专精特新系列成果报道(六)

发布者: 中国重型机械工业协会 发布时间:2022-12-10阅读次数:32

永磁直驱起升机构

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永磁直驱机构在起重机上的应用是一个突破性创新,江西工埠机械有限责任公司攻克了永磁材料筛选、特殊制作工艺、低速大扭矩变频控制、安全冗余设计、高效节电等技术难题,实现了直驱机构超低速、低频率、多极数及大转矩的诸多性能要求,研制出世界原创、国内首套GBM新型永磁直驱机构,并成功应用到起重机行业。永磁直驱电机技术应用于起重机起升机构的新型驱动总成,取消了减速增矩等中间传动环节,将电机和工作部融为一体,综合节能20%以上,大大提高工作效率,降低使用故障率和使用成本。

主要创新点:

1.研发了一种基于卷筒、永磁电机一体化的新型驱动装置结构,实现了起升机构的集成化;

2.基于流固耦合的计算方法,解决了大扭矩、大长径比新型传动装置的散热问题,改进了冷却系统的设计方法;

3.国内首次将低速大扭矩、永磁同步直驱机构成功应用于桥门式起重机上,实现了起重机整机的高效节电,同时能够完美地匹配常规起重机的各种配套件(如:钢丝绳规格、滑轮规格、卷筒规格、吊钩规格、倍率等);

4.提出了一种适用于新型传动装置的大长径比卷筒加工方法、永磁体装配方法和总体装配工艺方法,保证了批量化生产的产品一致性;

5.利用永磁直驱机构大的堵转力矩实现吊载零速瞬间制动,同时卷筒采用直接制动,保证起吊工作安全平稳;

6.通过多方法的仿真电枢分析计算,解决了电枢与磁钢的最优化匹配问题,提高了功率密度;

7.起重行业内首次提出主动安全,开机整机自检,工作同步自检(与汽车启动自检类似);

8.标配“黑匣子”(数据存储记录仪)功能,双报警提示,故障代码及语音双重提示。

主要性能参数:

起重量:5~500t;工作级别:M3~M8;卷筒转速:0.033~500r/min;标准系列卷筒直径规格:Ø350~Ø2000mm;永磁直驱漏磁:3GS<4.5GS;防护等级:标配IP54并可按需调整;适应工作环境温度:-40℃~80℃;绝缘等级:标配F~H;运行噪声:低于55dB(A);冷却方式:工作制低于M6空冷,M6及以上强制风冷。

应用效果:

该产品自2014年起,大量应用于钢铁行业、汽车制造、矿山、水电、火电、军工、建筑、大型机械加工、港口码头(海港、内河)、造船、造纸、轨道交通(地铁)、铁路、物流等十几个行业。前后三批次列入国家首台(套)重大技术装备推广应用目录,荣获江西省优秀新产品一等奖、中国机械工业科学技术奖技术发明一等奖等。

专精特新:

该项目将永磁同步直驱机构成功应用于桥门式起重机上,基于卷筒、永磁电机一体化的新型驱动装置结构,实现了起升机构的集成化,综合节能达20%以上。

 

完成单位:江西工埠机械有限责任公司

联系人:喻林     

联系电话:13767597296     

邮箱:137653345@qq.com 



长距离双向带料越野带式输送机

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上海科大重工集团有限公司承建的溧阳天山水泥有限公司“空中运输走廊”—长距离智能、环保、节能型双向运输平面转弯越野带式输送机,单机长10.08公里(带宽1000mm;带速0.5~4m/s;上带面输送石灰石、水泥熟料,运量1200t/h;下带面输送原煤,运量150t/h)。该输送机攻克了多弯道大转角度长距离输送难题,顺利完成建设任务。

主要创新点:

输送机沿线经过溧阳、溧水2个区域。设备穿过6个村庄、跨越道路26处(其中3条省道)、跨越河流(塘)12处,迈过80米宽的5级航道1处,横穿15处高低压输变线路,工况复杂、技术难度高,在上带面输送水泥熟料的同时下带面回程还要输送原煤,全程6处大角度水平转弯(位于头部位置的转弯角度达到69度),上下起伏30余处。

主要性能参数:

物料名称:熟料、石灰石/煤;输送量:承载带1200t/h、回程带150t/h;水平机长:10010m,提升高H=-27.088m,带宽B=1000mm,带速v=0.5~4m/s;功率:2×560kW(头)+560kW(尾);水平最大转弯角度:69°。

应用效果:

该产品运行工况复杂,设计难度大,自动化水平高,拥有安全、环保、绿色、节能等特点,为全国首创。2022年7月24日,该长距离双向带料越野输送项目一次性带料试车成功,并于2022年7月28日正式投入运行。该设备以每年415万吨的运输能力,彻底解决溧阳天山石灰石、溧水天山熟料煤炭的公路运输“老大难”问题和环保压力,实现社会效益和企业经济效益的双赢。据测算,这条“空中走廊”每天可减少运输车辆往返836次,全年可节约燃油1016t,减少CO2排放3109t。

