Опыт создания эффективных транспортных линий на основе цепных конвейеров

2014-04-28 12:11:00

Опыт создания эффективных транспортных линий на основе цепных конвейеров

Опыт создания эффективных транспортных линий на основе цепных конвейеров.

Ближайшая перспектива развития отрасли хлебопродуктов определена двумя основными тенденциями – строительство новых и технологическое перевооружение действующих зерноперерабатывающих
предприятий. К сожалению, большинство комбикормовых заводов, мельниц, элеваторов как современной постройки, так и образца 80-х годов встретило волну роста объема хранения и
переработки зерна с морально устаревшим транспортным оборудованием. Так, традиционные цепные транспортеры не в состоянии обеспечить особые условия и требования к перемещению
зерновых потоков. До недавнего времени сужение сферы их применения в целом связано с проблемами энергоемкости, надежности, технологичности и безопасности.

Оборудование образца 80-х годов

Оборудование нового поколения

Ужесточение требований к транспортному оборудованию предопределяет необходимость создания принципиально новых цепных конвейеров. Основу современной идеологии разработки
транспортных систем составляет взвешенный баланс требований к энергоэффективности, сохранности качества зерна, взрывобезопасности, экологии воздушной среды и т.д.

Многоплановые исследования причин низкой эффективности существующих транспортно-технологических линий предприятий хранения и переработки зерна выполненные кафедрой
«Технологическое оборудование зерновых производств» Одесской Национальной Академии пищевых технологий (ОНАПТ) позволили выявить причины недостаточной эффективности цепных
транспортеров. Среди которых следует отметить:

  • дробление зерна тяговым органом, проблемы эффективной плотности укладки (порозности) частиц зернового потока;
  • отсутствие синхронизации скоростных режимов загрузки,выгрузки и перемещения зерновых потоков (дифференциал от 0,5 до 3), импульсный характер пиковых нагрузок тягового органа и приводных механизмов;
  • превышение предельно допустимых концентраций взрывоопасной пыли в корпусе оборудования, высокое аэродинамическое сопротивление воздушных потоков укрытия.

В процессе создания новой линейки цепных конвейеров сери ZEO-DC (рис. 1, табл. 1) были устранены перечисленные выше недостатки.

Исполнение: Горизонтальный,Наклонный,Горизонтально-наклонный.

Таблица 1: Опции и Технические характеристики — подробнее

Сам процесс разработки выполнен в два этапа:

  • обоснование конструктивных, режимных характеристик оборудования, обеспечивающих заданные показатели качества технологических процессов (бой зерна и т.д.);
  • приведение в соответствие показателей нового оборудования современным нормам и требованиям, предъявляемым к энергоэффективности, надежности, экологической и пожарной безопасности.

В свою очередь, решение первой группы задач разделено на вопросы создания рациональной конструкции участков транспортирования, загрузки и разгрузки зерна.

Участок транспортирования

Скоростные режимы перемещения напрямую влияют на качество транспортируемого продукта. Природа образования боя такова, что зерновки в коробе конвейера подвержены ударным нагрузкам,
вызванными цикличными толчками тягового органа со скребками. Изучение предельных напряжений разрушения зерна позволило обосновать силовые напряжения в зерновом материале рабочей
зоны транспортирования. Обустройство целесообразного сводообразования, порозности позволило снизить коэффициент прироста боя в 1,5-2 раза по сравнению с существующими аналогами.

В конвейерах нового образца за счет устранения прямого контакта тягового органа с корпусными деталями, перемещения цепи на расстоянии 20-30 мм от днища дробление зерна тяговым

Также в процессе поиска путей снижения коэффициента боя зерна особое внимание было направлено на минимизацию пятна контакта продукта и тягового органа. Уменьшение ширины при
одновременном увеличении высоты конвейера позволило увеличить высоту зернового слоя, тем самым минимизировать соприкосновение зерновок с цепью и сместить суммарное тяговое усилие
в свод зернового слоя.

