Муфти для обертових цементних печей: інженерна досконалість в одному з найвимогливіших середовищ галузі

Передача крутного моменту

Муфта фізично з'єднує вихідний вал планетарного або паралельновального редуктора з валом-шестернею, що приводить у рух головку шестерні печі. Вона передає номінальний крутний момент, який зазвичай коливається від 50 кНм до понад 500 кНм на великих цементних печах у Великій Британії, водночас допускаючи кутове та паралельне зміщення валів, що виникає внаслідок теплового розширення корпусу печі. Муфти з гнучкими елементами досягають цього за допомогою проміжного пружного компонента — гумових блоків, поліуретанових павуків, дискових пакетів або зубців шестерень — який пружно деформується, щоб компенсувати зміщення, не передаючи згинальних моментів назад до вихідного підшипника редуктора. Ця пружна деформація також діє як низькочастотний механічний фільтр, послаблюючи високочастотні вібраційні сплески, перш ніж вони досягнуть обмоток двигуна.

Управління температурою та ударами

Під час запуску печі статичне тертя між шихтою та стінкою корпусу створює крутний момент відриву, який може вдвічі-втричі перевищувати нормальний робочий крутний момент. Добре спроектована муфта з відповідною жорсткістю на кручення гасить цей сплеск, перш ніж він досягне зубців редуктора, значно подовжуючи термін служби шестерні. Так само, коли піч зупиняється і двигун швидко сповільнюється, інерція обертового корпусу, який може важити тисячі тонн, намагається продовжувати рух вперед. Крутіння муфти поглинає частину енергії цього зворотного удару, запобігаючи катастрофічному руйнуванню зубців у коробці передач. Зубчасті муфти досягають цього завдяки точно відшліфованим евольвентним профілям зубців, змащеним високотемпературним мастилом проти задніх пальців, тоді як тарілчасті муфти використовують тонкі пластини з нержавіючої сталі, які згинаються осьово та кутово без ковзного контакту металу з металом.

Компенсація перекосу

70-метровий корпус печі нагрівається нерівномірно зі зміною умов процесу, що призводить до зміщення положення опорних кілець відносно опорних роликів на кілька міліметрів за одну зміну. ​​Це динамічне зміщення передається через бичачу шестерню та головку безпосередньо на муфту. Сучасні високопродуктивні зубчасті муфти допускають кутове зміщення до 1,5 градуса на кожне зачеплення, із загальною здатністю системи до зміщення 3 градуси, коли обидві половини втулки зчеплені. Муфти дискового типу, що використовуються у великих, високошвидкісних системах, компенсують кутове зміщення завдяки згинанню кожної пластини диска, підтримуючи майже постійну передачу швидкості при всіх кутах зміщення в межах номінального діапазону — важлива характеристика для збереження плавного обертання, необхідного для контурів тонкого шліфування після печі.

Висока щільність крутного моменту

Зубчасті муфти забезпечують номінальний крутний момент понад 500 кНм у компактних розмірах, мінімізуючи обмеження міжосьової відстані вала в проектах модернізації, де оригінальне розташування приводного корпусу накладає суворі обмеження на простір.

Термічний опір

Варіанти з шестернями та дисковими пакетами підтримують повний номінальний крутний момент за постійних робочих температур до 120 °C та пікових температур до 200 °C без зниження ефективності передачі — критично важливої ​​характеристики в зоні приводу гарячого кінця цементної печі.

Амортизація

Значення крутильної податливості в діапазоні від 5 до 40 кНм/рад забезпечують значне поглинання енергії під час перевантаження під час запуску печі та раптових зупинок, зменшуючи пікове навантаження на зубці внутрішніх частин редуктора до 351 TP4T порівняно з жорсткими фланцевими з'єднаннями.

Низький рівень обслуговування

Сучасні зубчасті муфти безперервного змащення з лабіринтними ущільненнями зберігають мастило протягом 18-24 місяців в умовах експлуатації печі, узгоджуючи інтервали змащування з запланованими щорічними зупинками та усуваючи незаплановані простої, спричинені втратою мастила через застарілі конструкції манжетних ущільнень.

