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螺旋输送机在特殊工况下的应用

点击数:12时间:2015-10-17 10:00:24 来源:百盛机械

摘要:螺旋输送机在粉尘输送中有着输送量大、不扬尘、维修方便、使用寿命长等诸多优点。在螺旋输送机选型时,除了螺旋直径、螺旋轴转速、输送量等参数需要计算外,电机的驱动功率选择也很重要。

我们知道,螺旋输送机在粉尘输送中有着输送量大、不扬尘、维修方便、使用寿命长等诸多优点。在螺旋输送机选型时,除了螺旋直径、螺旋轴转速、输送量等参数需要计算外,电机的驱动功率选择也很重要。如果电机功率选择不当,螺旋输送机会发生噎料或电机烧毁等事故。

以往螺旋输送机驱动电机的功率计算是在非常理想的工况下进行的,比如假设螺旋输送机启动时为空载启动、下料口狭小、填充系数小于0.33 等。其常用公式为:

20151017100335.png

其实,在实际使用时,螺旋输送机的工作条件很难达到上述要求。并且不同螺旋输送机的螺旋直径、螺距各不相同,不同物料的摩擦系数也不一样,是否满载启动、填充系数大小、进料口大小、进料口物料堆积压力对螺旋输送机的启动、运行影响也很大。而上式对这些均未考虑。如果按上式进行电机选型,功率则会偏小甚至严重偏小。从而导致螺旋输送机启动困难,运行时电机发热严重。

现在我们以一个应用实例来说明一下:某混凝土搅拌站配料时使用螺旋输送机输送粉煤灰,上料方式为铲车上料,总体如下图所示,

20151017100426.png

螺旋输送机具体参数如下:

输送机规格:φ200×5000

输送介质: 粉煤灰(比重在1.0 左右,来至收尘器回收料)

出料量: 100—200kg/h

下料方式: 敞口下料(下料口长2 米)

启动方式: 满载启动

螺旋叶片直径:φ89

螺 距: 160

调速方式: 变频器调速

输送倾角: 水平输送

所配备动力: BWY22-87-2.2KW

如果按上述公式进行电机功率计算:

P=W÷367×(K0L±H) ×K÷η=0.2÷367×(1.4×5) ×2÷0.8=0.01 KW , 也就是说:所耗功率几乎可以忽略不计,然而事实并非如此,当初选型时厂家就已经考虑到本工况的特殊性(满载启动、下料口大、下料速度慢),所配备的减速机为速比为87 的摆线针轮减速机,功率为2.2 kw , 由于其下料量非常小(100—200 kg/ h),当利用变频器将减速机转速调到6~10 r / min 时才满足要求 。但当设备运行2 个小时后变频器就开始故障跳停。说明此减速机与螺旋绞刀并不匹配,那么到底是减速机速比小?还是电机功率小呢?还是其它原因?

后经多方查找,笔者在螺旋输送机满载启动、下料口敞开、填充系数大的电机功率计算公式,如下式:

20151017100350.png

20151017100358.png

20151017100405.png

按上式计算: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 , 进料品物料堆积压力的等效计算高度(H')没有参考资料,暂且按料仓物料的高度为2 米选定,进料口长度l = 2 米。

这样计算得出的电机功率为0.84KW , 是之前算得的0.01KW 的84 倍。按功率和速比对减速机进行选型得到的型号为双级减速机B31-289-1.5 的减速机,速比为289,电机功率为1.5KW , 将此减速机装上后,变频器可调到30HZ 以上,螺旋输送机使用一直正常,没有再出现过载跳闸现象。由此可以看出,用此公式算得电机功率完全符合实际使用要求。

总结:

1、螺旋输送机满载启动、下料口敞开、填充系数大的几种极限工况同时出现的前提下,电机所需功率远远超出正常工况的电机功率,必须找到相适应的计算公式(比如后一公式),或者借鉴其它相近的使用案例或根据经验。

2、如果是微下料的工况(如本例),又必需使用变频器时,那么选择减速机的速比时要慎重。在本例中,第一次选择的减速机为BWY22-87-2.2KW,按计算电机功率完全满足条件,但是为了达到每小时下料量只有100-200 公斤的极限情况,变频器的频率设定值只有不到5HZ 。我们知道:变频器本身在低频工作应该没有问题,关键的问题是普通电机长期在低频下工作会发热(可能),此时需更换成变频电机。本例中变频器的过载保护很可能是电机的发热造成的。

3、敞口下料和满载启动都是螺旋输送机须尽量避免的,其一,从本例也可看出,敞口下料、满载启动再加上进口处物料的堆积压力,使得电机功率加大了84倍,这不仅造成了电机功率浪费,还大大加剧了螺旋叶片和料槽的磨损。再者由于是敞口下料,进料口无法调节,造成螺旋输送机始终充满物料,输送机也处于满载运行状态,消耗的是无用功。第三、叶片将满载的物料向前推进时产生的成几何倍数增加的反作用力最终会传导到止推轴承和连接轴销上,使得止推轴承和连接轴销不堪重负,这将大大缩短其使用寿命,设备的故障率也会高发不下。

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