专精特新:

该设备上带面输送石灰石、水泥熟料,下带面输送原煤,克服多变地形复杂工况,攻克了多弯道大转角度长距离输送难题,具有安全、环保、绿色、节能的特性。


完成单位:上海科大重工集团有限公司

联系人:芮莲     

联系电话:15601927346    

邮箱:lillianrui@kdhi.net 



倾斜带式输送机胶带安装更换关键技术与装备

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长距离大倾角带式输送机胶带安装更换过程包括夹带、松带、收带、卷带、切带、放带等循环作业流程,是带式输送系统维检中难度最大、危险性最高的工程。太原市博世通机电液工程有限公司联合太原理工大学创造性地设计制造出胶带安全高效更换成套装备,解决了长距离大倾角输送系统换带作业安全隐患多、用人多且劳动强度大、耗费时长等“卡脖子”技术难题。是世界首套具有多点同步加压、夹紧力自适应调节、换带倾角自由匹配、节能环保的连续换带装置。获美国、加拿大等国外授权专利6项,中国授权专利13项,制定全国行业标准1项,软件著作权8项。

主要创新点:

1.发明了带式输送机胶带快速收放装备:发明了一种低比压、双面摩擦的履带连续牵引技术;根据履带接触面积大、运行平稳且速度较快的特点,运用履带牵引装置压紧胶带,并依靠履带与胶带的摩擦力控制胶带收放速度,具有多点加压、双面摩擦、连续放带的特点,保证了胶带受力面受力均匀,避免胶带受到集中载荷,有效防止了换带过程中胶带发生撕裂。为保证拉带机构与送带机构中的各履带转速同步,避免因液压马达流量分布不均造成速度偏差,导致胶带跑偏,采用一种分流式同步阀,使得驱动系统多马达运动同步性显著提高;

2.研制了恒张力防跑偏同步卷带技术装备:实现了收旧带与卷旧带的实时同步,极大提高了卷带效率;

3.发明了独控多点同步夹带技术装备:通过对工作过程中单个柱塞缸和活塞缸的控制和保压,对带式输送机维检工况胶带进行上下同步夹紧,实现正常运行工况和维检工况的快速切换。具有独立控制、多点同步加压、夹紧力稳定、安全可靠等特点;

4.发明了冷切割式快速切带技术装备:具有连续切割,安全高效,无污染等特点。

主要性能参数:

胶带连续收放速度:5.76m/min;作业人员数量:少于20人;多点协同控制:自动同步;切带作业速度(以带强ST4500为例):>0.8m/min;切带污染程度:无污染排放;整体安装更换时间(以5000m输送带为例):30h。

应用效果:

该装备已广泛应用于新疆、内蒙、宁夏、河南、安徽、陕西、山西等地(包括寿阳新元矿、晋能集团同忻矿、陕西榆林金鸡滩矿、江苏不连沟矿、陕西新源矿等)数百次胶带更换作业,涉及到不同宽度、不同角度、不同厚度以及井上、井下的输送胶带累计长度500km。与传统人工为主的换带相比,更换效率提升了60%以上,人工使用减少了80%以上,且无一起安全事故发生,取得了巨大的经济效益和社会效益。

专精特新:

该项目研发了履带连续牵引式胶带快速收放装备、恒张力防跑偏同步卷带技术装备、独控多点同步夹带技术装备、冷切割式快速切带技术装备,满足长距离大倾角带式输送机胶带安装更换要求,大幅度提升了更换效率,减少作业安全隐患。

 

完成单位:太原市博世通机电液工程有限公司 太原理工大学

联系人:寇子明     

联系电话:13803456392     

邮箱:zmkou@163.com 



大功率永磁驱动长距离空间转弯带式输送机

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“大功率永磁驱动长距离空间转弯带式输送机”是面向国家资源绿色高效开发的重大需求,由力博重工科技股份有限公司联合高校科研院所攻关完成的科技创新重大装备。该项目具有节能环保、对地形适应能力强、智能化控制等诸多优势,能实现长距离连续输送、无人值守和远程运维,是冶金、建材、煤炭、交通、电力等关系国计民生的基础工业领域绿色高效重大装备,实现了我国矿山输送高端装备的跨越式发展。该项目技术列入2022年国家自然资源部《矿产资源节约和综合利用先进适用技术目录》(2022第68号公告),2020年被授予“中国好技术”(A类,全国仅20项),永磁驱动核心技术列入国家工信部《首台套重大技术装备推广应用指导目录》(工信部装函[2018]47号)、2021年山东省科技厅《绿色低碳技术成果目录》。

