Защитные кольца подшипников помогают цементному заводу увеличить время безотказной работы

Казалось, ничто не могло остановить визг. Не то чтобы огромная шаровая мельница Monarch Cement Company уже не работала слишком громко. Приведенный в действие двигателем мощностью 5000 лошадиных сил, он измельчает 100 тонн клинкера (обожженной смеси известняка и сланца) в час. Но Рэнди Рибель хотел слышать не этот визг. Будучи начальником электричества на заводе Monarch в Гумбольдте, штат Канзас, он знал, что шум означает, что подшипники двигателя снова вышли из строя.

Фактически, звук хронического повреждения подшипников был слишком знаком на заводе, способном производить 1,3 миллиона тонн цемента в год. С 2001 года, когда шаровая мельница была новой, подшипники двигателя заменялись трижды.

«Мы продолжали смазывать эти подшипники, но они продолжали визжать», - вспоминает Рибель. «Мы знали, что если подождать слишком долго, стенки подшипниковой дорожки станут рифлеными, как это было в прошлом, и мы не ждали новой замены из-за расходов и простоев. На запуск этого мотора уходит не менее 10 дней - это крупное производство. Иногда нам приходится нанимать помощников, арендовать подъемник, чтобы поставить его на грузовик и увезти на ремонт. Так что на этот раз (лето 2009 г.) я решил попробовать что-нибудь еще ».

«Что-то еще» было защитным кольцом подшипника AEGIS iPRO, произведенным компанией Electro Static Technology (EST) из штата Мэн. Безопасно отводя вредные электрические токи от подшипников к земле, iPRO продлевает срок службы двигателей и генераторов среднего напряжения, тем самым повышая надежность всей системы, в которой они используются. Доступны различные размеры для размещения валов генератора / двигателя диаметром до 30 дюймов.

Не требующий обслуживания, AEGIS iPRO идеально подходит для двигателей среднего напряжения, которые приводят в действие насосы, компрессоры, смесители, измельчители, конвейеры и другое оборудование, используемое в горнодобывающей промышленности, пищевой промышленности, очистке сточных вод, нефтехимической переработке и многих других сильноточных приложениях. IPRO также защищает подшипники генераторов как в энергосистемах общего пользования, так и в локальных энергосистемах.

Рибель обсуждал повреждение электрических подшипников со Скоттом Уилкинсом, руководителем моторного цеха компании Independent Electric Machinery Company (IEMCO), местной мастерской по ремонту двигателей и оборудования. Уилкинс рекомендовал iPRO, и Рибель попросил IEMCO установить два из них на двигателе шаровой мельницы. В то время как для большинства больших двигателей EST рекомендует установить iPRO на приводной стороне и изоляцию на неприводной стороне, для некоторых больших двигателей - особенно тех, которые не имеют встроенной изоляции или где изоляция не может быть легко установлена ​​- EST рекомендует установить iPRO. кольца на приводной и неприводной сторонах двигателя.

Рибель и Уилкинс выбрали модель iPRO с разъемным кольцом, которая разработана для облегчения модернизации в полевых условиях. Сопрягающиеся половины каждого iPRO были установлены вокруг вала двигателя без необходимости отсоединять двигатель от мельницы.

Семейное предприятие, основанное в 1906 году, IEMCO занимается продажей, обслуживанием, ремонтом и испытаниями двигателей, генераторов, подъемников, сварочных аппаратов и распределительных устройств. Главный офис IEMCO в Канзас-Сити, штат Канзас, имеет полностью оборудованный механический цех. У компании также есть пять других сервисных центров в регионе. Поскольку они обычно имеют дело с большими двигателями, персонал IEMCO хорошо осведомлен о серьезном повреждении подшипников двигателя токами на валу.

Снижение риска повреждения электрических подшипников
Если не изменить направление, напряжение на валу может проходить через подшипники, вызывая точечную коррозию шариков и стенок дорожки качения. Без долговременной защиты подшипников концентрированная точечная коррозия через равные промежутки времени вдоль стенки дорожки качения может вызвать выступы, похожие на стиральную доску, называемые канавками, источником шума и вибрации. Возможный результат - отказ двигателя.

