Приводы для горно-обогатительной отрасли: ШПМ, мельницы, конвейеры, дробилки
Горно-обогатительная отрасль ставит перед приводным оборудованием набор задач, который трудно встретить в других секторах одновременно: тяжёлые тихоходные приводы мельниц с моментами в десятки мегаватт, ствольные подъёмные машины с двойным резервированием тормозных систем, многокилометровые ленточные конвейеры с пусковыми гидромуфтами и противоходом, дробилки с пиковыми ударными нагрузками от негабарита, шламовые насосы под абразивную пульпу. Универсальные общепромышленные серии здесь живут недолго — нужны решения, рассчитанные именно под рудничные условия.
Типовые задачи отрасли
- Главная подъёмная машина шахтного ствола (ШПМ) — редукторы 1 000 4 000 кВт, рабочий и предохранительный тормозы, ВВ-двигатели 6/10 кВ
- Привод магистральных и карьерных ленточных конвейеров протяжённостью 1 5 км — мотор-редукторы K-серии 75 1 600 кВт, пусковые гидромуфты, обгонные муфты и противоход
- Главный привод шаровых, стержневых и SAG-мельниц обогатительных фабрик — тихоходные редукторы и ВВ-двигатели 1 500 15 000 кВт
- Приводы щековых, конусных и молотковых дробилок ДСК — тяжёлый пуск под нагрузкой, гидродинамические муфты, защита от заклинивания
- Приводы вибрационных грохотов, питателей, сгустителей и шламовых насосов — общепромышленные мотор-редукторы и насосы для абразивных сред
- Гидростанции карьерных буровых станков и буровых установок проходки горных выработок — насосы 200 500 бар, маслоохладители
- Грузопассажирские клетевые подъёмники и скиповые подъёмники — токоподводы, предохранительные тормоза-парашюты
- Карьерные передвижные конвейеры и стэкеры на отвалах вскрышных пород — приводы с реверсивным режимом и устойчивостью к запылённости
Редукторы
В горно-обогатительной отрасли применяются три класса редукторов: тяжёлые специализированные (главный привод мельниц, редукторы ШПМ), индустриальные мотор-редукторы (конвейеры, питатели, грохоты) и планетарные (вращающиеся печи, сгустители, тихоходные приводы шламового хозяйства). Главный критерий выбора — расчётный сервис-фактор с учётом ударных перегрузок (для дробильно-помольного оборудования SF не ниже 2,0) и проверка термического режима для конвейеров с частыми пусками под полной нагрузкой.
Главный редуктор шахтной подъёмной машины (ШПМ)
Двухступенчатые цилиндрические редукторы с шевронной выходной передачей передают момент от ВВ-двигателя на вал органа навивки (барабан или шкив трения Кёпе). Работают в реверсивном режиме с длительным циклом подъёма-опускания клети или скипа, требуют высокой жёсткости картера для минимизации деформаций под весом барабана и каната. Серии CGC ZSY/MBY с параллельным разделением мощности обеспечивают передачу до 4 000 кВт на один корпус с сервис-фактором 1,8 2,0.
- — Передаточное отношение 12,5 50
- — Выходной момент 100 800 кН·м
- — Сервис-фактор не менее 1,8 (с учётом аварийного торможения)
- — Принудительная циркуляционная смазка с фильтром и охладителем
- — Контроль температуры подшипников и вибрации онлайн
Главный привод шаровых и SAG-мельниц
Тихоходные двух- или трёхступенчатые редукторы с большим передаточным отношением передают мощность от высоковольтного двигателя на ведомую шестерню, охватывающую корпус мельницы. Окружная скорость на выходной паре низкая (1 5 м/с), но момент достигает 5 МН·м. Серии CGC MBY/JDX рассчитаны на длительный режим S1, оснащены маслонасосной станцией с электрическим и резервным насосом, маслоохладителем и фильтром тонкой очистки. На крупных мельницах (Ø 5 м и больше) применяется парная схема — два одинаковых редуктора, работающих на одну ведомую шестерню с балансировкой моментов через систему ПЛК.
