СТЕНД ДЛЯ ОБКАТКИ И ИСПЫТАНИЙ ДРОБИЛОК

Полезная модель относится к машиностроению и может быть использована в качестве оборудования для заключительной части технологического процесса изготовления дробилок различных типов и размерных рядов.
В качестве ближайшего аналога выбран стенд для испытаний дробилок, используемый на ОАО «Уралмашзавод»; сведения о таком стенде содержатся в выпущенных 23.01.1996 г. технических документах: Паспорт 89.18703 ПС, инвентарный номер 12403 (в приложении к материалам заявки) и Программа метрологической аттестации 89.18703ПМА, инвентарный номер 12404 (в приложении к материалам заявки). Известный стенд содержит технологическую траншею, примыкающий к краю данной траншеи настил, опорное средство с дробилкой, приводимой в движение с помощью соответствующего электродвигателя. На дне технологической траншеи размещена смазочная установка, включающая емкость для масла и насос, предназначенный для подачи масла в дробилку. В зависимости от типа дробилки - опорное средство устанавливается над траншеей (при испытаниях конусных дробилок) или на настил (при испытаниях щековых дробилок). Стенд содержит также автоматизированную систему контроля параметра дробилки - температуры масла на сливе из дробилки, измеряемая датчиком температуры. Датчик связан со средством отображения в виде прибора с самописцем, рисующим на ленте график изменения температуры.
При использовании известного стенда обнаруживаются некоторые недостатки.
Используемые средства автоматического контроля за процессом обкатки обеспечивают результат только по одному параметру - температуре масла на сливе, что явно недостаточно для информации о целостном представлении об объекте испытаний.
Использование известного стенда не позволяет проводить испытания одновременно двух дробилок из-за отсутствия технологической возможности. Это связано с тем, что смазочная установка обеспечивает подвод и отвод масла только для одной испытуемой дробилки, а самописец, отображающий график изменения температуры, связан только с одним комплектом датчиков температуры.
Кроме того, над траншеей могут быть установлены только дробилки конусного типа. Для других типов дробилок из-за невозможности прикрепить опорное средство к краям траншеи - используется установка на настил, приводящая к неудобству в подводе коммуникаций, монтируемых к нижней части дробилок в силу их конструктивных особенностей.
Задача, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, заключается в создании стенда, использование которого обеспечивает достижение технических результатов:
- возможность испытания одной дробилки или одновременно двух дробилок любого типа: конусных, щековых, конусных инерционных;
- повышение степени автоматизации процесса испытаний и обкатки за счет управления процессом с регистрацией значений пакета параметров и их отклонений от граничных оптимальных значений.
Поставленная задача решается тем, что стенд для обкатки и испытаний дробилок содержит технологическую траншею и примыкающий к ней настил, емкость для масла, установленную на днище технологической траншеи, минимум один комплект оборудования, выполненный в виде опорного средства с приводной дробилкой, гидравлически соединенной с насосом, и автоматизированной системы контроля параметров дробилки, причем опорное средство выполнено с возможностью закрепления по продольным краям технологической траншеи и установлено так, что уровень подошвы-станины дробилки расположен максимально близко к уровню настила, насос установлен на днище технологической траншеи и связан с емкостью для масла, длина технологической траншеи выбрана из условия размещения на стенде двух дробилок и насосов соответствующих двух комплектов оборудования; автоматизированная система контроля параметров дробилки включает программируемый логический контроллер, электрически связанный с датчиками контроля параметров дробилки.
При использовании полезной модели реализуются некоторые аспекты.
Дробилка комплекта оборудования расположена с одной стороны технологической траншеи в продольном направлении.
Программируемый логический контроллер включает модуль ввода, предназначенный для приема и обработки сигнала с датчиков контроля параметров дробилки, модуль сравнения, предназначенный для сопоставления фактических значений параметров дробилки с граничными значениями, модуль вывода, предназначенный для связи с приводным агрегатом дробилки и обеспечения выработки управляющего воздействия для пуска-остановки данного приводного агрегата и для его аварийной остановки по результатам сопоставления фактических значений контролируемых параметров дробилки с граничными значениями.
Программируемый логический контроллер содержит запоминающее устройство для записи и хранения информации о контролируемых параметрах дробилки.
Программируемый логический контроллер связан с удаленной информационной системой.
Стенд оснащен средством отображения информации о контролируемых параметрах дробилки, связанным с программируемым логическим контроллером автоматизированной системы минимум одного комплекта оборудования.
Сущность полезной модели поясняется следующим образом.
Для обкатки и испытаний дробилок стенд содержит минимум один комплект оборудования, представляющий собой опорное средство с дробилкой, гидравлически связанной с насосом, установленным на днище траншеи и связанным со смазочной установкой, и автоматизированную систему контроля параметров дробилки.
Закрепление опорного средства дробилки по продольным (противоположным) краям технологической траншеи определяет возможность расположения дробилки над днищем технологической траншеи и обусловливает размещение на стенде дробилки любого типа.