По иронии судьбы, некоторые продукты, предназначенные для защиты подшипников, такие как обычные подпружиненные заземляющие щетки, сами требуют обширного обслуживания. Другие, например изоляция и керамические подшипники, могут привести к повреждению подключенного оборудования.

Чтобы повысить скорость переноса электронов, вся внутренняя окружность iPRO выстлана несколькими рядами проводящих микроволокон. Надежно зафиксированные в запатентованном канале AEGIS FiberLock кольца, эти микроволокна полностью окружают вал двигателя, обеспечивая миллионы точек разряда для вредных токов вала и создавая путь наименьшего сопротивления, который эффективно отводит эти токи от подшипников на землю. Сами микроволокна специально разработаны для обеспечения исключительной гибкости, чтобы предотвратить поломку и гарантировать, что кольцо прослужит весь срок службы двигателя. Поскольку iPRO продлевает срок службы подшипников, двигателей и приводных систем, iPRO квалифицируется как экологически безопасная технология в соответствии с Федеральной программой управления энергопотреблением.

Ноющая, широко распространенная проблема
Подрядчики и магазины товаров для дома в шести штатах Среднего Запада зависят от завода Monarch, который отправляет цемент грузовиками и поездами на свои терминалы в Де-Мойне, штат Айова, и Додж-Сити, штат Канзас. Терминалы распределяют цемент по 13 Дочерние компании Monarch, которые продают его в своих регионах. Часть цемента продается оптом, часть - в мешках. И некоторые из них в дальнейшем перерабатываются дочерними предприятиями, которые производят строительные изделия или добавляют камень и песок для производства товарного бетона.

Когда в 1908 году была основана компания Monarch, куски взорванного известняка («дробленая скала») до 4 футов в диаметре вручную загружали в запряженные мулами телеги. Теперь этот известняк перемещают с помощью огромных фронтальных погрузчиков, 50-тонных самосвалов и конвейеров, где он обрабатывается серией дробилок, печей и мельниц с компьютерным управлением до тех пор, пока он не станет мелкой фракции.

Большая часть обрабатывающего оборудования приводится в действие электродвигателями, и проблема хронического повреждения подшипников никоим образом не ограничивается шаровыми мельницами завода. Многие из двигателей управляются частотно-регулируемыми приводами (VFD), которые создают дополнительные высокочастотные токи на валах двигателей. Двигатель вентилятора или насоса, как правило, потребляет меньше энергии, если входной сигнал регулируется частотно-регулируемым приводом, но преимущества повышения эффективности теряются, если двигатель продолжает выходить из строя.

Такие поломки были постоянной головной болью для Рибеля, но поскольку два кольца AEGIS iPRO, установленные в 2009 году, по всей видимости, защищают подшипники двигателя шаровой мельницы, с тех пор он попросил IEMCO установить iPRO еще на девять двигателей, которые пришлось вывести из эксплуатации.

В качестве примера можно привести охлаждающий вентилятор с частотно-регулируемым приводом, в котором двигатель мощностью 300 л.с. приходилось часто менять в течение почти восьми лет. Каждый раз печь приходилось останавливать минимум на сутки. Старый двигатель был снят, а восстановленный запасной двигатель нужно было выровнять и соединить.

«Мы бы отправили вытащенный двигатель на ремонт, но через три-шесть месяцев нам пришлось бы делать то же самое снова и снова», - говорит Рибель. «Для двигателя вентилятора охлаждающей жидкости мы опробовали изоляцию на обоих подшипниках. С изоляцией мотор продержался два года между поломками. Шунтированное электричество могло повредить подшипники в самом вентиляторе. Изоляция просто решает проблему. Электричество должно куда-то уходить, если оно не заземлено. IPRO дало этому поклоннику начало новой жизни ».

«Мы действительно не понимали, в чем проблема», - размышляет Рибель. «Информации о повреждении электрических подшипников было немного. Мы просто знали, что подшипники выйдут из строя и двигатель перегреется, но мы не пытались понять, почему. Снова и снова мы просто отправляли двигатель, ремонтировали его и снова вводили в эксплуатацию. Мы не знали первопричину ».

