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攝像頭激光機,全景攝像定位切割機
發表時間:2019-07-30     閱讀次數:49     字體:【

神華鐵路貨車運輸有限責任公司包頭車輛維修分公司主要負責神華自備鐵路貨車段修檢修,車間配有5臺車輪數控專用機床。現場生產過程中,貨車輪對裝夾在數控車床端部的夾盤中心,在鏇修加工時,輪對高速旋轉切削將產生氧化鐵粉塵、一氧化碳,以及由于輪對表面上粘附的油污與雜質生成的煙氣混合物。這些粉塵和煙氣僅僅依靠車間廠房的換氣扇是無法排出的,特別是神華集團鐵路線路情況復雜,重載運輸任務重,貨車周轉頻率高,造成車輪偏磨現象嚴重,在5臺車床同時開動,操作工三班作業,24小時不停機的情況下,車間空氣污染非常嚴重,直接危害職工身體健康,污染工作環境,影響設備的正常開動。

基于以上原因,針對車輪數控專用機床設計了一套煙塵凈化系統,即可為職工提供人性化的工作環境,有利于降低職業病發生因素,同時保證車輪車床的加工精度,降低維修頻率,實現清潔生產。

1 技術方案及框架結構設計

根據現場設備布局和建筑結構情況,經過項目可行性論證,系統采用獨立收集,整體集中凈化處理的方案,充分利用現場鐵屑輸送坑道,合理布局除塵管道安裝位置,滿足車間定置管理要求。增設的煙塵凈化系統主要包括煙塵凈化裝置、引風機、主管道、支管道、煙塵收集器以及控制操作系統組成。

煙塵凈化裝置、引風機、主管道水平固定在廠房頂部,支管道(根據車間車床數量配置 10路支管道)垂直聯接在主管道上,引風機與各支管道間安裝有電磁蝶閥,每臺車床端部設有2個煙塵收集器,分別與支管道聯接。控制操作系統包括 PLC 編程器、遙控操作器、電磁閥、控制柜組成。

系統工作原理為:系統根據 PLC 設計指令,啟動引風機運行,利用引風機高速運行使系統管道產生負壓,車輪高速旋轉切削加工過程中產生煙塵通過煙塵收集器、支管道、電磁閥、主管道、風機等被輸送到煙塵凈化裝置,煙塵氣體進入凈化裝置沉降室后,首先將粗粒氧化鐵粉塵直接降至灰斗,微粒煙塵被濾芯鋪集吸附在外表面,潔凈氣體經過濾芯過濾凈化達標后,排入大氣。

2 設備的性能參數及選型計算

(1)煙塵收集器包括萬向手臂及吸塵罩口,結構上,把吸口設計為多向可調的萬向吸塵罩口;萬向手臂設計為可任意升降調整,長度3米的柔性臂;每臺車床前后輪對鏇修點安裝一個萬向罩口手臂,共計 10個點。吸塵罩口的選型:根據現場考察,選用吸塵罩口的截面積為 0.053m2,設計風速為 7.8米 / 秒,

(2)煙塵凈化裝置。選用唐納森 DFO3-24 除塵器,額定風量 16000 m3/h,過濾面積 424 ㎡,標準壓差 1200Pa; 額定風量> Q,滿足系統最大風流量要求。

(3) 風 機 系 統 與 技 術 參 數。 根 據 除 塵器 風 量 16000m3/h, 除 塵 器 及 管 道 壓 力 損失 P1為 1500Pa, 風 機 能 夠 提 供 的 風 量 估 算:Q1=K×Q=1.15×16000=18400 m3/h,K 為經驗系數。

風機風壓估算:P=KP×P1=1.16×1500=1740Pa式中:KP——經驗系數。

選 配凡 尼蒂 克 風機, 型號 4-72-7CE,額 定轉速 1800r/min,額定風流量 18930m3/h,風機全風壓2157Pa,風機額定輸出功率 15kW。

電 機 功 率 估 算:N=K×Q×P/ (3600×ηf×ηj×1000)

式中:N——電機功率,單位為 kW;

Q——額定風流量,單位為 m3/h;

P——風機全風壓,單位為 Pa;

K——電機容量儲備系數取為 1.3;

ηf—— 風機電機效率,取 0.75;

