Valg av elektrisk drift for transportbånd

Til tross for det betydelige designmangfoldet til transportbånd, kan de kombineres til en karakteristisk gruppe når du velger en elektrisk stasjon. Først av alt bør det bemerkes at på grunn av teknologiske forhold krever disse mekanismene vanligvis ikke hastighetskontroll.

Bare noen få transportører bruker en grunn hastighetskontroll i 2:1-området for å endre driftshastigheten. Transportørmotorer opererer under ulike miljøforhold, i mange tilfeller i støvete, fuktige rom med høye eller lave temperaturer, utendørs, i verksteder med aggressive miljøer, etc.

Et karakteristisk trekk ved transportører er det store statiske motstandsmomentet i hvile, som som regel overstiger det nominelle på grunn av ulike årsaker, inkludert størkning av smøremidlet i gnidningsdeler. Derfor stilles krav til høy pålitelighet, enkelt vedlikehold, samt tilveiebringelse av økt startmoment på den elektriske stasjonen til transportbånd.

I noen tilfeller oppstår det ytterligere krav for å sikre en jevn start, hindre reimglidning, liten hastighetskontroll og koordinert rotasjon av flere elektriske drev. Alle disse kravene er tilstrekkelig oppfylt av ekorn-bur eller fase-rotor induksjonsmotorer.

Kraftvalget til transportørens drivmotor gjøres ved en gradvis konvergensmetode sammen med beregning og valg av alt mekanisk utstyr. Den første fasen av beregningen består i den omtrentlige bestemmelsen av trekkraften og spenningen, i henhold til hvilken det foreløpige valget av motorkraft og valget av mekanisk utstyr gjøres. I det andre trinnet av beregningen bygges en oppdatert graf over spenningsavhengigheten, som tar hensyn til tap langs transportørens lengde. Etter å ha tegnet grafen, velges stedene for montering av den elektriske stasjonen, motoren og det mekaniske utstyret kontrolleres mot den resulterende kraften og spenningen.

Et stort antall formler er kjent for tilnærmet å bestemme trekkkraften og spenningen til transportøren, foreslått på grunnlag av erfaring i design og drift av transportører. En av dem ser slik ut:

hvor T er transportørspenningen, N; F er innsatsen som den elektriske motoren må overvinne, N; T0 — forspenning, N; Fп er innsatsen på grunn av løfting av lasten, N; ΔF er den totale kraften forårsaket av friksjonskrefter på deler av transportbanen, N.

I henhold til innsatsen og spenningen i trekkelementet til transportøren, gjøres et foreløpig valg av motor og mekanisk utstyr.Formler for beregning av tap i tromler, gir, blokker og andre utstyrselementer finnes i spesiallitteratur om den mekaniske delen av transportbånd.

For å konstruere et trekkraftdiagram tegnes en transportbane med alle opp- og nedturer, bend, driv- og strekkstasjoner, styreblokker og tromler. Deretter, hvis vi fortsetter fra den minst belastede delen av transportøren, tas tapene i hvert element i betraktning og spenningen til trekkelementet langs hele lengden oppnås. I fig. 1 viser diagrammer over trekkkreftene til bånd- og kjedetransportører med en enkeltmotors elektrisk drev.

Ris. 1. Diagram over trekkkrefter i bånd (a) og kjede (b) transportører: a — drivstasjon; b — spenningsstasjon.

Kraften til transportbåndets drivmotor bestemmes av formelen

her P - motoreffekt, kW; FH — kraft på den kommende delen av trekkelementet, N; v er bevegelseshastigheten til trekkelementet, m / s; η — drivmekanismens effektivitet.

Ved utformingen av båndtransportører, etter å ha plottet et trekkraftdiagram, bestemmes plasseringen av drivstasjonen på transportbåndet. Elektrisk drift av lange transportører, for eksempel store strømningstransportsystemer, er upraktisk å gjøre med en enkelt motor, siden det i dette tilfellet legges ned betydelig innsats i det mekaniske utstyret som er plassert nær drivstasjonen.

