Konvejerių elektrinės pavaros pasirinkimas
Nepaisant didelės konvejerių konstrukcijos įvairovės, renkantis elektrinę pavarą, juos galima sujungti į vieną būdingą grupę. Visų pirma, reikia atkreipti dėmesį į tai, kad dėl technologinių sąlygų šiems mechanizmams dažniausiai nereikia greičio reguliavimo.
Tik keli konvejeriai naudoja negilaus greičio reguliatorių 2:1 diapazone, kad pakeistų veikimo greitį. Konvejerių varikliai veikia įvairiomis aplinkos sąlygomis, daugeliu atvejų dulkėtose, drėgnose patalpose, kuriose yra aukšta ar žema temperatūra, lauke, dirbtuvėse su agresyvia aplinka ir kt.
Būdingas konvejerių bruožas yra didelis statinis pasipriešinimo momentas ramybės būsenoje, kuris, kaip taisyklė, viršija vardinį dėl įvairių priežasčių, įskaitant tepalo sukietėjimą besitrinančiose dalyse. Taigi konvejerių elektrinei pavarai keliami reikalavimai dėl didelio patikimumo, lengvos priežiūros, taip pat padidinto paleidimo momento.
Kai kuriais atvejais iškyla papildomi reikalavimai, užtikrinantys sklandų paleidimą, apsaugoti nuo diržo slydimo, mažo greičio reguliavimą ir suderintą kelių elektrinių pavarų sukimąsi. Visus šiuos reikalavimus tinkamai tenkina asinchroniniai varikliai su voverės narveliu arba faziniu rotoriumi.
Konvejerio pavaros variklio galios parinkimas atliekamas laipsniško konvergencijos metodu kartu su visos mechaninės įrangos apskaičiavimu ir parinkimu. Pirmąjį skaičiavimo etapą sudaro apytikslis traukos jėgos ir įtempimo nustatymas, pagal kurį atliekamas išankstinis variklio galios ir mechaninės įrangos pasirinkimas. Antrame skaičiavimo etape sudaromas atnaujintas įtempimo priklausomybės grafikas, atsižvelgiant į nuostolius per visą konvejerio ilgį. Nubraižius grafiką, parenkamos elektros pavaros tvirtinimo vietos, patikrinamas variklis ir mechaninė įranga, atsižvelgiant į susidariusią jėgą ir įtampą.
Yra žinoma daug formulių, skirtų apytiksliai nustatyti konvejerio traukos pastangas ir įtempimą, pasiūlytų remiantis konvejerių projektavimo ir eksploatavimo patirtimi. Vienas iš jų atrodo taip:
kur T yra konvejerio įtampa, N; F – pastangos, kurias turi įveikti elektros variklis, N; T0 — išankstinis įtempis, N; Fп – pastangos dėl krovinio kėlimo, N; ΔF yra bendra jėga, kurią sukelia trinties jėgos konvejerio bėgių kelio atkarpose, N.
Pagal konvejerio traukos elemento pastangas ir įtampą atliekamas išankstinis variklio ir mechaninės įrangos parinkimas.Būgnų, krumpliaračių, blokų ir kitų įrangos elementų nuostolių skaičiavimo formules galima rasti specialioje literatūroje apie mechaninę konvejerių dalį.
Traukos jėgos diagramai sudaryti nubrėžiamas konvejerio kelias su visais pakilimais ir nuosmukiais, posūkiais, pavaros ir įtempimo stotimis, kreipiamaisiais blokais ir būgnais. Tada, jei važiuojame nuo mažiausiai apkrautos konvejerio sekcijos, atsižvelgiama į nuostolius kiekviename elemente ir gaunamas traukos elemento įtempimas per visą ilgį. Fig. 1 parodytos juostinių ir grandininių konvejerių su vieno variklio elektrine pavara traukos jėgų diagramos.
Ryžiai. 1. Traukos jėgų diagrama juostiniuose (a) ir grandininiuose (b) konvejeriuose: a — pavaros stotis; b — įtampos stotis.
