Автоматизация процесса смазывания подшипников опор шнеков на установке по подаче смеси

Педложение по автоматизации процесса смазывания подшипников опор шнеков установки для подачи смеси на предприятии по производству строительных смесей Корпорации «__________».. Всего необходима подача смазки в 20 подшипниковых узлов, расположение которых сильно разнесено по производственному помещению. Оборудование находится в производственном помещении при нормальных температурных условиях. Режим работы установки – около 12 часов в день.

Характеристики узлов для смазывания.

1. Подшипники работают в режиме нормальных температур, температура поверхности в месте возможного подключения магистралей также нормальная.
2. Количество точек для смазки – 20 . Точки смазки представляют собой закрытые подшипниковые узлы со стандартными канавками для подачи смазки с присоединительной резьбой M10x1.
3. Подшипники испытывают незначительные ударные нагрузки и работают в условиях умеренных вибраций.
4. Подшипники имеют 2 типоразмера, но в связи с приблизительно одинаковыми условиями работы и их частотой вращения можно принять одинаковую потребность каждой из 20-и точек в смазывании, и проектировать одинаковую подачу смазки на каждую точку.
5. Основная проблема в проектировании системы заключается в том, что опоры шнеков находятся в очень сильном пространственном рассредоточении в производственном помещении. Это накладывает необходимость как можно более эффективного проектирования размещения насоса и распределителей. Точный просчет необходимой длины шлангов заранее невозможен, поэтому на предварительную длину шлангов необходимо предусматривать максимальный запас на дополнительный расход – 20 %.

1. Расчет необходимого количества смазки по точкам для смазывания

На практике смазывание подшипников опор происходит один раз в неделю, на каждый подшипник расходуется количество смазки в диапазоне 10-15 см3, при этом происходит полное набивание смазкой подшипникового узла . Таким образом, для смазывания всех 20 подшипников расходуется 200-300 см3 в неделю.

При автоматизации процесса смазывания происходит более растянутый во времени процесс смазывания всегда свежей смазкой, и поэтому, согласно исследованиям инженеров BEKA , потребность в смазке снижается на 30-35 % по сравнению с обычным ручным периодическим смазыванием. Поэтому для расчета общей производительности системы будет приниматься нижнее значения необходимого объема смазки, а именно – 10 см3 в неделю за 12 часов работы каждый день. Таким образом, каждая точка будет потреблять около 0,12 см3 за час работы, а производительность всей системы должна составлять 2,4 см3 за час работы установки. При этом должна иметься достаточная вариативность регулирования производительности системы как в большую, так и в меньшую сторону. Расход смазки, указанный выше, принимается за базовый, а в случае необходимости увеличения объемов подачи смазки данная опция будет реализована регулировкой блока управления или включением дополнительного межциклового смазывания.

1. Возможные установка, монтаж и конфигурация системы смазки.

Как говорилось выше, основная проблема заключается в сильном пространственном разбросе точек для подачи смазки по производственному помещению. Расстояния между группами опор достаточно большое, поэтому в данном случае с экономической точки зрения сделать максимально эффективное группирование точек и предусмотреть максимально эффективное расположение насоса и распределителей.

По результатам осмотра установки оптимальным представляется следующее решение.

Насос может быть установлен вблизи от пульта ее управления установкой. Распределителей предполагается 5 штук :

1. Главный распределитель на 4 выхода. Устанавливается в области ближайшей к насосу группы из 7 точек .
2. Вторичный распределитель на 7 выходов для подачи смазки к ближайшим к пульту управления группе опор.
3. Вторичный распределитель на 9 выходов, для объединенной подачи смазки к группам опор с количеством 6 и 3 точек для подачи смазки, расположенным в относительной близости друг от друга.
4. Вторичный распределитель на 2 выхода для подачи смазки на 2 отдаленные точки «больших опор»
5. Вторичный распределитель на 2 выхода для подачи смазки на 2 отдаленные точки «больших опор» с противоположной стороны.

Разводку планируется делать гибкими шлангами внешним диаметром 8,6 и внутренним диаметром 4 мм. При этом предварительный расчет необходимых материалов и комплектующих для разводки может быть сделан только приблизительно из-за достаточно сложной конфигурации машины. Шланги могут быть проложены по конструкциям для пневмопроводов и электрических кабелей, которые уже имеются. Присоединение магистралей к местам для подачи смазки будет осуществляться с помощью прямых резьбовых соединений с врезным кольцом и с присоединительной резьбой М10х1 k.

Система должна подавать смазку в указанном выше количестве только во время работы установки. Это должно быть реализовано на месте связанностью включения агрегата и смазочной системы.