Overbelastningen av de spesifiserte delene av transportøren fører til at dimensjonene til den mekaniske delen og spesielt trekkelementet øker kraftig.For å forhindre at det oppstår store trekkrafter, drives transportørene av flere drivstasjoner. I dette tilfellet genereres en kraft i trekkelementet til drivstasjonen som er proporsjonal med den statiske motstanden til kun én seksjon, og trekkelementet overfører ikke krefter for å drive hele transportøren.

Hvis det er flere drivstasjoner på båndtransportøren, velges plasseringen av installasjonen i henhold til trekkraftdiagrammet, slik at trekkraften til motorene til flere stasjoner er omtrent lik kraften til en enmotors elektrisk drift ( Fig. 2).

Ris. 2. Skjema for trekkkreftene til en båndtransportør: a — med en enmotors elektrisk drift; b — med flermotors elektrisk drift.

Det bør imidlertid tas i betraktning at for det endelige valget av motorkraften til drivstasjonen, er det nødvendig å bygge et oppdatert diagram over trekkraften for hver gren. Denne raffineringen skyldes det faktum at summen av innsatsen til alle seksjoner kanskje ikke er lik kraften med en motordrevet drivenhet, som bestemmes av en reduksjon i seksjonen av trekkelementet og en tilsvarende reduksjon i friksjonstap med multimotordrift.

Merk at for store båndtransportører, hvor motoreffekten når titalls og hundrevis av kilowatt, er rutelengden mellom drivstasjonene oftest ca 100-200 m. Det skal bemerkes at den strukturelle integreringen av drivstasjonene i transportøren er forbundet med visse vanskeligheter, spesielt for båndtransportører ... Derfor er de mest praktiske stedene for deres installasjon sluttpunktene til ruten.I noen virksomheter når lengden på ikke-seksjonerte transportører 1000-1500 m.

Installasjonen av flere drivstasjoner på en båndtransportør fører som regel til en økning i ytelsen til en flermotors elektrisk stasjon sammenlignet med en enkelt. Dette bestemmes av det faktum at for eksempel ved start av en transportør kan en motor gå på tomgang.

Når belastningen øker, slås den andre motoren på, og deretter de følgende. Hvis belastningen reduseres, kan motorene slås delvis av. Disse bryterne fører til en reduksjon i kjøretiden til motorene ved lav belastning og en økning i ytelsen. Ved blokkering av transportører av transporterte materialer, økning av statisk moment på grunn av størkning av smøremiddel, etc., er det mulig å starte alle motorer sammen for å skape økt startmoment.

Av stor betydning når du velger et system for å kontrollere den elektriske kjøringen av båndtransportører, er riktig beregning av de elastiske deformasjonene til trekkelementet og akselerasjonene som kan oppstå under forbigående prosesser. La oss gå til fig. 3, som viser grafene for hastighetsendringen ved starten av motoren til den kommende 1 og utløpet av 2 grener av stripen. Transportøren drives av en induksjons-ekorn-burmotor, det statiske dreiemomentet til motorakselen antas å være konstant.

Arten av hastighetsendringen i grenene 1 og 2 på transportøren vil i stor grad avhenge av lengden på båndet. For en liten lengde av transportørene, omtrent noen få titalls meter, er grafene for endringer i hastigheten til grenene 1. og 2 vil over tid være nær hverandre (fig. 3, a). Naturligvis vil gren 2 i dette tilfellet begynne å bevege seg med noe etterslep i forhold til gren 1 på grunn av elastisk deformasjon av båndet, men hastighetene til grenene jevner seg ut ganske raskt, om enn med noen svingninger.

Situasjonen er litt annerledes når man kjører transportbånd med lange belter, rundt hundrevis av meter. I dette tilfellet kan starten fra plasseringen av den utgående grenen 2 av transportøren begynne etter at drivmotoren når en konstant hastighet (fig. 3, b). På lange båndtransportører kan det observeres en forsinkelse i begynnelsen av bevegelsen av båndseksjonene i en avstand på 70-100 m fra inngående gren ved konstant motorturtall. I dette tilfellet skapes ytterligere elastisk spenning i beltet og trekkraften påføres de følgende seksjonene av beltet med et spark.