Konvejerio pavaros variklio galia nustatoma pagal formulę
čia P — variklio galia, kW; FH — jėga artėjančiai traukos elemento sekcijai, N; v yra traukos elemento judėjimo greitis, m / s; η — pavaros mechanizmo efektyvumas.
Projektuojant juostinius konvejerius, nubraižius traukos jėgos diagramą, nustatoma pavaros stoties vieta ant konvejerio bėgių. Ilgų konvejerių, pavyzdžiui, didelio srauto transportavimo sistemų, elektrinė pavara yra nepraktiška atlikti su vienu varikliu, nes tokiu atveju daug pastangų įdedama į mechaninę įrangą, esančią šalia pavaros stoties.
Nurodytų konvejerio sekcijų perkrova lemia tai, kad stipriai padidėja mechaninės dalies, o ypač traukos elemento, matmenys.Kad nesusidarytų didelės traukos jėgos, konvejeriai yra varomi keliomis pavaros stotimis. Tokiu atveju pavaros stoties traukos elemente sukuriama jėga, proporcinga tik vienos sekcijos statiniam pasipriešinimui, o traukos elementas neperduoda jėgų visam konvejeriui varyti.
Jei ant juostinio konvejerio yra kelios pavaros stotys, jų įrengimo vieta parenkama pagal traukos jėgos schemą, kad kelių stočių variklių traukos jėga būtų apytiksliai lygi vieno variklio elektros pavaros jėgai ( 2 pav.).
Ryžiai. 2. Juostinės konvejerio traukos jėgų schema: a — su vienmotore elektrine pavara; b — su kelių variklių elektrine pavara.
Tačiau reikia atsižvelgti į tai, kad norint galutinai parinkti pavaros stoties variklio galią, būtina sudaryti atnaujintą kiekvienos šakos traukos jėgų diagramą. Šis patobulinimas yra susijęs su tuo, kad visų sekcijų pastangų suma gali būti ne lygi jėgai su vieno variklio pavara, kurią lemia traukos elemento pjūvio sumažėjimas ir atitinkamai sumažėję trinties nuostoliai. su kelių variklių pavara.
Atkreipkite dėmesį, kad dideliems juostiniams konvejeriams, kur variklio galia siekia dešimtis ir šimtus kilovatų, trasos ilgis tarp pavaros stočių dažniausiai yra apie 100-200 m. Pažymėtina, kad pavaros stočių struktūrinė integracija konvejeryje yra susiję su tam tikrais sunkumais, ypač juostiniams konvejeriams... Todėl patogiausios jų įrengimo vietos yra maršruto galiniai taškai.Kai kuriose įmonėse nesekcionuotų konvejerių ilgis siekia 1000-1500 m.
Kelių pavaros stočių įrengimas ant juostinio konvejerio, kaip taisyklė, padidina kelių variklių elektrinės pavaros našumą, palyginti su viena. Tai lemia tai, kad, pavyzdžiui, užvedus konvejerį, variklis gali veikti tuščiąja eiga.
Didėjant apkrovai, įjungiamas antrasis variklis, o paskui sekantys. Sumažinus apkrovą, variklius galima iš dalies išjungti. Šie jungikliai sumažina variklių veikimo laiką esant mažai apkrovai ir padidina jų našumą. Konvejeriams užsikimšus transportuojamoms medžiagoms, padidėjus statiniam momentui dėl tepalo kietėjimo ir pan., galima paleisti visus variklius kartu, kad būtų padidintas paleidimo momentas.
Renkantis diržinių konvejerių elektrinės pavaros valdymo sistemą didelę reikšmę turi teisingas traukos elemento tampriųjų deformacijų ir pagreičių, galinčių atsirasti pereinamųjų procesų metu, skaičiavimas. Pereikime prie pav. 3, kuriame pavaizduoti artėjančio 1 variklio greičio kitimo grafikai ir pasibaigus 2 juostos šakoms. Konvejeris yra varomas indukciniu varikliu su voverės narveliu, manoma, kad variklio veleno statinis sukimo momentas yra pastovus.