主要创新点:

1.研发了长距离大运力带式输送系统永磁电机直驱、沿线张力分布式可控、空间转弯等本体关键技术,解决了传统大型带式输送系统起动力矩小、冲击大、张力波动大等问题,增强了对矿山复杂地形的适应能力;

2.开发了长距离大运力带式输送系统控制与监测技术,实现了输送系统的自适应控制、实时自主巡检和事故超前预警,提高了输送系统运行的安全性与可靠性;

3.研发了长距离大运力带式输送系统安全保障技术,解决了输送带反弹控制、物料防滚滑、断带抓捕保护等难题,为大型带式输送系统的重载高速运行提供了安全保障。

主要性能参数:

高张力条件下最小转弯半径达300m;多电机功率不平衡度由5%降低到2%;输送带张力波动幅度减小30%~60%;最大上坡角度达38°、下坡角度达31°;带式输送机断带抓捕响应时间小于1s。

应用效果:

该项目成功服务了多个世界500强企业集团如中建材集团广西金鲤水泥有限公司、国家千万吨矿井千米深井山东新巨龙能源有限公司、亿吨级大型煤炭基地宁东煤田、神华宁夏煤业集团、华亭煤业集团等,服务了雄安新区建设,并在“一带一路”沿线东南亚第一大钢铁企业印尼德信钢铁集团、塞尔维亚波尔铜矿、拥有137亿吨储量的塞拉利昂新唐克里里铁矿、越南成胜集团等单位做出多个亮点工程。项目成果实现了我国复杂地形下带式输送技术与装备的跨越式发展,总体技术达到国际先进水平,在大功率永磁电机直驱、沿线张力控制和空间转弯等方面达到国际领先水平。 

专精特新:

该项目研发了长距离大运力带式输送系统永磁电机直驱、沿线张力分布式可控、空间转弯、系统控制与监测、系统安全保障等技术,实现了节能环保、对地形适应更强能力、智能化控制等诸多优势。


完成单位:力博重工科技股份有限公司

联系人:常欣     

联系电话:13395388266     

邮箱:changxin1882@163.com 



移置式带式输送机

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随着目前随着开采量逐渐增加,原有输送机水平已经不能满足使用要求,长距离、大带宽、高带速、运量移置皮带机势必会成为大型露天矿首选输送设备。

移置式带式输送机是由滚筒、移置中间架、吊挂托辊组、机头站、机尾站等组成的具备移设功能的输送机。移置皮带机多用于露天采矿场矿,要求设备可以进行移设,现阶段国内外移置皮带机现状:带宽≤1800mm、带速≤4m/s、运量≤5000t/h。上海科大重工设计的移置皮带机宽度2000mm、带速4.5m/s、运量9700t/h,长1680m,为现阶段国内最大移置皮带机。

主要创新点:

1.采用高效节能变频电机,起到一定节能减排作用;

2.长距离、大带宽、高带速、运量移置皮带机填补了国内露天开采高效率大运量的空白,很大程度上提高了露天开采的工作效率;

3.吊挂托辊组、移置中间架、移置机头站、移置机尾站全部采用可移设的整体结构,通过有限元分析结构形式更加合理,提高整体强度、能够实现多次整体移设,提高移设工作效率。 

主要性能参数:

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应用效果:

该项目成果很大程度上提高了露天开采的工作效率。采用高效节能变频电机,起到一定节能减排作用。吊挂托辊组、移置中间架、移置机头站、移置机尾站全部采用可移设的整体结构,通过有限元分析结构形式更加合理,提高整体强度、能够实现多次整体移设,提高移设工作效率。

专精特新:

该设备主要用于露天矿及开采,采用高效节能变频电机,主要部件全部采用可移设的整体结构,有效提升了开采工作效率。


完成单位:上海科大重工集团有限公司

联系人:芮莲     

联系电话:15601927346     

邮箱:lillianrui@kdhi.net



大倾角变管径管状带式输送机

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焦作科瑞森重装股份有限公司大倾角变管径管状带式输送机解决了“顶过重”引起的扭转、变频智能控制等技术难题,实现了各项技术指标的创新,具有自主知识产权,技术含量高,经济效益明显,取得授权发明专利1项、实用新型专利7项。该产品的成功研制和应用极大提升了国内大倾角变管径管状带式输送机设计水平,通过优化,该设备具有更加广泛的适用性。

主要创新点:

1.三次变管径的物料输送:管带机在大倾角物料输送段设计管径为150mm,使物料满管输送,利用物料内摩擦力及物料与胶带机的相互摩擦力来大角度提升物料。在大倾角回程段设计管径为180mm,降低回程管的回程阻力。在水平段设置管径为200mm,保证水平段的物料稳定运输。通过三次管径变化来实现物料的大倾角输送,为将来管带机在大倾角输送工况中提供可行的解决方案;

