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螺旋輸送機在特殊工況下的應用

點擊數:12時間:2015-10-17 10:00:24 來源:百盛機械

摘要:螺旋輸送機在粉塵輸送中有著輸送量大、不揚塵、維修方便、使用壽命長等諸多優點。在螺旋輸送機選型時,除了螺旋直徑、螺旋軸轉速、輸送量等參數需要計算外,電機的驅動功率選擇也很重要。

我們知道,螺旋輸送機在粉塵輸送中有著輸送量大、不揚塵、維修方便、使用壽命長等諸多優點。在螺旋輸送機選型時,除了螺旋直徑、螺旋軸轉速、輸送量等參數需要計算外,電機的驅動功率選擇也很重要。如果電機功率選擇不當,螺旋輸送機會發生噎料或電機燒毀等事故。

以往螺旋輸送機驅動電機的功率計算是在非常理想的工況下進行的,比如假設螺旋輸送機啟動時為空載啟動、下料口狹小、填充系數小于0.33 等。其常用公式為:

20151017100335.png

其實,在實際使用時,螺旋輸送機的工作條件很難達到上述要求。并且不同螺旋輸送機的螺旋直徑、螺距各不相同,不同物料的摩擦系數也不一樣,是否滿載啟動、填充系數大小、進料口大小、進料口物料堆積壓力對螺旋輸送機的啟動、運行影響也很大。而上式對這些均未考慮。如果按上式進行電機選型,功率則會偏小甚至嚴重偏小。從而導致螺旋輸送機啟動困難,運行時電機發熱嚴重。

現在我們以一個應用實例來說明一下:某混凝土攪拌站配料時使用螺旋輸送機輸送粉煤灰,上料方式為鏟車上料,總體如下圖所示,

20151017100426.png

螺旋輸送機具體參數如下:

輸送機規格:φ200×5000

輸送介質: 粉煤灰(比重在1.0 左右,來至收塵器回收料)

出料量: 100—200kg/h

下料方式: 敞口下料(下料口長2 米)

啟動方式: 滿載啟動

螺旋葉片直徑:φ89

螺 距: 160

調速方式: 變頻器調速

輸送傾角: 水平輸送

所配備動力: BWY22-87-2.2KW

如果按上述公式進行電機功率計算:

P=W÷367×(K0L±H) ×K÷η=0.2÷367×(1.4×5) ×2÷0.8=0.01 KW , 也就是說:所耗功率幾乎可以忽略不計,然而事實并非如此,當初選型時廠家就已經考慮到本工況的特殊性(滿載啟動、下料口大、下料速度慢),所配備的減速機為速比為87 的擺線針輪減速機,功率為2.2 kw , 由于其下料量非常小(100—200 kg/ h),當利用變頻器將減速機轉速調到6~10 r / min 時才滿足要求 。但當設備運行2 個小時后變頻器就開始故障跳停。說明此減速機與螺旋絞刀并不匹配,那么到底是減速機速比小?還是電機功率小呢?還是其它原因?

后經多方查找,筆者在螺旋輸送機滿載啟動、下料口敞開、填充系數大的電機功率計算公式,如下式:

20151017100350.png

20151017100358.png

20151017100405.png

按上式計算:P=W÷367×K÷η× [0.46×0.8× (8×5×1.26+15×2 ÷0.1×2) ]=0.84KW

式中W、K、η同前一公式,其中λ=t/2r=0.16/(2×0.1)=0.8 , 進料品物料堆積壓力的等效計算高度(H')沒有參考資料,暫且按料倉物料的高度為2 米選定,進料口長度l = 2 米。

這樣計算得出的電機功率為0.84KW , 是之前算得的0.01KW 的84 倍。按功率和速比對減速機進行選型得到的型號為雙級減速機B31-289-1.5 的減速機,速比為289,電機功率為1.5KW , 將此減速機裝上后,變頻器可調到30HZ 以上,螺旋輸送機使用一直正常,沒有再出現過載跳閘現象。由此可以看出,用此公式算得電機功率完全符合實際使用要求。

總結:

1、螺旋輸送機滿載啟動、下料口敞開、填充系數大的幾種極限工況同時出現的前提下,電機所需功率遠遠超出正常工況的電機功率,必須找到相適應的計算公式(比如后一公式),或者借鑒其它相近的使用案例或根據經驗。

2、如果是微下料的工況(如本例),又必需使用變頻器時,那么選擇減速機的速比時要慎重。在本例中,第一次選擇的減速機為BWY22-87-2.2KW,按計算電機功率完全滿足條件,但是為了達到每小時下料量只有100-200 公斤的極限情況,變頻器的頻率設定值只有不到5HZ 。我們知道:變頻器本身在低頻工作應該沒有問題,關鍵的問題是普通電機長期在低頻下工作會發熱(可能),此時需更換成變頻電機。本例中變頻器的過載保護很可能是電機的發熱造成的。

3、敞口下料和滿載啟動都是螺旋輸送機須盡量避免的,其一,從本例也可看出,敞口下料、滿載啟動再加上進口處物料的堆積壓力,使得電機功率加大了84倍,這不僅造成了電機功率浪費,還大大加劇了螺旋葉片和料槽的磨損。再者由于是敞口下料,進料口無法調節,造成螺旋輸送機始終充滿物料,輸送機也處于滿載運行狀態,消耗的是無用功。第三、葉片將滿載的物料向前推進時產生的成幾何倍數增加的反作用力最終會傳導到止推軸承和連接軸銷上,使得止推軸承和連接軸銷不堪重負,這將大大縮短其使用壽命,設備的故障率也會高發不下。

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