Greičio kitimo pobūdis konvejerio 1 ir 2 atšakose labai priklausys nuo juostos ilgio.. Mažo ilgio konvejerių, apie keliasdešimt metrų, atšakų greičio kitimo grafikai 1 ir 2 laikui bėgant bus arti vienas kito (3 pav., a). Natūralu, kad tokiu atveju 2 atšaka pradės judėti su tam tikru atsilikimu 1 šakos atžvilgiu dėl elastinės juostos deformacijos, tačiau šakų greičiai gana greitai išsilygins, nors ir su tam tikrais svyravimais.
Situacija kiek kitokia, kai važiuoja konvejeriai ilgomis, apie šimtų metrų juostomis. Šiuo atveju paleidimas nuo konvejerio išeinančios šakos 2 vietos gali prasidėti pavaros varikliui pasiekus pastovų greitį (3 pav., b). Ant ilgų juostinių konvejerių galima pastebėti juostos sekcijų judėjimo pradžios vėlavimą 70-100 m atstumu nuo įeinančios atšakos esant pastoviems variklio sūkiams. Tokiu atveju dirže sukuriama papildoma elastinga įtampa, o traukos jėga smūgiu veikiama sekančias diržo dalis.
Kai visos konvejerio sekcijos pasiekia pastovų greitį, juostos elastingumas mažėja. Sukauptos energijos grąžinimas gali sukelti juostos greičio padidėjimą, palyginti su stacionariu, ir jo svyravimus (3 pav., b). Toks trumpalaikis traukos elemento pobūdis yra labai nepageidautinas, nes jis padidina diržo susidėvėjimą, o kai kuriais atvejais ir plyšimą.
Šios aplinkybės lemia, kad dėl paleidimo ir kitų pereinamųjų procesų juostinių konvejerių elektrinėje pavaroje pobūdžio keliami griežti reikalavimai apriboti sistemos įsibėgėjimą. Jų pasitenkinimas lemia tam tikrą elektros pavaros komplikaciją: atsiranda kelių lygių valdymo pultai asinchroniniams varikliams su faziniu rotoriumi, papildoma apkrova, paleidimo įtaisai ir kt.
Ryžiai. 3. Įvairių juostinio konvejerio sekcijų greičio diagramos paleidžiant.
Paprasčiausias būdas apriboti pagreitį juostinių konvejerių elektrinėje pavaroje paleidžiant – valdymas reostatu (4 pav., a). Perėjimas nuo vienos pradinės charakteristikos prie kitos užtikrina sklandų sistemos įsibėgėjimą. Panašus problemos sprendimas dažnai naudojamas juostiniuose konvejeriuose, tačiau dėl to žymiai padidėja valdymo pultų ir paleidimo reostatų dydis.
Kai kuriais atvejais tikslingiau apriboti elektrinės pavaros sistemos įsibėgėjimą papildomai stabdant variklio veleną paleidimo metu, nes sukūrus papildomą stabdymo momentą MT sumažėja dinaminis sukimo momentas (4 pav., b). Kaip matyti iš grafikų, dėl lėtėjimo dirbtinai mažinamas sistemos pagreitis, ko pasekoje sumažėja greičio svyravimai konvejerio įėjimo ir išleidimo atšakose. Paleidimo pabaigoje papildomo stabdymo momento šaltinis turi būti atjungtas nuo variklio veleno.
Ryžiai. 4. Prie juostinių konvejerių paleidimo būdų.
Praeidami atkreipkime dėmesį, kad pagreičių apribojimą elektrinės pavaros sistemoje galima pasiekti naudojant abu būdus vienu metu, pavyzdžiui, reostatas paleidžiamas prijungus papildomo stabdymo momento šaltinį. Šis metodas naudojamas ilgiems vienos sekcijos konvejeriams, kur juostos kaina lemia didžiąją viso įrenginio kapitalo sąnaudų dalį.