Расположение уровня подошвы-станины дробилки максимально близко к уровню настила приводит к тому, что нижняя часть дробилки оказывается заглубленной в пространство технологической траншеи. Данное обстоятельство приводит к удобству доступа к нижней части дробилки любого типа при монтаже коммуникаций для отвода и подвода масла из смазочной установки, включающей емкость для масла и насос. Такое размещение испытуемого объекта приводит к снижению общего высотного габарита дробилки, установленной на стенде, и обеспечивает слив масла из дробилки с минимальным гидравлическим сопротивлением благодаря малой длине коммуникаций (труб и рукавов).
Оптимальные размеры технологической траншеи устанавливаются исходя из возможности использования стенда для двух испытуемых дробилок любого типа, принадлежащим соответствующим двум комплектам оборудования. Следовательно, для обеспечения такой возможности стенд содержит насос (второго комплекта оборудования), связанный с емкостью для масла и, соответственно, со второй дробилкой.
Целесообразно, чтобы дробилки двух комплектов оборудования были установлены с противоположных - расположенных в продольном направлении - сторон технологической траншеи. В этом случае емкость для масла с двумя насосами, иными словами, смазочная установка располагается между испытуемыми дробилками, что является оптимальным с точки зрения удобства обустройства коммуникаций, компактностью размещения указанного оборудования и удобством обслуживания стенда.
Таким образом, наличие одного или двух комплектов оборудования позволяет использовать заявляемый стенд для испытаний соответственно одной или одновременно двух дробилок любого типа.
Процесс обкатки и испытаний дробилок характеризуется набором параметров: температура подшипников, температура масла на сливе из дробилки и в смазочной установке, время обкатки, выбег дробилки и другие параметры. Дробилка считается успешно прошедшей испытания, если фактические значения контролируемых параметров соответствуют нормативным значениям, заданным в технической документации.
Для повышения степени автоматизации испытаний дробилки и контроля указанных параметров в комплект автоматизированной системы контроля параметров дробилки входит программируемый логический контроллер (ПЛК), обеспечивающий в соответствии с программой сбор данных с датчиков контроля параметров дробилки, установленных на контрольных участках оборудования стенда, обработку данных, отображение информации и выдачу сообщений на мониторе, формирование управляющих сигналов на приводы, архивирование и передачу в информационную сеть, например, завода-изготовителя дробилок.
Благодаря модулю ввода ПЛК обеспечивается прием и обработка сигналов с датчиков контроля параметров дробилки, а модуль сравнения обеспечивает сопоставление фактических значений параметров работы дробилки с граничными оптимальными значениями, которые задаются предварительно.
Модуль вывода обеспечивает выдачу управляющего сигнала, предназначенного для управления электродвигателем (приводом) дробилки и смазочной установки по результатам сравнения значений фактических параметров и их граничных значений.
Наличие запоминающего устройства для записи и хранения информации о контролируемых параметрах позволяет формировать отчеты об испытаниях дробилки.
Связь ПЛК с удаленной информационной сетью обеспечивает связь с заводом-изготовителем для управления специалистами процессом испытаний дробилки с целью принятия решения без непосредственного личного присутствия на стенде.
Наличие средства отображения (монитора), связанного с программируемым логическим контроллером соответствующей автоматизированной системы обеспечивает информативность процесса контроля дробилок и удобство управления стендом, т.к. оператор стенда имеет возможность управлять работой стенда в режиме реального времени и обращаться к ретроспективной информации о параметрах работы дробилки.
Таким образом, каждая из двух автоматизированных систем соответствующего комплекта оборудования предназначена для независимого контроля параметров той или иной дробилки. При этом наличие двух автоматизированных систем позволяет проводить испытания двух дробилок одновременно.
Эти и другие особенности полезной модели поясняются чертежами.
На фигуре 1 изображен вид в плане стенда испытаний и обкатки дробилок, например, конусных инерционных дробилок КИД-1500 и КИД-1750, на фигуре 2 - продольный разрез технологической траншеи вместе со шкафами управления.
Стенд включает технологическую траншею 1, примыкающий к ее краям настил 2 из плит, емкость для масла 3, два комплекта оборудования, каждый из которых включает конусную инерционную дробилку 4 и насос 5. Два насоса 5 и емкость 3 для масла образуют смазочную установку.
Что касается расположения дробилок и насосов каждого комплекта оборудования, то с противоположных поперечных сторон траншеи 1 установлены опорные средства 6 с дробилками 4. Опорное средство 6 представляет собой металлическую плиту, перекрывающую траншею 1 и закрепленную по ее продольным краям. Металлическая плита 6 притягивается к плитному настилу через специальные переходные плиты, при помощи прижимных скоб.
