مطالعه موردی: افزایش قابلیت اطمینان و کارایی در سیستم‌های نقاله جابجایی مواد فله با فناوری پیشرفته کوپلینگ سیال
مطالعه موردی: افزایش قابلیت اطمینان و کارایی در سیستم‌های نقاله جابجایی مواد فله با فناوری پیشرفته کوپلینگ سیال
شناسه سند: DMS-CS-2024-FC422TVB
تهیه شده توسط: شرکت تجهیزات مکانیزم انتقال قدرت دالیان مایرویشنگ
تاریخ: ۳۰ سپتامبر ۲۰۲5
واژه‌های کلیدی: کوپلینگ سیال، سیستم‌های محرک نوار نقاله، راه‌اندازی نرم، محافظت در برابر اضافه بار، میرایی ارتعاش، تعادل توان، جابجایی مواد فله، مدل 422TVB، بهره‌وری انرژی.
---
خلاصه اجرایی
این مطالعه موردی، جزئیات اجرای موفقیت‌آمیز دالیان مایرویشنگ را شرح می‌دهد.'کوپلینگ سیال مدل 422TVB (با پیکربندی قرقره‌ای) در یک سیستم نوار نقاله جابجایی مواد فله با ظرفیت بالا در یک مرکز معدنی در سین کیانگ. مشتری با مشکلات مزمنی از جمله فرسودگی موتور، خرابی گیربکس و آسیب ساختاری ناشی از بارهای ضربه‌ای در هنگام راه‌اندازی نوار نقاله و اضافه بار مواجه بود. با ادغام یک کوپلینگ سیال، سیستم به کاهش 95 درصدی بارهای ضربه‌ای هنگام راه‌اندازی، افزایش 40 درصدی طول عمر قطعات و حذف زمان خاموشی برنامه‌ریزی نشده دست یافت. کوپلینگ سیال همچنین شتاب‌گیری روان و محافظت ذاتی در برابر اضافه بار را امکان‌پذیر کرد و هزینه‌های نگهداری را سالانه 30 درصد کاهش داد. این گزارش به طور جامع اصول فنی، فرآیند اجرا و مزایای کمی فناوری کوپلینگ سیال را در کاربردهای نوار نقاله صنعتی تجزیه و تحلیل می‌کند.
---
۱. مقدمه: نقش کوپلینگ‌های سیال در سیستم‌های نقاله صنعتی
سیستم‌های نوار نقاله اجزای حیاتی در صنایعی مانند معدن، سیمان و لجستیک هستند، جایی که بارهای عظیمی را تحت شرایط دشوار تحمل می‌کنند. کوپلینگ‌های صلب سنتی گشتاور را مستقیماً منتقل می‌کنند که منجر به گشتاور راه‌اندازی بالا، شوک مکانیکی و خرابی‌های مکرر اجزا می‌شود. در مقابل، فناوری کوپلینگ سیال از اصول هیدرودینامیک برای انتقال روان قدرت استفاده می‌کند و این مشکلات را کاهش می‌دهد. این مطالعه بررسی می‌کند که چگونه دالیان مایروئیشنگ'کوپلینگ سیال مدل 422TVB چالش‌های عملیاتی در یک نوار نقاله معدنی مستقر در سین کیانگ را حل کرد و مزایای طراحی و تأثیر اقتصادی آن را برجسته نمود.
---
۲. بررسی فنی کوپلینگ سیال مدل ۴۲۲TVB
۲.۱ اصول کار
کوپلینگ سیال با انتقال گشتاور از طریق یک سیال هیدرولیک (معمولاً روغن معدنی) عمل می‌کند و یک اتصال غیر صلب بین موتور (شفت ورودی) و درایو نوار نقاله (شفت خروجی) ایجاد می‌کند. اجزای اصلی عبارتند از:
- پروانه (پمپ): به موتور متصل است و سیال را به صورت گریز از مرکز شتاب می‌دهد.
- توربین (رانر): توسط سیال به حرکت در می‌آید'انرژی جنبشی، شفت خروجی را می‌چرخاند.
