技术研究类毕业论文的格式范文 与铜精矿自动计量防堵料灌包技术方面论文范本

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铜精矿自动计量防堵料灌包技术

摘 要:铜精矿自动计量防堵料灌包设备在原有灌包箱的基础上增加自动计量系统和防堵料系统,通过称重传感器、仪表和PLC 相互配合控制实现自动计量;通过对原灌包箱的金属结构改进,利用电机带动不锈钢刮料网带实现加料过程,避免铜精矿自动落料造成的下料口堵料问题;通过自动计量系统和防堵料系统的设计,有效解决铜精矿灌包作业的堵料问题,提升了作业效率,降低作业劳动强度,经济效益显著.

关键词:防堵料机构;自动计量;双速电机;粗细加料

近3 年来,随着港口形式的大发展,铜精矿的作业量从原来的一个月5 万t,增长到现在的一个月50万t.铜精矿灌包设备从原来的4 台,增加到现在的11 台.可以看出,铜精矿成为了大港公司的主要货种.铜精矿灌包设备的可靠性,直接关系现场的作业生产.提高设备的稳定性、可靠性和自动化程度是技术人员的首要工作.

1 防堵料机构的研发

1.1 铜精矿灌包技术的发展历程

在早期的铜精矿灌包设备上,只有两个下料口,料盆容量为10 t,单台设备的生产效率为500 t/h.2008年将灌包设备的下料口从2 个增加到4 个,料盆容量增加到25 t,单台设备的生产效率为900 t/h.通过对作业工艺的研究,2010 年将原来有两个直径20 mm 槽钢对接成的金属框架更换为直径27 mm 钢管,改进后的料斗容量增加到40 t.

在不断改变设备体积的同时,一直受铜精矿货种黏性大、流动性差等问题困扰,作业过程中,工人需要用大锤敲击料斗,促使其货物流动,因为长时间敲击,造成料斗金属结构变形、开焊,后期的维修任务非常繁重.早期的活动料斗是等边椎体,货物越压越结实,最后堆积在下料口处,造成堵料.通过研制的扭动皮料斗,因为在扭动过程中,皮子会撕裂而停止使用.设备如图1 所示.

1.2 防堵料机构的由来

2015 年对现有5 台灌包设备经行整体拔高,同时将原来的等边椎体料斗,加大加高,将原来的4 个斜面减少到现在的一个斜面,同时将原来65 mm×40 mm的料斗口改造为现在的75 mm×75 mm 双开门大口径下料斗.但是,经过很多次的改造,设备在遇到湿度大、黏度大的物料时堵料的问题仍然存在.通过多次细致观察灌包设备现场作业的情况发现,经过多次改造后的设备还存在两个堵料点.一个是大料斗和4 个分料斗的接口处;一个是分料斗的加料口上方.导致第一个点堵料的原因是,接口处物料从截面大的地方进入截面小的地方,物料受到挤压,导致下料不顺畅;导致第二个点堵料的原因是,当上一包货灌完袋以后,需要等待万能机将灌完的货物移走,在等待移走的时间里,门机会继续往料斗里抓货,料斗里增加的物料将加料门里的物料越压越实,最终导致当打开加料门后加料门里的物料掉落,而加料门上方的物料因为挤压得过于结实无法顺畅下落[1].

为了解决应对第一个堵料点,将大料斗和4 个分料斗的接口处的截面由原来的1 200×1 200 mm 加大到1 600 mm×1 600 mm.加大接口处截面,同时减缓从大料斗变小料斗的坡度.减缓的坡度降低了物料在下落过程中坡面的阻力.同时,将大料斗的容积加大,由原来的5 600 mm×5 600 mm 加大到6 400 mm×6 400 mm,增大了上方物料的重量,更有效地对物料下压,如图2 所示

为了应对第二个堵料点,在加料口的上方截面加装不锈钢刮料网带.不锈钢刮料网带在电机的带动下将压在其上方的物料刮落,在上方物料压力的作用下保证物料一直压在不锈钢刮料网带的上方,同时改变传统用振动棒带动活动料斗振动模式,改用气动锤敲打内部积料,振幅更大效果更好,同时气动相比电动更安全、更可靠,从而保证物料能够顺畅下落.