Дробилка 4 относительно опорного средства установлена так, что при закреплении опорного средства 6 по краям технологической траншеи 1 - подошва-станина находится на уровне настила 2. Следовательно, нижняя часть дробилки неизбежно заглублена в пространство траншеи 1. На днище траншеи непосредственно под дробилками устанавливаются емкости для приема из дробилок масла самотеком (на чертежах не показаны).
Дробилка 4 данного вида приводится в движение соответствующим электродвигателем 7, уставленным в вертикальном положении перед дробилкой (в продольном направления траншеи 1). Точнее - электродвигатели 7 обращены друг к другу.
Расположение дробилок 4 двух комплектов оборудования определяет местоположение смазочной установки на днище траншеи, - данная установка (3, 5) размещена между дробилками 4.
Снизу дробилки 4 осуществляется подвод коммуникаций (рукавов и труб), необходимых для подвода смазки связи с насосами 5 (коммуникации на чертежах не показаны). Следовательно, данная компоновка оборудования приводит к удобству обслуживания стенда, т.к. доступ к смазочной установке и дробилкам из технологической траншеи осуществляется с двух сторон.
Таким образом, рациональную длину технологической траншеи 1 выбирают из условия возможности размещения на ее днище смазочной установки с двумя насосами 5, емкости 3 для масла и, соответственно, двух дробилок различного типа с опорными средствами 6, закрепленными по краям траншеи 1.
В каждом комплекте стенда содержится автономная автоматизированная системы контроля параметров дробилок 4. Автоматизированная система создана с использованием программируемого логического контроллера (ПЛК) Siemens CPU-315-2PN/DP, выполняющего функции приема сигналов с датчиков (на чертеже не показаны) о контролируемых стендом параметрах дробилки, обработки сигналов с получением значений фактических параметров и их сопоставления с оптимальными граничными значениями.
На фигуре 2 изображен установленный на настиле 2 шкаф 8 управления, оборудованный необходимыми модулями ПЛК 9 для контроля параметров двух дробилок 4 (и другими средствами автоматизированного управления стендом).
Автоматизированная система для контроля параметров каждой дробилки оснащена комплектом съемных датчиков, предназначенных для:
- контроля температуры (в частности, температуры масла в емкости смазочной установки, температуры масла на подаче в смазочную установку, температура подшипников дробилки);
- выдачи предупредительного и аварийного сигнала при превышении контролируемых параметров;
- контроля мощности привода дробилки;
- контроля уровня масла в емкости смазочной установки и на сливе из дробилок;
- расчета выбега дробилки;
- другие параметры.
Датчики закреплены на корпусных частях дробилок 4 и на смазочной установке. Шкаф управления 8 содержит блок питания датчиков.
ПЛК 9 каждой автоматизированной системы связан с удаленной информационной системой посредством системы Ethernet. В качестве удаленной информационной системы служат компьютеры, установленные на заводе-изготовителе дробилок.
Автоматизированная система управления содержит запоминающее устройство для записи и хранения информации о контролируемых параметрах соответствующей дробилки.
Для визуализации информации о работе стенда каждый ПЛК 9 связан со средством отображения 10 - монитором - на панели 11 оператора.
ПЛК 9 в каждой автоматизированной системе содержит соответствующие модули ввода-вывода сигналов с датчиков и функциональный модуль для передачи управляющего сигнала к соответствующему электродвигателю 7 дробилки 4.
Для проведения процесса испытаний и обкатки двух дробилок (4) КИД-1500 и КИД-1750 на края траншеи устанавливают опорные средства 6 с соответствующей дробилкой 4 и электродвигателем 7.
Стенд оборудован лестницами 12, размещенными по противоположным сторонам траншеи 1 в ее продольном направлении, которые предназначены для обеспечения доступа обслуживающего персонала к смазочной установке и нижней части дробилок 4 и электродвигателей 7.
В таком положении стенд готов к работе для определения качества сборки дробилок и пригодности к эксплуатации.
При включении электродвигателей 7 дробилки 4 начинают работать на холостом ходу. Сигнал о параметрах работы дробилок поступает в соответствующий модуль ввода ПЛК 9. Оператор может наблюдать на мониторе 10 состояние работы каждой из испытуемых дробилок 4. При отклонении одного из заданных параметров соответствующий модуль ПЛК 9 выдает сигнал об управляющем воздействии на один из двигателей 7 проблемной дробилки 4. Связь с удаленной информационной системой обеспечивает возможность выявления причины неисправности той или иной дробилки и внесения необходимых коррективов в ее конструкцию.
Таким образом, предлагаемая полезная модель обеспечивает возможность испытания как одной дробилки, так и двух дробилок одновременно - независимо от их типа, применяя автономные автоматизированные системы контроля параметров испытуемых дробилок. Причем конфигурация траншеи и рационально расположенное оборудование обеспечивает снижение вертикального габарита стенда и приводит к удобству доступа к дробилке и смазочной установке для подключения-отключения трубопроводов смазки и гидравлики, а также удобства осмотра на предмет утечек и других возможных неисправностей.