- — Передаточное отношение 25 100
- — Выходной момент 500 кН·м 5 МН·м
- — Сервис-фактор не менее 2,0
- — Маслонасосная станция с резервированием насосов
- — Возможность работы в парной схеме на одну ведомую шестерню
Мотор-редукторы магистральных конвейеров
Универсальные коническо-цилиндрические мотор-редукторы Boneng K-серии и HB-серии — основа конвейерных приводов карьеров и обогатительных фабрик. Тяжёлый пуск ленты под полной нагрузкой требует SF не ниже 1,5 и обязательной проверки термического режима — длинные конвейеры в горнодобыче часто работают в режиме S4 с 6 12 пусками в час. На наклонных конвейерах с подъёмом груза устанавливается обгонная муфта (backstop), предотвращающая обратный ход ленты при отключении.
- — K-серия (15°/45° конические) или HB-серия (тяжёлые индустриальные)
- — Мощность 75 1 600 кВт на привод
- — Сервис-фактор не менее 1,5
- — Посадочное место под обгонную муфту на тихоходном валу
- — Защита от запылённости — лабиринтные уплотнения IP65
Редукторы дробильно-сортировочного оборудования
На щековых, конусных и молотковых дробилках применяются индустриальные параллельные или коническо-цилиндрические редукторы с увеличенным сервис-фактором (SF 2,0 2,5) под ударные нагрузки от негабарита. Привод обычно строится по схеме «двигатель + гидромуфта Jiaohua YOX + редуктор» — гидромуфта обеспечивает мягкий пуск и защищает редуктор от пиковых моментов при заклинивании дробящей камеры.
- — Сервис-фактор 2,0 2,5
- — Совместимость с гидродинамической муфтой (фланец)
- — Усиленные подшипники под радиальную нагрузку
- — Срезной палец или плавкая пробка как защита от перегрузки
- — Доступ к смазке без демонтажа
Приводы вращающихся печей и сгустителей обогащения
Тихоходные многоступенчатые редукторы с передаточным отношением 200 500 устанавливаются на ведомой шестерне опорной обечайки печи или на центральной колонне сгустителя. Длительный режим (S1, 24/7), малая частота вращения (0,1 4 об/мин), повышенная радиальная нагрузка от веса оборудования. На сгустителях обязательно резервирование привода — при остановке шламовый осадок схватывается за 4 6 часов и пуск становится невозможным.
- — Передаточное отношение 200 500
- — Длительный режим S1 24/7
- — Резервирование смазочной системы
- — Контроль момента сопротивления (защита от перегрузки граблями)
- — Антикоррозионное исполнение для шламового хозяйства
Электродвигатели большой мощности
Главные приводы шахтных подъёмных машин, мельниц, дымососов аспирации и компрессоров горнодобывающих предприятий — это область высоковольтных асинхронных и синхронных двигателей мощностью от 800 кВт до 15 МВт на 6 или 10 кВ. Помимо высоких номиналов, к двигателям предъявляются специфические требования: возможность работы с ВВ-преобразователем частоты, высокий пусковой момент для дробилок и мельниц, защита от пробоя подшипников токами наводки, тепловой запас под частые пуски и реверсы у ШПМ.
Главный двигатель шахтной подъёмной машины
Синхронные или асинхронные ВВ-двигатели 6/10 кВ мощностью 800 4 000 кВт, работающие с ВВ-инвертором в четырёхквадрантном режиме. Циклограмма ШПМ содержит ускорение, движение на маршевой скорости, замедление и предохранительное торможение — двигатель должен выдерживать 60 120 пусков в смену с пиковым моментом 2,0 2,5 от номинала. Wolong YHTM и WD3000 закрывают весь диапазон мощностей с КПД на номинальной нагрузке выше 96 %.