Sklandus sistemos paleidimas, sukuriant dirbtinę veleno apkrovą, praktiškai atliekamas naudojant įprastus trinkelių stabdžius su elektriniu arba hidrauliniu valdymu, prijungiant indukcines arba frikcines sankabas prie variklio veleno, naudojant papildomas stabdymo mašinas ir kt. statoriaus grandinė.
Taip pat pažymime, kad konvejerio juostos pagreičių ribojimo problemą galima išspręsti kitais būdais, pavyzdžiui, naudojant dviejų variklių rotacinio statoriaus pavaros sistemą, kelių greičių voverės narvelio variklio sistemą, asinchroninę elektrinę pavarą su tiristoriaus valdymu. variklio rotoriaus grandinėje ir kt.
Pažymėtina, kad grandininių konvejerių varomasis variklis, kaip taisyklė, turėtų būti po didžiausią apkrovą turinčios sekcijos, t. trasos atkarpa su daugybe krovinių ir stačių pakilimų bei posūkių.
Paprastai, remiantis šia rekomendacija, variklis yra aukščiausiame kėlimo taške. Montuodami pavarą atsižvelkite į tai, kad bėgių kelio atkarpos, kuriose yra daug vingių, turėtų būti kuo mažiau įtemptos: tai sumažina nuostolius lenktoje bėgių kelio dalyje.
Grandininio konvejerio varančiojo variklio galios nustatymas taip pat atliekamas remiantis traukos jėgos diagrama visoje trasoje (žr. 1 pav., b).
Pagal diagramą žinant artėjančios traukos elemento atkarpos įtempimą ir jėgą, taip pat judėjimo greitį, elektrinės pavaros galią galima apskaičiuoti pagal formulę.
Grandininiai konvejeriai, nepaisant nemažo trasų ilgio, dėl santykinai mažų greičių, pavyzdžiui, mašinų gamybos įmonėse, dažniausiai dirba su vienu varomuoju varikliu, kurio galia santykinai maža (keli kilovatai). Tačiau tose pačiose gamyklose yra galingesnių konvejerių įrenginių su grandininiais traukos įrenginiais, kuriuose naudojami keli pavaros varikliai. Ši elektrinė pavaros sistema turi keletą išskirtinių savybių.
Kelių variklių grandininėje konvejerio pavaroje pusiausvyros variklių rotoriai turės tokį patį greitį, nes jie yra mechaniškai sujungti per traukos elementą. Pereinamaisiais režimais rotoriaus greičiai gali šiek tiek skirtis dėl traukos elemento tamprių deformacijų.
Dėl mechaninio sujungimo tarp kelių variklių konvejerio mašinų rotorių traukos elemente atsiranda papildomų įtempių dėl skirtingų šakų apkrovų. Šių įtempių pobūdį galima išsiaiškinti, atsižvelgiant į dujotiekio schemą, parodytą Fig. 5. Esant vienodai konvejerių skirstytuvų apkrovai, visi keturi varikliai, jei jų charakteristikos yra vienodos, turės vienodą greitį ir apkrovą.
Ryžiai. 5. Daugiamotorio konvejerio schema.
I šakos apkrovos padidėjimas lems tai, kad visų pirma variklio D1 greitis sumažės, o variklių D2, D3 ir D4 greitis išliks pastovus. Taigi variklis D2 suksis didesniu greičiu nei variklis D1 ir sukurs papildomą įtampą II ir I šakose.
II šakos įtampa šiek tiek iškraus variklį D1 ir padidins jo greitį. Tas pats vaizdas bus ir II atšaka, nes variklis D3 ims dalį krovinio iš II konvejerio šakos. Pamažu variklių greičiai ir apkrovos susilygina, tačiau traukos elemente sukuriamas papildomas įtempis.
Renkantis kelių variklių grandininę pavarą, traukos jėgos diagrama brėžiama taip pat, kaip ir vieno variklio. Elektrinė pavara turi užtikrinti maksimalią traukos jėgą, kurios reikia norint įveikti pasipriešinimą konvejerio judėjimui. Fig. 1, b parodyta konvejerio traukos elemento traukos jėgų schema, pagal kurią galima apibūdinti pavaros stočių įrengimo vietą.
