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摩擦壓磚機節(jié)能改造

文檔作者：王奎，趙婷婷，王洪森，賈明全，徐建國文檔來源： 1山東耐火材料有限公司 2山東理工大學 3山東科匯電力自動化有限公司		點擊數(shù)：	更新時間： 2022年10月19日
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第33卷第1期
2011年2月
山 東
Shandong
冶 金
Metallurgy
V0I33 No．1
February 201 1
摩擦壓磚機節(jié)能改造
王奎 ，趙婷婷 ，王洪森 ，賈明全 ，徐建國
(1山東耐火材料有限公司，山東淄博255311；2山東理工大學，山東淄博255049；
3山東科匯電力自動化有限公司，山東淄博255087)
摘要：摩擦壓磚機存在能耗高、難數(shù)控、成形質(zhì)量不穩(wěn)定等缺陷，采用新式節(jié)能型開關(guān)磁阻電機數(shù)控系統(tǒng)驅(qū)動螺旋工作機
構(gòu)的改造技術(shù)，去掉雙摩擦盤、飛輪等零部件，利用電機一皮帶傳動一齒輪螺旋運動一螺旋副的壓磚機新結(jié)構(gòu)實施改造，改造
后實現(xiàn)了壓磚機的高效節(jié)能和柔性數(shù)控，節(jié)能達67．86％。
關(guān)鍵詞：摩擦壓磚機；開關(guān)磁阻；節(jié)能；數(shù)控
中圖分類號：TQ175．5 文獻標識碼：B 文章編號：1004—4620(2011)01—0078—01
耐火材料壓磚廣泛使用摩擦壓磚機，而摩擦壓
力機已屬于淘汰類設(shè)備，存在著能耗高、難數(shù)控、成
形質(zhì)量不穩(wěn)定的缺陷。因此，利用新型節(jié)能數(shù)控技
術(shù)對摩擦壓力機進行改造，達到節(jié)能數(shù)控，成為耐火
材料生產(chǎn)的迫切需求。
1 摩擦壓磚機存在的問題
摩擦壓磚機利用摩擦盤摩擦接合力產(chǎn)生的力矩
在正、反2個行程中，向螺旋工作機構(gòu)傳遞動能和電
機能量，常用雙盤摩擦壓力機結(jié)構(gòu)，機身上橫梁內(nèi)裝
有銅螺母，與螺桿配合，飛輪安裝在螺桿的頂端，圓
周上裝有摩擦材料。螺桿下端通過軸承或螺母與滑
塊連接。在機身兩側(cè)的支架上安裝有橫軸，2個摩
擦盤安裝在橫軸的兩端，通過操縱機構(gòu)使橫軸帶動
摩擦盤左右移動。當左邊的摩擦盤接觸飛輪時，飛
輪正向轉(zhuǎn)動通過螺旋副驅(qū)動滑塊向下運動，實現(xiàn)T
作行程；反之，當右邊的摩擦盤接觸飛輪時，飛輪反
向轉(zhuǎn)動驅(qū)動滑塊向上運動，實現(xiàn)反向回程。
1．1 能耗分析
對于耐火材料壓磚工藝，摩擦壓磚機耗能較
大。設(shè)摩擦盤半徑為R，轉(zhuǎn)速為n，則半徑R．點處線
速度 為： =叮TnRl／30。
設(shè)飛輪摩擦帶摩擦系數(shù) ，橫軸壓緊力為 ，
飛輪在尺 處接觸摩擦盤，則飛輪接觸點消耗的瞬時
功率為：Pl=1T nR#F／30。
壓磚工藝要求在下止點附近連擊，滑塊下行時
起始點滑塊在下止點附近，飛輪的位置在摩擦盤半
徑兄的 點，壓下瞬間滑塊與飛輪速度為0，摩擦盤
轉(zhuǎn)速為n，其A點線速度為 ，此時的能量損失為
100％，損失功率為 ，后續(xù)飛輪線速度逐漸接近摩
收稿日期：2010—10—25
作者簡介：王奎，男，1963年生，1985年畢業(yè)于安徽工業(yè)大學冶金機
械專業(yè)?，F(xiàn)為山東耐火材料有限公司王耐分公司工程師，從事設(shè)
備管理工作。
78 ．
擦盤線速度，速度增大。從100％~量損失到速度接
近一致的下行過程中，摩擦消耗的能量接近50％。
設(shè)上行始點在摩擦盤半徑風的B點，壓緊時，初
始滑塊與飛輪速度為0，轉(zhuǎn)速為 摩擦盤的 點線速
度為 ，此時的能量損失為100％，損失功率為P ，然
后飛輪線速度逐漸接近摩擦盤線速度，速度減小。
從100％~量損失到速度接近一致的上行過程中，摩
擦消耗的能量大于50％。
由于R > ，B點功率大于A點功率，所以摩擦
能耗的損失大于50％。