- — Мощность 800 4 000 кВт, напряжение 6/10 кВ
- — Изолированный подшипник на стороне противоположной от муфты
- — Принудительное охлаждение IC81W или IC611
- — Энкодер с разрешением не менее 4 096 имп/об
- — Тепловой запас на 60 120 пусков в смену
Двигатели главного привода мельниц
Высоковольтные асинхронные двигатели 1 500 15 000 кВт на 6/10 кВ работают в длительном режиме S1 с пуском через гидродинамическую муфту или ВВ-инвертор. Прямой пуск от сети для крупных мельниц неприемлем — пусковой ток в 5 7 раз выше номинального, что недопустимо для рудничных подстанций. Решение «двигатель Wolong YHTM + жидкостная муфта Jiaohua YOX + редуктор CGC MBY» — типовая компоновка для шаровых мельниц обогатительных фабрик.
- — Мощность 1 500 15 000 кВт, напряжение 6/10 кВ
- — Совместимость с пусковой гидромуфтой
- — Класс изоляции F с тепловым резервом по классу B
- — Контроль вибрации по ISO 10816-3 (zone B)
- — Защита подшипников от токов вала (изолированный подшипник)
Двигатели насосной станции шламовых насосов и пульпоподачи
Шламовые насосы Kingda KSM/KSL для абразивной пульпы приводятся ВВ-двигателями 200 1 600 кВт. Длительный режим S1, минимум пусков, но высокие требования к надёжности — остановка пульпопровода свыше 2 часов приводит к осаждению твёрдой фазы и забиванию трубопровода. Применяются двигатели с тропическим исполнением обмотки и усиленными подшипниками под радиальную нагрузку от соединительной муфты насоса.
- — Мощность 200 1 600 кВт, напряжение 0,4/6/10 кВ
- — Класс защиты IP55, тропическое исполнение обмотки
- — Усиленные подшипники под радиальную нагрузку
- — Резервирование критичных приводов (1+1)
- — Возможность работы с преобразователем частоты
Двигатели дробильного оборудования
На щековых и конусных дробилках работают асинхронные двигатели 132 1 250 кВт, 6/10 кВ или 0,4 кВ. Тяжёлый пуск под нагрузкой требует пускового момента не ниже 1,8 номинального. Стандартная компоновка — двигатель через гидромуфту на маховик дробилки; маховик аккумулирует энергию и сглаживает пиковые нагрузки от негабарита. Для частого реверса при ликвидации заклиниваний используются двигатели с роторной добавкой сопротивления.
- — Пусковой момент не ниже 1,8 номинального
- — Совместимость с гидромуфтой и маховиком
- — Класс защиты IP55 минимум
- — Тепловая защита для частых пусков (S4 S6)
- — Антипылевое исполнение клеммной коробки
Промышленные тормоза
Безопасность шахты и обогатительной фабрики напрямую зависит от тормозных систем. Шахтная подъёмная машина обязана иметь рабочий и предохранительный тормоз, каждый из которых рассчитан на удержание полной нагрузки клети с превышением 1,5 2,0 — это требование «Правил безопасности при ведении горных работ». Тормоза также стоят на наклонных конвейерах для предотвращения обратного хода ленты, на скиповых подъёмниках, на лебёдках бурового и проходческого оборудования.
Дисковые тормоза ШПМ — рабочий и предохранительный
Серии Huawu YPZ2/YWZ5 — гидравлические дисковые тормоза с пружинным замыканием. На ШПМ устанавливаются комплектами из 4 16 тормозных модулей по периметру тормозного диска, закреплённого на барабане навивки. Рабочий тормоз управляется регулятором давления и обеспечивает плавное торможение в режимах нормальной эксплуатации; предохранительный замыкается за счёт пружин при пропадании давления или сигнала аварии за 0,15 0,30 с. Двойная система — обязательное требование ПБ для ствольных подъёмов с людьми.
- — Тормозной момент с запасом 1,5 2,0 от веса гружёной клети
- — Время срабатывания при отключении не более 0,3 с
- — Электронный контроль давления и положения колодок
- — Двойной комплект (рабочий + предохранительный)
- — Сертификация по ПБ 03-553-03 (рудничные подъёмные установки)
Тормоза наклонных конвейеров и backstop
На наклонных и горизонтальных конвейерах с длинной лентой устанавливаются электрогидравлические колодочные тормоза TKT/TKK на тормозном шкиве вала редуктора. Удерживают конвейер при отключении и предотвращают обратный ход под весом руды. На промежуточных приводах магистральных конвейеров параллельно ставятся обгонные муфты (backstop) Tianiu — механическая защита, не требующая электропитания.