- محفظه کار: سیال را در یک مسیر چنبره ای آب بندی می کند و انتقال انرژی مداوم را ممکن می سازد.
در هنگام راه‌اندازی، پروانه می‌چرخد در حالی که توربین ثابت می‌ماند و باعث ایجاد لغزش ۱۰۰٪ می‌شود. گردش سیال به تدریج افزایش می‌یابد و به نوار نقاله اجازه می‌دهد بدون بارهای ضربه‌ای به آرامی شتاب بگیرد. در حالت کارکرد کامل، لغزش به ۲ کاهش می‌یابد.–۳٪، ضمن میرایی ارتعاشات، راندمان بالا را حفظ می‌کند.
---
۳. سناریوی کاربردی: چالش‌های موجود در نوار نقاله معدن سین‌کیانگ
۳.۱ مسائل پیش از اجرا
مشتری'نوار نقاله شیب‌دار ۸۰۰ متری، سنگ آهن را با سرعت ۱۲۰۰ تن در ساعت حمل می‌کرد. سیستم کوپلینگ صلب موجود منجر به موارد زیر شد:
- خرابی‌های موتور: جریان‌های قفل روتور در هنگام راه‌اندازی باعث سوختن سیم‌پیچ‌ها شدند.
- آسیب گیربکس: ضربه باعث شکستگی دندانه‌های روی پینیون‌های ورودی می‌شود.
- خرابی‌های اتصال تسمه: شتاب نامنظم، شکستن اتصالات اتصال ماهانه.
- عدم تعادل توان: در درایوهای چند موتوره، توزیع بار نامتوازن باعث قطع رله‌ها می‌شود.
ضررهای سالانه ناشی از خرابی‌ها و تعویض قطعات، از ۲۰۰۰۰۰ دلار فراتر رفت.
۳.۲ طراحی راهکار
دالیان مایرویشنگ کوپلینگ سیال مدل 422TVB را برای جایگزینی کوپلینگ صلب پیشنهاد داد. مزایای کلیدی آن برای مشتری در نظر گرفته شده بود.'نیازها:
- شروع نرم: انتقال تدریجی گشتاور، شوک‌های شروع به کار را از بین برد.
- محافظت در برابر اضافه بار: تلاطم سیال در هنگام استال، انرژی را هدر می‌دهد و از فرسودگی موتور جلوگیری می‌کند.
- میرایی ارتعاش: ایزولاسیون هیدرودینامیکی، تنش سازه‌ای را کاهش می‌دهد.
---
۴. پیاده‌سازی و تحلیل عملکرد
۴.۱ فرآیند نصب
۱. مقاوم‌سازی: کوپلینگ سیال ۴۲۲TVB بین موتور ۵۵ کیلوواتی و گیربکس نصب شد و با محور قرقره نقاله هم‌تراز گردید.
۲. شارژ سیال: روغن بهینه شده از نظر ویسکوزیته تا ۸۰٪ ظرفیت پر شد تا گشتاور و لغزش متعادل شود.
۳. آزمایش: توالی‌های راه‌اندازی و آزمایش‌های بار، عملکرد را در شرایط اوج تأیید کردند.
۴.۲ معیارهای عملکرد
داده‌های جمع‌آوری‌شده پس از نصب طی شش ماه نشان داد:
- کاهش جریان راه‌اندازی: جریان‌های هجومی از ۶۰۰٪ به ۲۲۰٪ آمپر بار کامل کاهش یافت و اختلالات شبکه را به حداقل رساند.
- حذف بار ضربه‌ای: حسگرهای ارتعاش، کاهش ۹۵ درصدی در دامنه‌های اوج در طول شتاب‌گیری را نشان دادند.
- راندمان: راندمان عملیاتی در بار نامی به ۹۶.۵٪ رسید و لغزش در ۲.۸٪ حفظ شد.
- پایداری دما: دمای سیال زیر ۴۵ درجه سانتیگراد باقی مانددرجهC حتی تحت بارگذاری چرخه‌ای، با کمک قرقره'اتلاف گرما.
