Технология многодисковой муфты Wichita

Уникальная технология, применяемая в многодисковых муфтах Wichita помогает сгладить пиковые нагрузки крутящего момента, возникающие при запуске дробилки.

В приводных механизмах зубчатых шаровых барабанных мельниц и мельниц самоизмельчения, с большими инерционными нагрузками, используются многодисковые муфты. Такие муфты помогают обеспечить плавное нарастание крутящего момента после запуска двигателя мельницы.

После синхронизации скорости мельницы с двигателем, многодисковые муфты обеспечивают защиту приводного механизма мельницы в случае возникновения перегрузок крутящего момента, обеспечивая проскальзывание при непредвиденных скачках нагрузки.

На ряд мельниц устанавливают муфты барабанного типа. Однако, многодисковые муфты обладают большей ометаемой площадью центральных металлических пластин по сравнению с барабанными муфтами, что позволяет лучше поглощать тепло. Еще одним недостатком барабанных муфт является то, что при их вращении на максимальных скоростях величина крутящего момента может падать из-за воздействия центробежной силы.

Многодисковые фрикционные муфты отличаются компактным габаритом и обеспечением высокого крутящего момента. Их размер выгодно отличает их от барабанных муфт при использовании в дробилках.

В промышленных мельницах небольших размеров для обеспечения плавного запуска привода иногда используют гидравлические муфты или механическую блокировку привода. Но эти решения достаточно ограничены в своих возможностях.

Муфты используются в зубчатых мельницах только для соединения привода с двигателем. Безредукторные конфигурации двигателя не требуют муфт, так как двигатель встроен в каркас дробилки.

Многодисковые соединительные муфты, типа «вал — вал» устанавливаются как можно ближе к валу шестерни, чтобы обеспечить максимальный уровень защиты элементов силового привода в условиях возникновения перегрузок.

В применении многодисковых муфт используют две основных конфигурации:

• Низкоскоростной двигатель > муфта > ведущая шестерня
• Высокоскоростной двигатель > редуктор > муфта сцепления > шестерня

Из-за разной функциональности, барабанные мельницы и мельницы самоизмельчения имеют разные требования к перегрузкам крутящего момента. Например, требование к перегрузочной способности по крутящему моменту для шаровой мельницы составляет 200%. Требование к мельницам самоизмельчения может достигать 225-250% крутящего момента в зависимости от полной нагрузки двигателя. Это величины крутящего момента, который приводной двигатель может выдавать во время запуска.

Wichita Clutch (Италия), входящая в группу компаний Altra Industrial Motion, представляет многодисковые муфты серии GMC (Grinding Mill Clutch), специально разработанные для сложных применений в промышленных мельницах.

Как уже говорилось, отвод тепла является очень важным фактором во время пуска и во время работы приводного механизма мельницы. Наибольшая часть энергии образуется во время проскальзывания муфты, когда скорость приводного механизма доводится до скорости двигателя. Также большое тепловыделение наблюдается во время работы мельницы и в толчковом режиме работы.

Вся эта энергия рассеивается в двух областях: в фрикционном материале и в сопрягаемых роторах или центральных дисках муфты.

Область сопряжения фрикционного материала с центральной пластиной является местом, где эта энергия создается при проскальзывании муфты при запуске. Температура в этом месте может превышать 300°С , а время работы муфты в режиме проскальзывания доходить до 10 секунд (но обычно составляет 3 — 6 секунд). Тепловая энергия собирается в центральных металлических дисках муфты.

Wichita Clutch разработала специальный уникальный фрикционный материал, с повышенным коэффициентом трения, который нашел применение в муфтах GMC. В основу состава материала вошли полуметаллические, органические и высокотемпературные связующие фенольные смолы. Материал жаропрочен и обеспечивает долгий срок службы фрикционного диска при эксплуатации в расчетных пределах.

В конструкцию муфты GMC входит кольцевая воздушная трубка, изготовленная из усиленной неопреновой резины. Это решение позволяет достичь изменяемости уплотнения, что недостижимо в случае применения традиционных поршневых и кольцевых уплотнителей. Также, благодаря этому достигается управляемость силами сжатия фрикционных дисков относительно металлических роторов или центральных пластин для передачи крутящего момента от двигателя через муфту к мельнице.

Требования к системе управления воздушным потоком для блока GMC, установленного на одноприводной мельнице, довольно просты и могут быть приспособлены к стандартным напорным отверстиям воздуховодов. Однако, в случае двухпозиционных приводов, требования гораздо более высокие.

Большинство крупногабаритных моделей муфт GMC поставляются с адаптером быстрой замены. Благодаря этому открывается возможность замены фрикционного диска без необходимости разбирать муфту полностью. Таким образом, время обслуживание муфты в условиях работающего производства существенно сокращается.

Еще одним решением Wichita являются разборные фрикционные диски (состоят из двух половин по 180 градусов). Это избавляет от необходимости разбирать всю муфту для замены дисков, экономя рабочее время.

Примеры применения

Муфты Wichita GMC обеспечивают плавный пуск на шаровой мельнице медного рудника в Мексике

Муфта Wichita Clutch GMC 360 (номинальный крутящий момент 1 341 158 Нм) была установлена на шаровой мельнице на одном из крупнейших (и старейших) в мире медных рудников, расположенном в Мексике.

Основная роль муфты на двухпозиционной зубчатой мельнице с прямым приводом заключается в обеспечении плавного запуска во время старта мельницы. Во время работы мельницы муфта также выступает в роли «прерывателя крутящего момента», сокращая дорогостоящий ремонт и время простоя оборудования, защищая шестерни и зубчатые колеса от возможных повреждений при попадании больших кусков породы.

Блок муфты поставляется с быстросменным адаптером, который позволяет заменить любую изнашиваемую деталь сцепления, не нарушая работу приводных валов.

Муфта Wichita GMC на мельнице самоизмельчения, на открытой медной шахте в Китае

Муфта Wichita Clutch GMC 336H (номинальный крутящий момент 241 183 Нм) была установлена на редукторной мельнице самоизмельчения, работающей на одном из крупнейших открытых медных рудников Китая.

Муфты с пневмовыключателем Wichita GMC были специально разработаны для обеспечения быстрого, плавного запуска на редукторных мельницах с большими инерционными нагрузками.

Муфта GMC может быть адаптирована под дистанционное управление и работать под управлением воздушных или электрических цепей.