- — Электрогидравлический толкатель Ed-50 Ed-301
- — Совместимость с тормозным шкивом муфты-шкива
- — Возможность ручного растормаживания для ТО
- — Контроль износа накладок (концевой выключатель)
- — Рудничное исполнение для подземных конвейеров (РВ Ex db)
Взрывозащищённые тормоза для подземных условий
Для конвейеров, подъёмников и лебёдок в угольных шахтах с высокой газовой опасностью применяются тормоза Zhonghai в исполнении РВ (рудничное взрывобезопасное) с маркировкой Ex db I Mb. Корпус толкателя и электрические компоненты сертифицированы по ГОСТ 31610.0/31610.1 и допускают работу в среде с присутствием метана и угольной пыли.
- — Маркировка Ex db I Mb (рудничное РВ)
- — Сертификат соответствия ТР ТС 012/2011
- — Корпус из лёгкого сплава или стали без искрообразования
- — IP65 минимум, защита от угольной пыли
- — Полный комплект сопроводительной документации на русском
Противоветровые тормоза карьерных стэкеров и реклаймеров
На передвижных рельсовых машинах открытого карьера — стэкерах, реклаймерах, передвижных конвейерах — устанавливаются противоветровые тормоза-захваты Jingu CWZ или Zhonghai SB. Они удерживают машину на рельсах при шквальном ветре до 35 м/с в нерабочее время. Срабатывают автоматически по сигналу анемометра или при отключении питания.
- — Удержание при ветре до 35 м/с
- — Автоматическое срабатывание по сигналу анемометра
- — Резервирование от UPS / собственный источник
- — Пневматическая разблокировка для запуска
- — Сертификат CE и работа в диапазоне 40 +60 °C
Муфты
В горнодобывающих приводах используются четыре типа муфт: гидродинамические для пуска под нагрузкой (магистральные конвейеры, мельницы, дробилки), зубчатые барабанные для тяжёлых главных приводов (ШПМ, мельницы), упругие пальцевые на общепромышленных приводах (питатели, грохоты, насосы) и обгонные муфты-противоходы (backstop) на наклонных конвейерах. Подбор муфты идёт под крутящий момент с запасом 1,5 2,0, обязательно с проверкой режима пуска и нагрева гидромуфт при тяжёлых пусковых циклах.
Пусковые гидродинамические муфты конвейеров и мельниц
Серии Jiaohua YOX/YOXII/COX обеспечивают мягкий пуск под полной нагрузкой за счёт скольжения между насосным и турбинным колёсами через рабочую жидкость (обычно гидравлическое масло). Двигатель разгоняется почти на холостом ходу, постепенно подхватывая нагрузку — это снижает токовые удары на сеть и защищает редуктор от пиковых моментов. Скольжение в номинальном режиме 2 4 % предохраняет двигатель от перегрузки при заклинивании ленты или ротора мельницы.
- — Передаваемая мощность 75 4 000 кВт
- — Скольжение в номинале 2 4 %
- — Плавкая пробка с уставкой 145 160 °C (защита от перегрева)
- — Заполнение маслом 70 85 % внутреннего объёма
- — Тепловой запас при 4 6 пусках в час
Зубчатые барабанные муфты главных приводов
Серии Yongjing GIICL и Longxuan WGZ применяются на жёстких соединениях «редуктор шкив трения ШПМ», «редуктор ведомая шестерня мельницы». Передают крутящий момент до 1,2 МН·м с компенсацией радиальных, осевых и угловых смещений валов в пределах 0,5 1,0°. Бочкообразная форма зуба обеспечивает работу при перекосе, густая смазка через тавотницу обновляется раз в 6 месяцев.