Взаємозамінність

Стандартизовані діаметри отворів маточини та розміри шпонкових канавок, що відповідають специфікаціям ISO 14, DIN 6885 та BS 4235, дозволяють здійснювати пряму заміну без індивідуальної обробки, скорочуючи терміни екстреного ремонту з кількох днів до кількох годин для британських бригад технічного обслуговування під час незапланованих простоїв.

Ефективність

Дискові та зубчасті муфти досягають коефіцієнта корисної дії механічної передачі потужності понад 99,51 TP4T за нормальних умов експлуатації, що помітно впливає на загальний енергетичний баланс приводу печі — показник, який стає дедалі важливішим, оскільки виробники цементу у Великій Британії стикаються зі зростанням витрат на енергію та зобов'язань щодо скорочення викидів вуглецю в рамках схеми ETS у Великій Британії.

Муфта головного приводу — вихід коробки передач до вала шестерні

Це найвідповідальніша позиція з'єднання в усій приводній системі обертової цементної печі. Вихідний вал редуктора, який обертається зі швидкістю зазвичай від 15 до 80 об/хв на стороні печі на завершальному етапі відновлення, з'єднується з валом шестерні за допомогою муфти, яка повинна витримувати номінальні крутні моменти, що часто перевищують 200 кНм на виробничих лініях клінкеру у Великій Британії продуктивністю 4000 тонн на день. Муфта в цій позиції також повинна враховувати властиве печі динамічне зміщення, яке виникає внаслідок різного теплового зростання між бетонним фундаментом і сталевою приводною конструкцією і може досягати від 2 до 4 мм паралельного зміщення між плановими зупинками на технічне обслуговування. Зубчасті муфти з корончастими профілями зубців є усталеним рішенням для цієї позиції, поєднуючи високу щільність крутного моменту з допуском на зміщення, необхідним для тривалої надійної роботи. На заводах, подібних до тих, що працюють на південному сході та в східному Мідлендсі Англії, команди з технічного обслуговування повідомляли, що перехід від зубчастих муфт з прямими зубцями до вузлів з корончастими зубцями подовжив термін служби зубців приблизно з трьох до восьми років і більше — що є переконливою окупністю інвестицій, коли альтернативою є повна програма ремонту в печі тривалістю кілька днів.

Проміжний вал — високошвидкісна муфта двигуна до коробки передач

Між приводним двигуном зі змінною швидкістю та вхідним валом редуктора, що знижує швидкість, муфта повинна витримувати значно менші величини крутного моменту, але значно вищі швидкості обертання — зазвичай від 750 до 1500 об/хв на стороні двигуна типової цементної печі. Схема навантаження в цьому положенні переважно характеризується циклічними змінами крутного моменту, що передаються назад через зубчасту передачу від завантаження печі, що система інвертора двигуна частково компенсує, але не може повністю усунути. Дискові муфти стали кращим рішенням у цьому положенні у всій цементній промисловості Великої Британії протягом останніх двох десятиліть, їхня робота без обслуговування, нульовий люфт та характеристики передачі з постійною швидкістю пропонують явні переваги над редукторними агрегатами на цих вищих швидкостях. Дискові муфти з нержавіючої сталі витримують комбіноване кутове та осьове зміщення, створюване тепловим зростанням двигуна, не створюючи радіальних навантажень на підшипник приводного кінця двигуна, що є причиною значної частини заміни підшипників двигуна на заводах, які раніше використовували жорсткі фланцеві муфти з неадекватними протоколами вирівнювання.

Муфти приводу вентилятора попереднього підігрівача та вентилятора охолодження печі

Великі вентилятори з примусовою тягою, що обслуговують башту попереднього підігрівача та охолоджувач клінкеру в сучасній цементній лінії сухого процесу, є невід'ємними компонентами пічної системи та поділяють її потребу в надійних, вібростійких рішеннях для з'єднання. Вентилятори попереднього підігрівача, що працюють з температурою газу до 400 °C на виходах циклонів, повинні приводитися в рух через з'єднання, які можуть компенсувати значне теплове зростання вала вентилятора відносно вузла двигун-редуктор. На цементних заводах, пов'язаних з Шеффілдом та Бірмінгемом, які спільно переробляють промислові відходи як альтернативне паливо, вентилятори також відчувають вищу, ніж у середньому, вібрацію, що виникає через частковий дисбаланс потоку в попередньому підігрівачі, що робить характеристику гасіння вібрації з'єднання особливо цінною. Для цих положень приводу вентилятора еластомерні з'єднання з неопреновими або гумовими елементами EPDM забезпечують видатне гасіння вібрації в поєднанні з допуском радіального зміщення, необхідним для витримування термічних циклів щоденних коливань температури між навколишніми та технологічними умовами, без необхідності протоколів точного лазерного вирівнювання, які вимагають рішення з дисковими пакетами під час встановлення.