Кроме того, использование в цепных конвейерах предыдущего поколения, в качестве тягового органа цепи с металлическими скребками приводит к увеличению боя зерна из-за «жесткого»
контакта металла с продуктом. Цепные конвейеры производства ГП «Зерновая Столица» оснащены демпфирующими скребками, изготовленными из специального эластомерного композита,
структурно-механические свойства которого позволили уменьшить силовые напряжения в зерновой массе до показателей, не превышающих критические значения напряжений разрушения
зерновок.

Благодаря высокому модулю упругости и коэффициенту динамической вязкости срок эксплуатации скребка превышает 40000-45000 м/часов, а его высокая твердость и прочность,
способна выдерживать циклические динамические нагрузки, вызванные перемещением продукта в коробе.

Участок загрузки, выгрузки и промежуточного выпуска

Изучение влияния условий загрузки скребкового конвейера на показатели прироста боя показало, что до 0,4% от общего количества транспортируемого зерна подвержено разрушению
при контакте с холостой веткой конвейера непосредственно верхней частью звеньев (ребро).

Причем, чем больше типоразмер, выше толщина звеньев конвейера – тем больше коэффициент прироста боя, кроме того некорректная загрузка скребкового конвейера снижает
долговечность не только корпусных деталей, но и тягового органа. Для устранения указанной проблемы разработана система загрузки скребкового конвейера, предотвращающая контакт
продукта с холостой ветвью конвейера.

Также на коэффициент прироста боя влияет конструкция устройства промежуточного выпуска продукта из корпуса конвейера. В том случае если сечение выпускного устройства
не обеспечивает полный сход продукта, образуя, так называемые «протяжки», они попадая в приводную станцию, накапливаются и дробятся. В процессе моделирования промежуточных
выпускных устройств транспортных систем в учет берутся физико-механические свойства и особенности транспортируемых культур. Поэтому такие системы обеспечивают полное
опустошение короба от транспортируемого продукта. Для получения полного эффекта предусмотрен механизм щеток, очищающий тяговый орган.

Узел разгрузки новых скребковых конвейеров обеспечивает полное опустошение короба до оси приводной звездочки, что также исключает попадание зерновок в сопряжение приводной
звездочки с цепью, тем самым снижает повреждение продукта.

Одной из приоритетных задач процесса создания эффективных цепных транспортеров являлось обоснование качественных систем обеспыливания. В то время как другие компании
оснащают транспортно-технологические линии автономными пылеотделителями, специалисты производственно-научного комплекса ГП «Зерновая столица» и ОНАПТ реализовали новую концепцию
встроенных систем пылеподавления, адаптированных под фактическую схему расположения источников пылевыделения. Наличие современного конструкторского бюро, на вооружении которого
имеются развитые технологии автоматического проектирования, собственных методик:

  • определения аэродинамических характеристик источников пылевыделения и их связей, разработки средств подавления источников пылевыделения;
  • создания укрытий цепных конвейеров обоснованной герметичности;
  • обоснования адекватных режимных параметров конструкции обеспыливателей;
  • моделирования компоновочных схем воздействий на пылевоздушные потоки позволяет создать индивидуальную для каждого конкретного случая аспирационную установку
    с предельными показателями эффективности (КПД пылеочистки — 99,6%, энергетический КПД — до 83%).

Разработанная идеология проектирования принципиально отличается от подходов других украинских машиностроителей. На производственно-научном комплексе ГП «Зерновая столица» и
ОНАПТ протестирована и активно применяется система автоматического проектирования, которая позволяет создать оптимальные транспортные системы с учетом особых требований
технологии Заказчика (оправданное соотношение цена-качество-надежность). Под оптимальными понимаются транспортные системы цепных транспортеров, адаптированные под конкретную
технологическую линию предприятия с изменяющимися параметрами зерновых потоков (изменении вида транспортируемого зернового сырья, логистики маршрутов потоков и т.д.).