綜上所述，摩擦壓磚機在運行過程中飛輪和摩
擦盤產(chǎn)生嚴重打滑，能量損失嚴重，不但降低了傳動
效率，也加劇了摩擦帶的磨損。尤其是當要求凸、凹
模不脫開，進行連擊時，飛輪與摩擦盤的接觸點始終
是功率損失較高的位置，摩擦損失特別嚴重。
1．2 控制分析
摩擦壓磚機設(shè)置有橫軸移動裝置，通過操縱機
構(gòu)使橫軸帶動摩擦盤左右移動，實現(xiàn)1二作行程和反
向回程?，F(xiàn)在大部分摩擦壓磚機由人T操作換向，
有的企業(yè)曾經(jīng)做過摩擦壓磚機主運動自動化改造，
在橫軸端設(shè)置氣缸，氣缸的控制由PLC可編程控制
器通過電磁閥完成，雖然節(jié)省了人力操作，但憑借通
斷壓力的位置和時間產(chǎn)生摩擦力控制速度，難以準
確控制打擊力，輕打重打不穩(wěn)定，極易產(chǎn)生不合格
品。造制磚工藝參數(shù)不能實施優(yōu)化，排氣差、磚坯氣
孔率高、密度低、耐火磚性能差，直接影響冶金爐的
使用壽命和熔體的理化指標。上述分析說明，摩擦
壓磚機存在的主要問題：靠摩擦盤傳遞動力摩擦損
失大、效率低；橫軸移動依靠人力或氣動，力能誤差
大、打擊力控制不準確，制件穩(wěn)定性差，成本高。
2 改造措施
開關(guān)磁阻驅(qū)動系統(tǒng)(SRD)具有(下轉(zhuǎn)第80頁)
一～交流驗一～
，
2011年2月 山東冶金 第33卷
用期過后，再綜合評價其質(zhì)量及價格、壽命周期及服
務(wù)水平等。實踐證明，有些產(chǎn)品完全可以實現(xiàn)替代，
從而既能降低生產(chǎn)成本，又能保證較好的質(zhì)量，同時
也確立了與這些單位的合作關(guān)系。
4)一般性招標。對于一般性招標，在選擇參標
單位時，不能僅從欲參加競標單位提供的資質(zhì)來確
定是否選擇，更重要的是要在其提供的業(yè)績中，即在
同行業(yè)中的使用狀況做抽樣調(diào)查，對其產(chǎn)品質(zhì)量、信
譽情況、售后服務(wù)等方面進行深入了解，增加把握程
度及可信度后，確實是否選擇其參加競標，再按照招
標原則確立最終中標單位。這樣有利于保證價格、
質(zhì)量雙優(yōu)。
4 加強招投標管理
1)建立供應商準入制度。為防止個別供應商擾
亂正常的招標秩序，對其準入條件嚴加審核，從基本
注冊狀況到各種認證，從業(yè)績狀況到用戶反映，從財
務(wù)狀況到經(jīng)營狀況，都要制定相應的標準加以約束，
以防止造成不良后果。對于個別供應商，還要實地
考察，對其各方面狀況進行詳細了解。
(上接第78頁)頻繁正反轉(zhuǎn)和瞬時全速降功能，利用
開關(guān)磁阻電機研發(fā)新型螺旋壓力機的同時，可以利
用SRD的優(yōu)勢對現(xiàn)有的摩擦壓磚機進行改造。
開關(guān)磁阻電機及其數(shù)控系統(tǒng)由電機及控制器兩
大部分組成。SRD電機屬于定子、轉(zhuǎn)子雙凸極可變
磁阻電機。定子、轉(zhuǎn)子均由硅鋼片疊壓而成，定子極
上繞有集中繞組，轉(zhuǎn)子上既無繞組，導體也無永繞磁
體，轉(zhuǎn)子無磁場，結(jié)構(gòu)簡單，性能可靠，發(fā)熱量少，抗
沖擊性能較強，電機的轉(zhuǎn)向與相繞組的電流方向無
關(guān)，只取決于相繞組通電的順序，具備頻繁瞬時全速
下降和換向的電機原理、結(jié)構(gòu)和控制條件。
開關(guān)磁阻控制器由嵌入式微處理器、可編程邏
輯器件、驅(qū)動電路、電力電子器件及軟件組成。數(shù)控
系統(tǒng)由開關(guān)磁阻控制器、PLC、觸摸屏等電氣元件組
成；具有參數(shù)輸入功能，可實現(xiàn)電機的起停數(shù)控及轉(zhuǎn)
速等各種參數(shù)的設(shè)置；可實現(xiàn)PLC控制功能；具有通
訊接口，用戶可通過該接口實現(xiàn)遠方監(jiān)控，同時也可
2)細化招投標辦法。在以《中華人民共和國招
標投標法》為準繩的基礎(chǔ)上，將招投標程序細化、公
開，形成自己的制度和規(guī)定，加強監(jiān)督，防止弄虛作
假，確保招標的有效、真實、公正。
3)加強合同履行管理及履行過程監(jiān)督。雖然有
些單位從供應商準入到招投標過程等都符合規(guī)定，