通过对两个堵料点的改进,改进后的防堵料机构可以应对各种状况的铜精矿物料,彻底解决铜精矿灌包作业的堵料问题.设备如图3 所示.

2 自动计量电控系统

2.1 称量电气控制系统

铜精矿自动灌包设备是由仪表和PLC 相互配合实现自动称量的,仪表通过采集称重传感器的重量信号,输出相应的粗加料、细加料、称量完成等信号,PLC通过采集仪表的输出信号,经过内部编写的程序做出相应的动作,控制电磁阀和电机完成粗加料、细加料、卸料等过程.如图4 所示.

2.2 称重控制过程

一个称量台4 个称重传感器,4 个称重传感器并联后和仪表连接,仪表得到PLC 发出的启动信号后,仪表开始启动,根据操作人员设置的目标值和细加料值,仪表启动后输出粗加料、细加料信号,仪表的输出信号给PLC,PLC 接到控制信号时输出相应的信号.粗加料时,双速电机快速转动,等达到细加料值时,双速电机慢速转动,粗加料和细加料过程中,弧形门一直处于开的状态,当到达目标值时,双速电机停止转动,弧形门关闭[2].称重过程如图5 所示.

2.3 双速电机控制

双速电机属于异步电动机变极调速,是通过改变定子绕组的连接方法改变定子旋转磁场磁极对数,从而改变电动机的转速.根据公式n等于60 f/p 可知异步电动机的同步转速与磁极对数成反比,磁极对数增加一倍,同步转速n 下降至原转速的一半,电动机额定转速n 也将下降到原来的一半左右,所以改变磁极对数可以达到改变电动机转速的目的.其控制线路如图6 所示.

在加料过程中,双速电机带动铺设在转轴上的不锈钢网定向运行,不锈钢网带在转动过程中将压在其上方的货物刮带到下料斗内,这种加料方式解决了之前因为货物大量堆积在下料口,堵塞下料口不能正常下料的问题,快慢两个速度实现了精准快速加料.

2.4 PLC 控制

电气控制过程的核心器件是PLC,PLC 内部程序实现了设备的工作过程.当操作工人按下运行按钮,套好袋子后,按下套袋,PLC 输出启动信号,如图7 所示,信号传感称重仪表开始称量.

仪表接收到启动信号后,仪表开始工作,发出粗、细加料信号,PLC 接到仪表的粗、细加料信号后发出控制指令,如图8、9 所示.

当称重达到设定的目标值时,称量过程结束,仪表输出称量完成信号,PLC 接到仪表的称量完成信号后,终止加料.整个加料过程中不再需要工人手动控制闸门加料,很大程度上降低了工人的劳动强度.

3 经济效益

旧铜精矿灌包箱改造投产后,2015 年作业船舶15条,单箱单班作业效率提高50 t,单船作业效率提高了10%.新型铜精矿灌包箱投入使用后,作业船舶14 条,单箱单班作业效率提高100 t,减少2 名装卸人员,降低劳动成本.两项改造完成后共计作业铜精矿80 万 t,创造经济效益144 万元.新型铜精矿箱可以作为商品出售,预计单箱可以为港口创造经济效益20 万~ 40 万元.

4 结语

自动计量电控和防堵料机的结合,颠覆了传统铜精矿灌包工艺,从两个下料口的铜精矿灌包设备到自动铜精矿灌包设备,通过不断改进、优化、革新,大大提高了设备的可靠性,降低了劳动强度,提高了生产效率.只有不断创新,才能顺应港口的大发展.随着灌包技术的不断成熟,灌包工艺的不断完善,灌包生产作业会有更好的发展前景.

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