Застосування муфт для кульових млинів та роликових пресів для цементу

Подрібнювальний контур після обертової печі ставить порівнянні або навіть вищі вимоги до технології з'єднання, оскільки кульові млини та вертикальні вальцьові млини створюють безперервні циклічні зміни крутного моменту внаслідок ударної дії та подрібнення шихти млина. На високопродуктивних горизонтальних приводах кульових млинів, поширених на інтегрованих цементних заводах у Великій Британії, зазвичай потужністю від 1500 до 6000 кВт, з'єднання на вході в млин має витримувати крутні моменти в тому ж діапазоні, що й головний привід печі, під час роботи в середовищі, сильно забрудненому дрібним цементним пилом, який може прискорити руйнування ущільнень та мастила, якщо його належним чином не захистити. Зубчасті муфти з лабіринтним ущільненням із синтетичним полісечовиновим мастилом виявилися особливо надійними в цих умовах, їх великий об'єм утримання мастила та гладкий лабіринтовий шлях запобігають потраплянню цементного пилу, що викликає фретинг-корозію під звичайними манжетними ущільненнями. Для британських британських бригад з технічного обслуговування, які керують як піччю, так і подрібнювальним контуром за допомогою філософії запасних частин одного приводу, стандартизація зубчастих муфт на обох робочих посадах спрощує управління запасами, зменшує навантаження на технічне навчання та скорочує середній час ремонту, коли під час простою виробництва виникає необхідність у аварійній заміні.

Гнучка балкова муфта

Гнучка балкова муфта від Ever Power забезпечує точну передачу крутного моменту без люфту в цільнообробленому корпусі з алюмінію або нержавіючої сталі. Її спіральна схема нарізання забезпечує крутну податливість, зберігаючи при цьому чудову кутову та паралельну стійкість до зміщень, що робить її кращим варіантом для приводів енкодерів, серводвигунів та прецизійних вимірювальних приладів у контрольно-вимірювальних системах та схемах зважування цементного заводу. Компактна конструкція маточини з затискачем дозволяє замінювати її без інструментів під час технічного обслуговування, забезпечуючи помітні переваги продуктивності на цементних заводах у Великій Британії, де багатозмінні ремонтні бригади керують жорсткими графіками планових простоїв.

Переглянути гнучке з'єднання балок →

Дискова муфта

Дискова муфта являє собою преміальне рішення Ever Power для високошвидкісних та високоточних застосувань у процесі виробництва цементу, включаючи з'єднання двигуна з редуктором на головних приводах печей та високошвидкісних приводах вентиляторів. Виготовлена ​​з пакетів дисків з нержавіючої сталі, вирізаних лазером, що по черзі прикріплюються болтами до ведучого та веденого фланців, ця муфта передає крутний момент через металевий натяг в елементах диска, а не через ковзання або еластомерну деформацію, досягаючи ефективності передачі понад 99,81 TP4T без необхідності обслуговування протягом багаторічних інтервалів обслуговування. Її жорсткість на кручення робить її ідеальною для систем приводів зі змінною швидкістю, де точний контроль швидкості та нульовий люфт є необхідними умовами для стабільної роботи печі та оптимізації процесу.

Переглянути дискову муфту →

Виробнича досконалість

Ever Power: Індивідуальні рішення для муфт для приводних систем цементної промисловості

Компанія Ever Power вже понад два десятиліття проектує та виробляє промислові муфти для важкого роторного обладнання, створюючи репутацію компанії, яка спеціалізується на точному виробництві та надійному індивідуальному підборі, що зробило її бажаним постачальником для виробників цементу, переробників корисних копалин та операторів важкої промисловості у Великій Британії, Європі та на експортних ринках світу. Виробниче підприємство компанії використовує зубофрезерні та шліфувальні центри з ЧПК, здатні виготовляти зубці зубчастих муфт з допусками AGMA Class 8 та DIN 6, що забезпечує точність розмірів, яка визначає якість розподілу навантаження та термін служби у вимогливих умовах експлуатації цементних печей.