Jei, pavyzdžiui, nustatome sąlygą, kad pavaros stočių skaičius yra trys ir visi varikliai turi užtikrinti vienodą traukos jėgą, tai varikliai turi būti montuojami vietoje, kuriai būdingas taškas 0 ir atstumu 0 -1 ir 0- 2 iš jo atitinkamai (6 pav., a) Eksploatuojant konvejerį, visiškai suderinus variklių mechanines charakteristikas, kiekvienas iš jų sukuria maždaug vienodą traukos jėgą (Fn — T0) / 3 .
Ryžiai. 6. Grandininio konvejerio traukos elemento apkrovos pasiskirstymo grafikai.
Naudojant kelių variklių pavaras ant grandininių konvejerių, žymiai sumažėja traukos elemento apkrova, dėl to mechaninė įranga gali būti parenkama lengviau. Optimalus pavaros stočių skaičius ant konvejerio parenkamas atliekant techninį ir ekonominį variantų palyginimą, kuriame atsižvelgiama tiek į elektros pavaros, tiek į mechaninės įrangos kainą.
Tuo atveju, kai variklių charakteristikos šiek tiek skiriasi, kiekviena mašina gali sukurti traukos pastangas, kurios skiriasi nuo apskaičiuotos. Fig. 6a parodytos trijų tos pačios galios, vienodų parametrų variklių mechaninės charakteristikos, o fig. 6, b — skirtingų parametrų variklių charakteristikos. Jėgos, kurias sukurs varikliai, nustatomos kuriant bendrą 4 charakteristiką.
Kadangi visų konvejerių variklių rotoriai yra tvirtai sujungti su traukos elementu, jų greitis atitinka grandinės greitį, o bendra jėga lygi (Fa — T0). Kiekvieno variklio trauką galima lengvai gauti nubrėžus horizontalią liniją, atitinkančią vardinį greitį ir 1, 2, 3 ir 4 sankryžos charakteristikas.
Fig. 6, a ir b, be variklių mechaninių charakteristikų, parodytos traukos jėgos diagramos. Traukos elemente, turinčiame skirtingas variklių charakteristikas, galima sukurti papildomą įtempimą dėl konvejerių variklių sukuriamų traukos jėgų skirtumo.
Renkantis konvejerio pavaros stočių variklius, reikia patikrinti jų charakteristikas ir, jei įmanoma, pasiekti visišką atitikimą.Atsižvelgiant į šias sąlygas, patartina naudoti asinchroninius variklius su apvyniotu rotoriumi, kur charakteristikas galima suderinti įvedant papildomus pasipriešinimus rotoriaus grandinėje.
Fig. 7 parodytos dviejų variklių elektrinio konvejerio pavaros mechaninės charakteristikos. 1 ir 2 charakteristikos yra natūralios, atitinkamai 1 ir 2 charakteristikos gaunamos su papildoma varža, įvedama į variklio rotoriaus grandinę. Bendras variklių sukurtas sukimo momentas ir traukos jėga bus vienodi tiek kietiems 1, 2, tiek minkštiems 1', 2' charakteristikoms. Tačiau apkrova tarp variklių pasiskirsto palankiau su minkštomis charakteristikomis.
Ryžiai. 7. Apkrovos paskirstymas tarp konvejerių variklių, kurių charakteristikos skiriasi standumu.
Projektuojant mechaninius įrenginius reikia atsižvelgti į tai, kad suminkštėjus variklių charakteristikoms konvejerio greitis mažėja, o norint išlaikyti pastovų vardinį konvejerio greitį, reikia keisti pavaros santykį. greičių dėžės. Praktiškai konvejerio variklių rotoriaus grandinėje patartina įvesti papildomą varžą, kuri neviršija 30% vardinės rotoriaus varžos. Tokiu atveju variklio galia turėtų padidėti maždaug 1 / (1 – s) karto. Kai ant konvejerio montuojami asinchroniniai varikliai su voverės narveliais, jie turi būti parinkti su padidintu slydimu.