Решено с помощью инновационных экологически чистых технологий
В настоящее время политика компании Monarch заключается в том, чтобы IEMCO добавляла кольцо iPRO в магазин каждый раз при капитальном ремонте двигателя вентилятора Monarch с ЧРП. Другой такой установкой был двигатель мощностью 2250 лошадиных сил для вентилятора ID (с принудительной тягой), который пропускает нагретый в печи воздух через валковую мельницу для сушки известняка и сланца в процессе измельчения сырья. Среди других двигателей, которые теперь имеют iPRO, - четыре в обжиговых печах завода, куда нагнетается воздух:два двигателя вентилятора с внутренним диаметром 2000 л.с. и два двигателя вентилятора с рукавным фильтром (пылеулавливателем) мощностью 1000 л.с.

Кроме того, поскольку цементный завод - очень пыльное место, а многие двигатели находятся на открытом воздухе, компания Monarch начала указывать, что некоторые из ее новых двигателей должны быть оснащены кольцом заземления изолирующего вала подшипника SGR для тяжелых условий эксплуатации AEGIS, еще одним продуктом с электростатической технологией. Как и в iPRO, защищенные токопроводящие микроволокна AEGIS Severe-Duty SGR полностью окружают вал двигателя для эффективного заземления, но эта модель имеет встроенное бесконтактное изолирующее уплотнение IP56 для дополнительной защиты от пыли, воды и других загрязнений.

Менеджер по техническому обслуживанию Monarch, Марк Пили, после консультации с Уилкинсом из IEMCO, санкционировал покупку первого двигателя завода с установленным на заводе устройством Severe-Duty SGR. На момент написания этой статьи двигатель воздушного компрессора мощностью 200 л.с. - единственный такой двигатель, работающий на предприятии.

«Мы хотим поддерживать подшипники в чистоте, потому что мы очень сильно толкаем этот двигатель», - объясняет Рибель. «Обычно мы теряем этот двигатель из-за выхода из строя обмотки. Я думаю, что большая часть этого вызвана тем, что подшипники начинают выходить из строя, что приводит к перегрузке двигателя ».

Унция предотвращения
Используя пробник напряжения и осциллограф, Riebel периодически снимает показания напряжения на валу всех двигателей завода с заземляющими кольцами. Он доволен результатами, потому что показания низкие, что указывает на то, что кольца снизили потенциально опасное напряжение на валу.

Рибель также высоко оценивает обслуживание, которое завод получил от IEMCO:«На мой взгляд, это лучший магазин, с которым мы работали, и мы работали практически с каждым магазином в этом районе. Скотт (Уилкинс) действительно вовлечен. Он действительно тот человек, который умеет делать это с первого раза ».

Время покажет, сколько именно кольца сэкономят Monarch в целом, но Рибель убежден, что AEGIS iPRO обеспечивает эффективную и долгосрочную защиту подшипников, которая снижает затраты на простои и обслуживание двигателя.

«Пока все хорошо», - говорит он. «В случае с мощностью 5000 лошадиных сил, поскольку последний комплект подшипников прослужил всего год, есть вероятность, что мы уже заметили бы проблемы, но у нас их не было - никакого визга».

За дополнительной информацией обращайтесь:Джон Шеперд, региональный менеджер по продажам на Среднем Западе, Electro Static Technology, Loveland, OH 45140. Вы можете позвонить по телефону 513-417-1161, написать по электронной почте [email protected] или посетить www.est-aegis.com .

Рис. 1. Завод Monarch Cement Company в Гумбольдте, штат Канзас.

Рис. 2. Шаровая мельница, на которой были установлены первые два заземляющих кольца на заводе Monarch Cement Company. Подшипники мельничного двигателя мощностью 5000 л. Эти модификации на месте были выполнены без необходимости отсоединения двигателя от мельницы благодаря использованию iPRO версии с разъемным кольцом.

Рис. 3. Защитное кольцо подшипника AEGIS iPRO, установленное во внутреннем держателе подшипника в цехе IEMCO в рамках капитального ремонта двигателя для оборудования Monarch Cement Company.

Рис. 4. После успешной установки кольца защиты подшипников AEGIS iPRO на своей шаровой мельнице компания Monarch Cement Company установила кольцо на этот двигатель вентилятора рукавного фильтра (синий), который также потребовал частая замена подшипников.