Как уже говорилось, для системы будет важна вариативность изменения производительности системы, поэтому в комплекте необходим блок управления, а также кнопка межциклового смазывания. Дополнительные сигнальные лампы не обязательны – насос будет установлен в досягаемом для обзора месте, и будет достаточно сигнальных индикаторов на насосе. Возможности питания прибора на 24 Вольт постоянного тока имеются .

1. ОПИСАНИЕ ПРЕДЛАГАЕМОГО РЕШЕНИЯ

Для решения задачи предлагается система автоматической централизованной смазки BEKA производства немецкой фирмы Baier+Köppel GmbH+СО с прогрессивной системой распределения смазки (с использованием прогрессивных плунжерных распределителей).

В связи с тем, что точки для смазывания находятся в сильном рассредоточении по производственному помещению, в целях экономии на трубопроводах и присоединительной арматуре, предполагается использование системы с пятью прогрессивными распределителями – одним главным и четырьмя вторичными, расположенными по разным сторонам установки.

Описание отдельных элементов системы

1. Насос для консистентной смазки BEKA EP-1

- Емкость резервуара для смазки 2,5 кг.

- Питание от источника постоянного тока 24 Вольт

- Число оборотов насоса – 15 в минуту.

- Интегрированный блок управления EP-tronix1

- Насосно-дозирующие элементы – 1 насосный элемент РЕ-120 с объемом подачи 0,12 см3 за 1 оборот насоса, оснащенный предохранительным клапаном сброса давления.

- Наличие на корпусе насоса кнопки межциклового смазывания.

Интегрированный блок управления EP-troniX1 представляет из себя электронную плату, интегрированную в насос с выводом на панель управления 2-х дисковых регуляторов – регулятора времени работы насоса за 1 цикл его включения (от 1 до 16 минут) и регулятора времени между циклами включения насоса (от 0,5 до 8 часов).

Ниже приводятся настройки блока управления для установки базовых объемов подачи

Эксцентрик насоса при его работе делает 15 оборотов в минуту, соответственно, 15 раз в минуту воздействуя на каждый насосный элемент. Один насосный элемент типа PE 120 за 1 воздействие эксцентрика подает в систему 0,12 см3 смазки, или 1,8 см3 в минуту. 1 насосный элемент, для обеспечения каждой точки необходимым объемом смазки должен подавать 2,4 см3 смазки в час (20 точек – по 0,12 см3). Тогда при установках блока управления значений 4 минуты работы с межцикловым временем включения насоса 3 часа один насосный элемент будет подавать в систему 7,2 см3 смазки за цикл, или 2,4 см3 за час работы оборудования.

Соответственно, производительность насоса может быть увеличено изменением 2-х параметров – увеличением времени работы насоса за 1 цикл и/или уменьшением межциклового времени. Обратным изменением этих параметров может производительность системы может быть уменьшена.

При базовой производительности насоса бачка насоса емкостью 2,5 кг при работе установки 12 часов в день будет хватать приблизительно на 86 дней работы установки.

1. 5 шт. Прогрессивные распределители MX-F – гидравлические устройства, позволяющие распределять поступающую в них под давлением смазку в соответствии с производительностью элементов, из которых они собраны. Это так называемая блочная конструкция, в каждом из блоков которой находятся плунжерные элементы, выдавливающие смазку в установленных пропорциях.

Для рассматриваемой системы смазывания будут применяться 5 распределителей, позволяющие распределять смазку по местам для смазывания в равных пропорциях. Физически это выглядит так – от насосного элемента смазка подводится по одному трубопроводу к главному распределителю, из которого смазка распределяется в неравных пропорциях (в зависимости от количества точек, обслуживаемых каждым вторичным распределителем) на 4 вторичных распределителя. Вторичные распределители будут собраны таким образом, чтобы на каждое из выходных отверстий подавались одинаковые объемы смазки. Во вторичных распределителях смазка дозируется в необходимых пропорциях для каждой точки подачи смазки и подводится по отдельному трубопроводу к каждому месту для смазывания.

Для реализации этой задачи потребуются 1 распределитель типа MX-F конфигурации 3/4 (три рабочих блока и 4 выхода) по 1-му распределителя конфигураций 5/9 (пять рабочих блоков и 9 выходов) и 4/7 ( четыре рабочих блока и 7 выходов) и 2 распределителя конфигурации 3/2 (три рабочих блока и 2 выхода).

Присоединительные и монтажные детали.

Система поставляется с электрическими кабелями, длина которых достаточна для связывания всех ее электрических элементов. В состав основной системы включены : гибкий шланг высокого давления для прокладки всех необходимых магистралей в количестве 120 метров (с запасом 20 %), гильзы и штуцера для монтажа присоединений на шлангах, крепежные скобы с резиновыми вкладками для закрепления трех и двух шлангов совместно а также одного шланга отдельно, а также винты для крепления распределителей.