Новизна указанной линейки цепных транспортеров базируется на 4-х основных положениях:

  1. конструкция узлов механизмов защищена патентами Украины;
  2. система управления учитывает закономерности перемещения, дробления зерновых материалов и условий пылеобразования;
  3. применение высококачественных комплектующих европейского производства с гарантией качества и сроком службы;
  4. эффективная собственная система сервисного обслуживания.

В разработке системы управления компания пошла по пути полномасштабного моделирования механики сыпучих потоков и воздушных сред.

Процесс создания современных систем управления построен на всестороннем анализе их функционирования. Именно такой анализ, который провели специалисты систем электросилового
управления транспортными линиями, дал основание на применение в схемах управления электродвигателями конвейеров и норий мощностью выше 30 кВт устройств плавного пуска
электродвигателей.

Применение этих устройств позволяет:

  • уменьшить ударные нагрузки на зерновые скребки и зерновки при запуске механизмов;
  • увеличить срок службы привода и цепи конвейера за счет снижения динамических ударных нагрузок, снизить пиковые нагрузки на электросети.

Среди мероприятий по уменьшению коэффициента боя зерна в приемных узлах таких, как завальные ямы или бункеры приема с автомобильного, ж/д транспорта необорудованных
регулирующими задвижками, следует отметить применение в схемах управления электродвигателями цепных конвейеров частотных преобразователей, настраиваемых на оптимальную
производительность системой дистанционного автоматизированного управления, алгоритм которой вносит корректировки в зависимости от вида перемещаемого сырья и его показателей.

Результатом работы созданной системы являются новые функции управления: грузочувствительный режим, оптимизация маршрутов, системное ограничение выбросов в окружающую среду –
экологически чистый элеватор, стабилизация нагрузок на рабочие органы, система диагностики с функцией накопления и передачи данных. Разработанная система управления значительно
упрощает контроль и предупреждает сбои в работе технологических линий. Учитывая человеческий фактор, компания ввела систему авторских технических осмотров, а также курс по
обучению эффективному использованию транспортного оборудования. Первый авторский технический осмотр проводится в период истечения гарантийного срока, последующие осмотры
выполняются после отработки цепным транспортером 50-75% ресурса. Производственно-научный комплекс ГП «Зерновая столица» надеется, что перечисленные инновации позволят
существенно снизить расходы на обслуживание и эксплуатацию, увеличить срок службы и производительности цепных транспортеров, что, безусловно, скажется на окупаемости
вложенных инвестиций.

Несмотря на продолжительное существование – значительный срок службы цепных конвейеров, у каждого типа транспортера, работающего в агрессивной среде, есть свои так
называемые «болевые точки». В период создания линейки комплексных цепных транспортеров был проведен анализ проблем, проблемных узлов конструкции рабочих органов,
именно это позволило создать линейку цепных транспортеров с наилучшими эксплуатационными характеристиками. Многолетний опыт использования цепных конвейеров на
зерноперерабатывающих предприятиях показал их высокую эффективность и надежность. Ниже приведены результаты реконструкции транспортно-технологических линий на
предприятиях по хранению и переработке зерна.

Использование принципиально новых цепных конвейеров позволяет:

  • увеличить КПД конвейера на 10-12% за счет обеспечения максимального коэффициента заполнения;
  • предотвратить потери продукта из-за вынужденных россыпей;
  • снизить прирост боя зерна на 9-11%;
  • обеспечить стабильную равномерную работу транспортно-технологической линии, предотвратив динамические нагрузки;
  • повысить долговечность корпусных деталей.

Компания ГП «Зерновая столица» оказывает бесплатные консультации по вопросам модернизации и реконструкции транспортно-технологических линий.

Авторы статьи:

ГАПОНЮК О.И., д.т.н., проф. Одесская Национальная академия пищевых технологий

АККЕРМАН Н.М., начальник департамента Автоматизации ГП «Зерновая столица»

ДЖУЛИНСКИЙ Д.П., начальник Технологического отдела ГП «Зерновая столица»

ГОФ О.Н., начальник Департамента экологической безопасности ГП «Зерновая столица»