2.减小了管带机的转弯半径:为了在有限的空间内实现管带机的角度快速变化,管带机转弯半径由通用的300倍管径降低到110倍管径。通过加密转弯段托辊排布及将主要受力位置的转弯段托辊双侧布置来保证小角度转弯的实现。此项设计,极大地节省了设备的占用空间及场地,使得大倾角变管径带式输送机更有效的适应各种复杂的使用要求;

3.实现大倾角圆管段尾料的清理:采用可压缩铁芯球随管状带一起运输,迫使尾料随着胶带大倾角输送。到达目的层后胶带展开用除铁器将铁芯球回收再利用。此技术完全解决管带机在大倾角输送停机后,大倾角圆管段内存有尾料而无法清理的问题。可以为大倾角管带机输送多种物料扫清物料不纯的障碍,极大的拓展了大倾角管带机的使用场合。

主要性能参数:

输送能力强,管径200mm,可实现200t/h运量,胶带寿命长;机械化、自动化程度高,可实现远程集控操作劳动强度低,且安全性好;降低道路运输负荷,有利于提高作业效率;维护简单,运行可靠,辅助设施场地占用小,节约成本;能效高,不产生污染,非常适宜环保要求高的地区及化工厂区物料和粮食储存输送的建设;线路适应性强,可根据场地90°空间三维曲线布置。

应用效果:

2018年与河南佰利联新材料有限公司在“20万吨年氯化法钛白粉生产线项目”中签订大倾角变管径管状带式输送机采购合同。从目前运行情况来看,系统整体性能优良,各项技术指标均达到预期设计要求,投入使用以来各方面统计数据均优于此前同类产品。该产品拥有完全的自主知识产权,随着产业化推广,能满足国内市场需求。

专精特新:

该设备通过三次管径变化实现管带机在大倾角输送工况,大倾角物料输送段设计管径为150mm,回程段设计管径为180mm,水平段设置管径为200mm。减小管带机的转弯半径、圆管段尾料的清理设计,满足各种复杂工况需求。

 

完成单位:焦作科瑞森重装股份有限公司

联系人:陈红香     

联系电话:15839198186     

邮箱:krszlgh@126.com 



YZS450/80+80t冶金铸造起重机

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河北兴隆起重设备有限公司研制的YZS450/80+80t铸造起重机,结构形式采用四梁六轨结构,由主副小车、桥架、大车运行机构、450t龙门吊具、吊钩装置、司机室装置和电气设备等组成。主小车由一个上部小车和两个下部小车构成,下小车在外主梁的内侧和内主梁的外侧轨道上运行,副小车在内主梁的内侧轨道上运行且可在上小车下自由穿越运行。因此主、副小车既可独立完成吊运,又可协同完成翻钢包等工作。整车采用西门子交流变频调速系统,采用回馈式直流母线,PLC系统,计算机信息管理系统等,加料跨450/80+80t铸造起重机设计了一个450t主小车和两个80t副小车,既能满足钢水包的起升、吊运和倾翻,还能两个副小车同时工作,吊运废钢料槽给转炉加料,可以替代同跨的一台加料起重机,降低了钢厂20%的成本。

主要创新点:

该装备是河北兴隆起重设备有限公司应用新技术、新工艺、自主研制开发的具有自主知识产权的最新产品,采用的四梁六轨,主起升整体大减速器形式,采用一个主小车和两个副小车。两个副小车除了能协助主钩翻包,还具有加料起重机的功能。

主要性能参数:

结构形式:四梁六轨结构,由主副小车、桥架、大车运行机构、450t龙门吊具、吊钩装置、司机室装置和电气设备等组成;额定起重量:≥450t;速度范围:1.0~10m/min;主钩带称:(A+B)称重信号无线发送和接收,全车结构变频调速;工作级别:A8。

应用效果:

该项目把加料跨450/80+80t铸造起重机设计了一个450t主小车和两个80t副小车,既能满足钢水包的起升、吊运和倾翻,还能两个副小车同时工作,吊运废钢料槽给转炉加料。将铸造起重机和加料起重机合二为一的机型属国内首创,填补了空白,创新集成相关技术与装备,具有较大经济效益和广阔的应用前景,有利于我国起重行业产业升级换代。

专精特新:

该设备将起重机结构进行了创新设计,使铸造起重机与加料起重机合二为一,通过四梁六轨设计,实现一个主小车和两个副小车同时自由运行,两个副小车即能协助主钩翻包,还可实现加料功能。

 

完成单位:河北兴隆起重设备有限公司

联系人:邢茜     

联系电话:17731500740     

邮箱:m17731500740@163.com