ηj——機械傳動效率,對于三角帶傳動取0.95,對于聯軸器傳動取 0.98。

計算得,N=20.1kW,根據電機選型標準,選取西門子電機功率為 22kW。

(4)系統煙塵凈化裝置及性能。唐納森 DFO3-24除塵器包括常態、濾網清灰、報警三種工作方式。

常態工作方式:供電后,控制器自動檢測集塵器潔凈側和含塵側的壓力變化。如果風機啟動,空氣流過過濾器,將在兩側產生壓力差,控制器隨時測量壓力差值并與設定值相比較。

濾網清灰工作方式:提供濾網壓差清灰、停機清灰、壓差和停機清灰組合三種方式。壓差清灰:當過濾器兩側壓差達到控制器的高壓設定值時,控制器閉合繼電器,輸出一個開關信號給脈沖板,啟動清灰流程。當壓差下降到小于低壓設定值時,繼電器釋放,清灰完成。停機清灰:在經過預先設定的延遲時間確保風機完全停止后,控制器啟動一個預先設定時間的清灰過程。壓差和停機清灰組合:控制器同時提供上述的兩個清灰功能。維持過濾器兩側的壓差在一個比較窄的范圍,同時在停機后提供定時清灰過程。

報警工作方式:設定一個比高于設定值還要高的報警設定值。如果由于清灰系統失效或壓縮空氣過少,或過濾器達到使用壽命等情況,清灰流程無法將壓差維持在報警設定值之下時,提供報警指示。

實際使用過程中更,過濾筒、布袋、過濾元件等消耗元件可多次利用、更換方便。

(5)系統管道。吸塵罩口通往除塵器的管道,自罩 口往除塵器 管徑依次為:φ150mm、φ350mm、φ500mm。采用不同的管道直徑是為了確保通往各個罩口的風量保持平衡。

根據現場設備布局和建筑結構情況,將管道設計在地下,利用碎屑機的鐵屑輸送坑道對除塵管道進行布局與安裝。這種設計既美觀又節約了空間,同時減少了處理后煙塵的再次污染。

3 數控車輪車床煙塵凈化系統特性

(1)為實現節能降耗本除塵設備控制系統采用變頻調速控制。當所有車輪車床開啟的時候風機的功率則自動開啟到最大所需頻率,保證所有車輪車床在加工過程中產生的煙塵都能夠被吸收處理。當開啟部分車輪車床的時候,因所需的除塵風量減少,控制系統將自動降低功率,實現功率的自動轉換與調節,從而可降低設備功耗,降低設備對能源的消耗,最終實現節能降耗。

(2)控制系統采用全自動節能控制。在變頻控制柜上設置風機預啟動及風機停機按鈕,當按下風機預啟動時,變頻器處理預啟動狀態(變頻器啟動但無運行檔位選擇,0HZ輸出),此時若有機床啟動,變頻器會根據機床啟動的數量,自動選擇運行檔位,當機床全部關閉時,變頻器也自動恢復預啟動狀態。當機床全部關閉時間超過20分鐘后(預設值),系統會自動關閉預啟動狀態,如需重啟再按風機預啟動按鈕。

(3)控制系統采用變頻調速與電磁閥連鎖的控制方式。工作原理為:PLC 將風機變頻控制器程序設置為5個頻率檔,并在各個機床的除塵罩口都設置有電磁閥,電磁閥的開啟與機床的開啟同步控制,機床啟動,電磁閥啟動,同時將每個電磁閥開啟的信號傳輸出PLC。當打開的機床數量為1臺時,PLC 便命令變頻器以 1 檔運行;再增加 1 臺機床時,變頻器便自動以2檔運行,當全部5臺機床都打開時,變頻器以5檔運行。當機床數量減少時,變頻器會自動降一檔運行,直到全部關閉時,變頻器也會自動延時關閉。圖1為系統工作原理圖。

(4)系統煙塵凈化裝置具有智能化控制,帶有獨立的微型控制器,擴展功能強大,同時,該控制器帶有與 PLC 通訊及連鎖功能,保證了除塵系統以最佳性能運行。

4 效果分析

本套煙塵凈化系統方案的實施,經過投產試運行,效果顯著,運行平穩。車輪車床煙塵凈化系統的應用,顯著改善了輪對加修間的工作環境,保護職工的身體健康,提高職工的滿意度,提高了勞動生產率,為企業和社會帶來效益。


 
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