Экспертное руководство по вариантам выравнивания валов для высокомощных приводов конвейеров

Выравнивание валов приобретает критическое значение при работе с высокомощными двигателями. Даже незначительное угловое смещение или поперечное смещение приводят к вибрации, ускоренному износу и, возможно, даже к катастрофическому отказу.

Это особенно актуально для тяжелых конвейеров, используемых в горном деле, карьерах и других приложениях для транспортировки щебня. Эти конвейеры перевозят тяжелые грузы на большие расстояния и могут двигаться с высокой скоростью. Рассогласование между двигателем, редуктором и валом барабана конвейера может привести к дорогостоящим простоям и даже создать угрозу безопасности.

Системы привода без выравнивания позиционируются как решение этой проблемы. Однако они не подходят для каждой ситуации. Рассмотрим их сильные и слабые стороны и обсудим, когда база монтирования может быть лучшим выбором.

ОСНОВЫ СИСТЕМ ПРИВОДА ТЯЖЕЛЫХ КОНВЕЙЕРОВ

Три элемента включают двигатель, редуктор или замедлитель и муфту. Двигатель создает вращение, редуктор снижает скорость вращения, увеличивая крутящий момент, а муфта соединяет выходной вал редуктора с валом барабана конвейера.

Некоторые важные моменты:

• Двигатели все чаще управляются через частотные преобразователи (VFD). VFD обеспечивает более точный контроль скорости и более эффективную работу.
• Редукторы выпускаются как в угловых (прямоугольных), так и в параллельных конфигурациях.
• Тяжелые конвейеры часто используют гидравлические муфты, так как они снижают инерцию и пусковые нагрузки.
• Двигатели, редукторы и гидравлические муфты требуют муфт для соединения их валов с валами других компонентов системы. Это могут быть фланцевые муфты, конические втулки или усадочные диски.

ПРИВОД БЕЗ ВЫРАВНИВАНИЯ ИЛИ НА БАЗЕ: В ЧЕМ РАЗНИЦА?

Когда приводной вал не точно выровнен с осью барабана, силы, действующие на вал барабана, меняются при вращении валов. Это вызывает вибрацию, быстрый износ подшипников и может даже сдвинуть валы, особенно когда двигатель вырабатывает высокие уровни мощности и крутящего момента.

Одно решение — установить двигатель и редуктор на жесткую базу, обычно бетонную плиту, и очень тщательно выровнять оси друг с другом и с валом барабана. Это трудоемкий процесс, требующий высокоточного измерительного оборудования и значительных навыков.

Альтернатива — установить редуктор непосредственно на вал барабана, а двигатель — на редуктор, с гидравлической муфтой в соответствующем месте системы.

Этот последний подход, монтирование непосредственно на вал барабана, называется приводом без выравнивания. Суть в том, что выравнивание не требуется, так как оно обеспечивается самими валами.

КОНФИГУРАЦИЯ ПРИВОДА БЕЗ ВЫРАВНИВАНИЯ

Система привода без выравнивания почти всегда использует угловой редуктор. Это размещает двигатель вдоль конвейера, а не выдвигает его на некоторое расстояние от ленты.

Недостатком конфигурации без выравнивания является то, что редуктор и двигатель подвешены на валу барабана. Следовательно, подвешенная нагрузка должна учитываться при правильном выборе размера вала барабана. Кроме того, в системах привода без выравнивания должен быть включен реактивный вал (крутящийся рычаг), чтобы предотвратить вращение приводного узла вокруг вала барабана. Реактивный вал соединяет редуктор с рамой конвейера.

В некоторых ситуациях этот реактивный вал жестко монтируется к редуктору и раме конвейера. Чаще всего в связь вводится некоторая комплиантность (подвижность) для компенсации биения вала барабана.

Важное соображение при проектировании привода без выравнивания — узнать, будет ли двигатель когда-либо работать в обратном направлении. В этом случае крутящий момент будет действовать в противоположном направлении, и большинство типов реактивных валов, таких как разгибатели, сдадутся под компрессионной нагрузкой. Для борьбы с этим привода, работающие в обоих направлениях, обычно оснащают двумя реактивными валами.

ПРЕИМУЩЕСТВА ПРИВОДОВ БЕЗ ВЫРАВНИВАНИЯ

• Проблемы с рассогласованием исключаются, предотвращая быстрый износ, усталость и даже катастрофические отказы
• Минимальны подготовительные работы на площадке перед установкой
• Простая установка
• Минимизируется пространство, необходимое для привода (особенно привлекательно в ограниченных пространствах, таких как подземные шахты)
• Минимальные потери энергии в системе передачи привода (поэтому очень эффективны)
• Используются как в наземных, так и в подземных конвейерных приложениях

ОГРАНИЧЕНИЯ ПРИВОДОВ БЕЗ ВЫРАВНИВАНИЯ

Системы без выравнивания ограничены двигателями до 600 л.с. Выше этого порога крутящий момент и масса становятся слишком большими для системы с валовым монтажом.

КОНФИГУРАЦИЯ ПРИВОДА НА БАЗЕ

В этой схеме двигатель и редуктор монтируются на бетонную базу. Необходимо обеспечить их точное выравнивание. В некоторых горных регионах приводах на базе могут использоваться параллельная или угловая конфигурация.

Выход редуктора, который может быть параллельного типа, соединяется с валом барабана. Это может быть прямое зубчатое соединение через редуктор или через ремни. Обычно база смещена к стороне конвейера или расположена под ним, а не поворачивает привод на 90°.

ПРЕИМУЩЕСТВА СИСТЕМ НА БАЗЕ

• Нет ограничения по размеру используемого двигателя. Базовое монтирование всегда используется, когда двигатели превышают размеры NEMA.
• Хорошо подходит для наземных применений, где пространство не является проблемой

ОГРАНИЧЕНИЯ СИСТЕМ НА БАЗЕ

• Создает множество точек для возможного рассогласования
• Требует большого объема подготовительных работ на площадке перед установкой
• Необходима тщательная, а значит трудоемкая установка
• Более интенсивное обслуживание — лазерное выравнивание, замена компонентов

ВЫБОР СИСТЕМЫ ПРИВОДА

Ключевым аспектом проектирования конвейерной системы является конфигурация привода двигателя и редуктора.

Стиль без выравнивания, как правило, является выбором по умолчанию, потому что он более компактен и быстрее в установке. Однако его главный недостаток — ограничение двигателями 600 л.с. и менее. Для более крупных приводных систем нет выбора, кроме как использовать базовую компоновку, несмотря на штрафы по пространству и времени.

ПОЛОЖИТЕСЬ НА WEST RIVER CONVEYORS

Мы проектируем тяжелые конвейерные системы для шахт, карьеров и других требовательных сред уже более 30 лет. Этого достаточно, чтобы узнать, что никакие две системы не одинаковы.

Хотя приводы без выравнивания часто кажутся очевидным выбором, ваше приложение может иметь уникальные характеристики, оправдывающие базовый подход. В то же время, даже если базовый монтаж кажется единственным способом привести конвейер в движение, наш опыт может позволить нам предложить альтернативу.

Чтобы узнать, как мы можем помочь с вашим следующим конвейерным проектом, нажмите кнопку ниже.