- — Момент 50 1 200 кН·м
- — Компенсация угла смещения 0,5 1,0°
- — Густая смазка с интервалом 6 месяцев
- — Балансировка G6.3 для скоростей выше 15 м/с
- — Стальные кованые полумуфты
Обгонные муфты-противоходы конвейеров (backstop)
Серии Tianiu NJZ/NYD устанавливаются на тихоходном валу мотор-редуктора наклонного конвейера. Передают момент только в одну сторону свободно вращаются при пуске и работе, мгновенно блокируются при попытке обратного хода ленты под весом груза. Это механическая защита, не зависящая от электропитания: даже при полном обесточивании предприятия лента остаётся неподвижной.
- — Удерживаемый момент в 1,5 раза выше расчётного момента отката
- — Установка на тихоходный вал редуктора (выход)
- — Блокировка за время не более 0,5 с
- — Срок службы не менее 1 млн циклов блокировки
- — Совместимость с диаметром выходного вала редуктора
Упругие пальцевые муфты с тормозным шкивом
Серии Longxuan YOXp/YOXz и Yongjing LX/LMC — пальцевые муфты с эластичными втулками, часто исполняются совмещёнными с тормозным шкивом. Применяются на конвейерах, питателях и грохотах среднего класса мощности, где требуется демпфирование пусковых ударов и одновременное место под колодочный тормоз. Эластичные элементы из NBR/NR компенсируют небольшие смещения и работают как предохранитель — при превышении момента на 50 % втулки разрушаются, прерывая передачу.
- — Момент 5 125 кН·м
- — Совмещение с тормозным шкивом по ГОСТ 21424
- — Компенсация радиального смещения 0,2 1,0 мм
- — Срок службы эластичных втулок не менее 30 000 ч
- — Простая замена втулок без демонтажа полумуфт
Галерея применений
Наши решения для отрасли
Бренды портфеля SDS, которые покрывают типовые применения в этой отрасли.
- BONENGмотор-редукторы K-серии и HB-серии для магистральных и карьерных ленточных конвейеров, питателей и грохотов — основной поставщик для конвейерных приводов
- CGCтяжёлые редукторы ШПМ (ZSY/MBY) и главных приводов мельниц (MBY/JDX) до 5 МН·м, исполнение под парную работу на одну ведомую шестерню
- WOLONGвысоковольтные двигатели мельниц, ШПМ, шламовых насосов (YHTM, WD3000) мощностью 800 15 000 кВт на 6/10 кВ
- HUAWUдисковые тормоза ШПМ серий YPZ2/YWZ5 — рабочие и предохранительные системы по нормам ПБ 03-553-03
- JINGUпротивоветровые тормоза-захваты для карьерных стэкеров, реклаймеров и передвижных конвейеров на отвалах
- ZHONGHAIвзрывозащищённые тормоза в исполнении Ex db I Mb для подземных конвейеров, лебёдок и подъёмников угольных шахт
- YONGJINGзубчатые барабанные муфты GIICL, упругие пальцевые LX/LMC, карданные передачи для шкивов трения и главных приводов
- JIAOHUAпусковые гидродинамические муфты YOX/COX для магистральных конвейеров, мельниц и дробилок мягкий пуск под нагрузкой
- LONGXUANзубчатые муфты WGZ, упругие пальцевые с тормозным шкивом для приводов конвейеров и подъёмных механизмов
- KINGDAшламовые насосы KSM/KSL под абразивную пульпу обогатительных фабрик и хвостовое хозяйство фирменное решение SDS
- ANNENGтроллейные шинопроводы и токоподводы для скиповых и клетевых подъёмников шахтных стволов
- TIANIUобгонные муфты-противоходы (backstop) NJZ/NYD для наклонных конвейеров — механическая защита без электропитания
- DONLYгидростанции карьерных буровых станков и буровых установок проходки, насосы 200 500 бар, маслоохладители
- INIгидрокомпоненты — насосы, гидромоторы и распределители для буровых станков и вспомогательного оборудования карьеров
- HUADEгидрокомпоненты для гидростанций бурового и проходческого оборудования — клапаны, насосы, распределители