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普传科技变频器在水泥制品机械中应用-普传科技有限公司-中国传动网应用案例

信息来源:chuandong.biz  时间:2010-12-10  浏览次数:146

  1 概述
  水泥制品在我国城乡、工矿企业、农田水利以及能源、交通、通讯等工程建设中得到极为广泛的使用,取得了显著的社会效益,已成为国民经济建设中不可缺少的重要建材产品。我国已成为当今世界生产、使用水泥制品最多的国家。据中国水泥制品工业协会资料介绍,到2005年全国水泥制品规模以上工业企业的产品年销售收入为812.54亿元,与1986年相比增长了46倍,在建材工业32个行业中排在水泥、建筑卫生陶瓷制造业之后,居第3位。在我国经济高速发展的今天,特别是拉动内需的巨大需求,基本建设投资对GDP的增加有着重要作用,水泥及水泥制品等建材需求不断加大,在节能减排建设资源节约型社会的背景下,“两高一低”项目和产品逐渐退出市场,采用高效节能的产品被列为重点发展的领域。在技术层面上以产品开发为龙头,依靠技术进步和创新研制了模具、成型等专用设备和机具。
  目前我国生产的水泥制品主要品种有:混凝土和钢筋混凝土排水管、自应力混凝土管、三阶段预应力混凝土管、一阶段预应力混凝土管、预应力钢筒混凝土管、钢筋混凝土电杆和预应力混凝土电杆、预应力混凝土轨枕、预应力混凝土管桩和预应力高强混凝土管桩、钢筋混凝土构件和预应力混凝土构件及市政建设用混凝土制品、彩色水泥瓦和混凝土砌块及装饰混凝土砌块、纤维水泥制品———石棉水泥瓦(板、管)、GRC制品、硅酸钙板等。几十年来,水泥制品行业的有关科研设计院(所)、生产企业、专用设备制造厂密切合作,在生产实践中不断改进和完善生产装备,进而促进生产装备水平的提高如:生产排水管设备;生产水泥电杆设备;生产三阶段预应力混凝土管设备;生产一阶段预应力混凝土管设备;生产预应力钢筒混凝土管设备;生产预应力高强混凝土管桩设备等。
  但在应用技术开发、生产技术与装备水平、产品质量、劳动生产率、企业管理水平等方面,我国与国外一些工业化国家相比,还有较大的差距。如生产装备机械化、自动化程度低,劳动强度大,生产效率低;调速的方式大部分都以电磁调速为主,造成大批能耗高、性能低的水泥制品设备继续进入市场,并且这些能效比很低的设备一直在运行,大量消耗电能;检测手段不完备、工艺不完善、设备不配套等。近十年来随着电力电子技术、计算机技术和电机调速控制理论的发展,变频调速技术已成为电机调速和节能最先进的技术,在水泥和水泥制品生产中技术改造和节能中发挥重要作用。
  2 水泥制管的工艺
  2.1 工艺
  水泥管桩是众多的水泥制成品之一,资料显示到2005年年底,全国已累计生产各种口径的自应力混凝土管材107000公里和预应力混凝土管材45000公里,这些管材不仅在城市、村镇建设、工矿企业建设的输水管道中得到广泛应用,而且在农田水利建设中也被大量用于引水上山管道、倒虹吸管道、喷灌管道、排涝管道、小水电站水轮机的引水管道等。水泥管桩的生产工艺有多种,为保证水泥管管壁厚薄的均匀性、致密性,其中使用最普遍的生产加工工艺是离心成型法。离心成型是将完成配料好的混凝土注入模腔中,利用离心力、重力、粘聚力、摩擦力使游动的混凝土经过低速、低中速、中速、高速四种速度;布料、二级过渡、密实三个阶段,在钢模中有序排列。在抛落、充填、排挤过程中渐次密实,外层形成密实混凝土层,中层砂浆层,内层水泥净浆层;以后经蒸养达到C80强度等级。在离心力的作用下中速基本成形,且混凝土逐渐密实,再经过高速成型脱水,整个工艺过程结束。
  工艺过程描述
  2.2 电气要求
  离心成型法对电气传动设备要求是:满载启动,启动力矩应在电机100%额定力矩以上;低速运转的时间长,要求低速力矩大;由于制管机调速范围大,为保证水泥管桩的质量,要求在整个工作速度范围内,转速基本稳定。早期的调速方式有机械式分级调速、整流子电机调速、直流调速、电磁调速等。由于电磁调速结构简单,使用简便价格相对较低,因此,近年来在水泥制管设备中,电磁调速用得较多。但电磁调速效率低,最高转速时效率为85%,速度越低效率也越低。水泥管离心成形工艺低速的时间占50%左右,电磁调速速度低速时耗能相当大。
  2.3 调速方法比较
  水泥制管机负载机械特性为大惯性负载,启动后低速运行,显然是重载起动。电磁调速器低速运行时机械特性软,低速转矩较差,要保证生产的正常进行,电动机的容量选得较大,这又使耗能进一步增加。一般制管机的电气传动由1台75kW(或55kW)的电磁调速电机驱动。
  电磁调速电机主要由三相异步电机、电磁转差离合器和测速发电机三部分组成。离合器是由两个同心而独立旋转的部件所组成:一个称为磁极(内转子),另一个称为电枢(外转子),当磁极的激磁线圈通过直流电流时,沿气隙圆周表面的爪极便形成若干对急性相互交替的空间磁场。当离合器的电枢随拖动电动机旋转时,由于电枢与磁场间有相对移动,在电枢内就产生涡流;此涡流与磁通相互作用,产生转矩,带动磁极按同一方向旋转,其转速恒低于电枢转速,改变激磁电流,可调节离合器的输出转矩和转速。
  

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