需求,而重新选型的减速机各主要指标均满足要求。
(3)设置减速装置的散热器 2010年8月对混匀物料带式输送机的驱动装置进行了改进,更换了减速机。并针对减速机温度高,设计了一套减速机外置散热器。在减速机末端连接有热交换器,进油管穿过热交换器;在热交换器上分别连接进水管和排水管,在进水管的进口处连接水泵,且水泵连接在散热器上;在进水管上还安装有流量调节阀(图1)
混匀物料输送带减速装置由电动机1、偶合器2、制动器3、减速机4、油箱5、与油箱5连接的油泵6及进油管7和出油管8、联轴器9组成。其在减速机4末端连接通过支架10连接板式或盘管式热交换器11;进油管7穿过板式或盘管式热交换器11;在板式或盘管式热交换器11上部采用螺纹或焊接并相通连接进水管12,在板式或盘管式热交换器11下部或底部采用螺纹或焊接并相通连接排水管13,在进水管12的进口处安装水泵14,水泵14采用焊接或螺栓或支座连接在散热器15上;在进水管12上安装流量调节阀16。
(4)外置散热器的动作原理 当减速装置运行时,先将流量调节阀16打开,启动水泵14,冷却水通过进水管12进入板式或盘管式热交换器11内,对进油管7内的润滑油进行冷却。根据冷却油温的情况调节流量调节阀16以控制冷却水流量,使油温满足要求。此外,还自行制作一个散热器,增加一个水泵。减速机轴端泵输出端外带一个压力传感器,将压力反馈信号增加到带式输送机控制系统中,保证减速机有充足的润滑和散热条件。改造后的布置如图2所示。
图2 驱动装置的布置图
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