۴.۳ مزایای اقتصادی
- کاهش زمان از کارافتادگی: توقف‌های برنامه‌ریزی نشده از 10 مورد در سال به صفر کاهش یافت.
- صرفه‌جویی در هزینه‌های تعمیر و نگهداری: تعویض قطعات 30 درصد کاهش یافت.
- بازگشت سرمایه: این پروژه از طریق بهبود قابلیت اطمینان، در عرض ۷ ماه به بازگشت سرمایه دست یافت.
---
۵. مزایای فنی کوپلینگ‌های سیال در سیستم‌های نقاله
۵.۱ شروع نرم و تطبیق بار
کوپلینگ سیال با کنترل لغزش، شتاب تدریجی را ممکن می‌سازد. در نوار نقاله سین کیانگ، چرخه راه‌اندازی ۲۰ ثانیه‌ای از لغزش تسمه و افت تنش جلوگیری کرد. این امر برای نوار نقاله‌های شیب‌دار که حرکات ناگهانی باعث برگشت مواد می‌شود، بسیار مهم است.
۵.۲ محافظت در برابر اضافه بار و لرزش
در طول حادثه گیر کردن تسمه، کوپلینگ سیال به موتور اجازه داد بدون از کار افتادن کار کند. به هم خوردن سیال، انرژی جنبشی را به گرما تبدیل می‌کرد و محافظ‌های حرارتی را بدون آسیب مکانیکی فعال می‌کرد. میرایی ارتعاش همچنین عمر یاتاقان را تا 40٪ افزایش داد.
۵.۳ متعادل‌سازی توان در درایوهای چند موتوره
برای نقاله‌های دارای دو درایو، کوپلینگ سیال با تنظیم خودکار لغزش، تقسیم بار را متعادل می‌کند. این امر عدم تعادل گشتاور را از بین می‌برد و خطر فرسودگی موتور را کاهش می‌دهد.
۵.۴ بهره‌وری انرژی
با کاهش جریان‌های راه‌اندازی و بهینه‌سازی توزیع بار، کوپلینگ سیال، اوج تقاضای انرژی را 25 درصد کاهش داد که با اهداف پایداری همسو است.
۶. تحلیل مقایسه‌ای: کوپلینگ‌های سیال در مقابل فناوری‌های جایگزین
کوپلینگ‌های سیال از نظر دوام و مقرون‌به‌صرفه بودن برای کاربردهای سنگین، از VFDها بهتر عمل می‌کنند، در حالی که کلاچ‌های مکانیکی فاقد کنترل گشتاور تطبیقی هستند.
---
۷. مسیرهای آینده و کاربردهای صنعتی
موفقیت مدل 422TVB پتانسیل کوپلینگ‌های سیال را در موارد زیر برجسته می‌کند:
- استخراج معدن: سنگ شکن ها، استکرها و تغذیه کننده های آپرون.
- سیمان: کوره‌های دوار و آسیاب‌های گلوله‌ای.
- نیروگاه‌ها: نوار نقاله‌های زغال سنگ و سیستم‌های جابجایی خاکستر.
روندهای نوظهور مانند نظارت بر وضعیت با هوش مصنوعی و سیستم‌های خنک‌کننده یکپارچه، قابلیت اطمینان کوپلینگ سیال را بیشتر افزایش می‌دهند.
---
۸. نتیجه‌گیری
دالیان مایرویشنگ'کوپلینگ سیال مدل 422TVB، نوار نقاله سین کیانگ را متحول کرد.'عملکرد s را با ارائه شروع نرم، مقاومت در برابر اضافه بار و میرایی ارتعاش نشان می‌دهد. این پروژه نشان می‌دهد که چگونه فناوری کوپلینگ سیال می‌تواند مسائل سیستمی را در سیستم‌های جابجایی مواد حل کند و در عین حال بازده مالی قابل توجهی را به همراه داشته باشد. برای صنایعی که به دنبال افزایش قابلیت اطمینان عملیاتی هستند، کوپلینگ‌های سیال یک راه حل اثبات شده و مقرون به صرفه هستند.