但在合同形成后的履行過程中出現(xiàn)一些意外情況，
在材質(zhì)或參數(shù)等一些不易察覺到的方面弄虛作假，
結(jié)果造成最終的產(chǎn)品在使用過程中經(jīng)常出現(xiàn)這樣或
那樣的問題，使正常的生產(chǎn)受到了影響。因此，在履
行環(huán)節(jié)加強監(jiān)督，包括從材質(zhì)選取、工藝步驟到最后
成型檢驗等各環(huán)節(jié)，杜絕投機取巧現(xiàn)象的出現(xiàn)。
4)防止極端“低價中標”。堅持“低價中標”原
則，加強監(jiān)督考核，提高產(chǎn)品的過程能力指數(shù)。要防
止走極端，即單純地認為價格越低越好。當某些單
位的產(chǎn)品價格不能正確反映其質(zhì)量或其產(chǎn)品價值
時，則產(chǎn)品質(zhì)量就難以保證，這時就不能片面地堅持
“低價中標”原則。因此，要在工作中不斷地積累經(jīng)
驗，無論從量上還是質(zhì)上，都要用正確的工作思路引
導工作。
通過該通訊口下載程序，進行系統(tǒng)的維護。
用開關(guān)磁阻驅(qū)動系統(tǒng)改造摩擦壓磚機，去掉摩
擦盤，用電機通過減速傳動驅(qū)動螺旋副。改造方案：
開關(guān)磁阻電機通過皮帶傳動連接小齒輪軸，小齒輪
與長齒形的大齒輪嚙合傳動，大齒輪帶動螺桿作螺
旋運動。去掉上摩擦傳動系統(tǒng)，用長齒形齒輪代替
飛輪，即可實現(xiàn)電機直接驅(qū)動的目的。
3 應用效果
改造后節(jié)能數(shù)控螺旋壓磚機結(jié)構(gòu)簡單、易操作、
易維護、效率高，實現(xiàn)了主運動的數(shù)字化自動化控
制，打擊力重復精度誤差<±2％，且成本低，環(huán)保效
果好。400 t級設(shè)備噸產(chǎn)品耗電量由10．92 kW·h減
為3．51 kW·h，節(jié)能67．86％。同時，提升了耐火磚體
積密度、尺寸精度、強度、抗渣侵蝕性和高溫荷重溫
度等指標要求，實現(xiàn)了高性能耐火磚的數(shù)控化生產(chǎn)。
加快“四個轉(zhuǎn)變” 推動我國鋼鐵工業(yè)由大變強
近日召開的中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會第四次會員大會重點研究了
“十二五”鋼鐵工業(yè)發(fā)展思路，并指出“十二五”期間鋼鐵工業(yè)應
加快“四個轉(zhuǎn)變”，推動我國鋼鐵工業(yè)由大變強。鋼協(xié)會長鄧崎
琳強調(diào)，“十二五”期間，中國鋼鐵工業(yè)應該加快“四個轉(zhuǎn)變”：在
生產(chǎn)經(jīng)營上，要由追求產(chǎn)量擴張，靠增加資源投入的粗放經(jīng)營，
向注重品種質(zhì)量效益提高，靠技術(shù)進步、科學管理、人才成長的
集約化經(jīng)營轉(zhuǎn)變；在企業(yè)發(fā)展上，要由只注重鋼鐵主業(yè)發(fā)展，向
信息園地
既做強鋼鐵主業(yè)又向鋼鐵上下游產(chǎn)業(yè)鏈延伸的一業(yè)為主、適度
發(fā)展相關(guān)多元產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)變；在新增產(chǎn)能和產(chǎn)業(yè)布局調(diào)整上，要由過
多在內(nèi)陸發(fā)展，向沿海和靠近原料、靠近用戶的地區(qū)發(fā)展轉(zhuǎn)變；
在科技創(chuàng)新上，要由消化引進技術(shù)集成創(chuàng)新，逐步向更多的原始
發(fā)明創(chuàng)新，能引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展轉(zhuǎn)變。而實現(xiàn)“四個轉(zhuǎn)變”的關(guān)鍵，一
是不斷提高技術(shù)創(chuàng)新和管理創(chuàng)新能力，二是不斷增強上下游完
整產(chǎn)業(yè)鏈的建設(shè)。 摘自2011年2月22日《中國冶金報》

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