Можливості налаштування Ever Power охоплюють кожен інженерний вимір специфікації муфти: діаметри отворів та геометрію шпонкових канавок можна виготовляти за точними кресленнями замовника з використанням допусків ISO H7 або посадок з натягом, зазначених замовником; зовнішні розміри оболочки коригуються для задоволення обмежень простору приводного відділення, які неминуче накладаються під час модернізації; модуль зубця та кількість зубців розраховуються за допомогою власного програмного забезпечення для досягнення оптимального балансу між міцністю поверхні та жорсткістю на кручення для конкретного спектру навантаження кожного приводу печі. Нестандартні матеріали, включаючи дуплексну нержавіючу сталь, титановий сплав та високонікелеве залізо для агресивних або екстремальнотемпературних середовищ, постачаються через перевірену мережу постачальників, яка підтримує вимоги простежуваності ланцюга поставок виробників цементу, сертифікованих за стандартом ISO 9001.

Програма забезпечення якості компанії охоплює розмірний контроль 100% усіх оброблених поверхонь, сертифікацію матеріалів (сертифікати прокатних станків EN 10204 типу 3.1 доступні як стандарт) та картування твердості загартованих зубців шестерень для перевірки однорідності глибини корпусу — вимога, яку все частіше встановлюють команди закупівель цементних груп Великої Британії та Європи в рамках своїх програм кваліфікації постачальників. Терміни виконання стандартних розмірів зазвичай становлять від 2 до 4 тижнів з заводу, з можливістю прискореного виробництва для аварійних ситуацій з випалювальними печами, що підтримується налагодженими партнерськими відносинами компанії з авіаперевезеннями та основними логістичними перевізниками Великої Британії для швидкої міжнародної доставки, коли це необхідно.

✉ Отримайте індивідуальну цінову пропозицію від Ever Power

«Зубчаста муфта з корончастою формою, яку Ever Power поставила для головного приводу нашої печі №3, виявилася надзвичайно корисною. За тридцять шість місяців з моменту встановлення ми скоротили кількість незапланованих зупинок, пов’язаних із муфтою, з чотирьох на рік до нуля. Конструкція лабіринтного ущільнення повністю вирішила проблему утримання мастила, яка переслідувала попередній агрегат. Технічна підтримка, яку ми отримали від Ever Power під час інженерного огляду та встановлення, була саме тим, що нам було потрібно від постачальника в цьому класі застосувань».

— Головний інженер-механік, Інтегрований цементний завод, Хоуп-Веллі, Дербішир

«Під час масштабної програми модернізації заводу ми замовили дискові муфти від Ever Power для з’єднання двигуна з редуктором на двох головних приводах наших печей та приводі цементного млина. Якість виготовлення, що вимірюється відповідно до наших вимог до вхідного контролю щодо відхилення кроку зубців, циліндричності отвору та ступеня балансування, була відмінною для всіх поставлених вузлів. Терміни поставки були дотримані та дотримані навіть після прискорення термінів проекту, що саме та продуктивність ланцюга поставок, якої вимагає завод нашого масштабу».

— Менеджер із закупівель, великий цементний завод, Західний Йоркшир

«Компанія Ever Power надала нам індивідуальне рішення для з’єднання незвичайної конфігурації вала на нашому допоміжному приводному механізмі — нестандартної комбінації отворів, яку не охоплював жоден стандартний продукт у каталозі. Їхня інженерна команда підготувала детальні креслення протягом сорока восьми годин після отримання наших розмірних даних, підтвердила розрахунки жорсткості на кручення відповідно до нашого спектру навантаження та доставила готові компоненти за три тижні. З’єднання бездоганно працювало протягом двох повних щорічних циклів технічного обслуговування. Ми без вагань звернемося до Ever Power для майбутніх потреб на нашому портфоліо заводів у Великій Британії».

— Директор з інженерного забезпечення заводу, спеціалізований виробник цементу, графство Дарем