Når alle deler av transportøren når en jevn hastighet, reduseres den elastiske spenningen i båndet. Returen av den lagrede energien kan føre til en økning i beltets hastighet sammenlignet med det stasjonære og til dets svingninger (fig. 3, b). En slik forbigående karakter av trekkelementet er ekstremt uønsket, da det fører til økt slitasje på beltet, og i noen tilfeller til riving.

Disse omstendighetene fører til det faktum at på grunn av arten av oppstart og andre forbigående prosesser i den elektriske driften av båndtransportører, stilles det strenge krav for å begrense akselerasjonen av systemet. Deres tilfredshet fører til en viss komplikasjon av den elektriske stasjonen: kontrollpaneler på flere nivåer for asynkrone motorer med en faserotor, ekstra belastning, startenheter, etc. vises.

Ris. 3. Hastighetsdiagrammer av ulike deler av båndtransportøren ved oppstart.

Den enkleste måten å begrense akselerasjonen i den elektriske driften av båndtransportører ved oppstart er reostatkontroll (fig. 4, a). Overgangen fra en startkarakteristikk til en annen sikrer en jevn akselerasjon av systemet. En lignende løsning på problemet brukes ofte på båndtransportører, men fører til en betydelig økning i størrelsen på kontrollpaneler og startreostater.

I noen tilfeller er det mer hensiktsmessig å begrense akselerasjonen av det elektriske drivsystemet ved ekstra bremsing av motorakselen under oppstart, siden opprettelsen av ekstra bremsemoment MT reduserer det dynamiske dreiemomentet (fig. 4, b). Som det fremgår av grafene, reduseres akselerasjonen av systemet kunstig på grunn av retardasjon, som et resultat av at hastighetssvingningene i innløps- og utløpsgrenene til transportøren reduseres. Ved slutten av starten må kilden til det ekstra bremsemomentet kobles fra motorakselen.

Ris. 4. Til metodene for å starte båndtransportører.

La oss merke i forbifarten at begrensning av akselerasjoner i det elektriske drivsystemet kan oppnås ved å bruke begge metodene samtidig, for eksempel starter reostaten ved å koble til en kilde til ekstra bremsemoment. Denne metoden brukes på lange enkeltseksjonstransportører hvor kostnaden for båndet bestemmer størstedelen av kapitalkostnaden for hele installasjonen.

Den jevne starten av systemet med dannelsen av en kunstig belastning på akselen utføres praktisk talt ved hjelp av konvensjonelle skobremser med elektrisk eller hydraulisk kontroll, tilkobling av induksjons- eller friksjonskoblinger til motorakselen, ved hjelp av ekstra bremsemaskiner, etc. statorkretsen.

Vi bemerker også at problemet med å begrense akselerasjoner i transportbåndet kan oppnås på andre måter, for eksempel ved å bruke et to-motors roterende statordrivsystem, et flerhastighets ekorn-burmotorsystem, en asynkron elektrisk drift med tyristorkontroll i motorrotorkretsen og andre.

Det skal bemerkes at drivmotoren for kjedetransportører som regel skal plasseres etter seksjonen med størst belastning, dvs. strekningen med mye last og bratte stigninger og svinger.

Vanligvis, basert på denne anbefalingen, er motoren plassert på det høyeste løftepunktet. Når du installerer drevet, må du ta hensyn til at seksjonene av sporet med et stort antall svinger skal ha så lite spenning som mulig: dette fører til reduksjon av tap på den buede delen av banen.

Bestemmelse av kraften til drivmotoren til kjedetransportøren utføres også på grunnlag av tegning av diagrammet over trekkraften langs hele ruten (se fig. 1, b).

Ved å vite i samsvar med diagrammet spenningen og kraften på den kommende delen av trekkelementet, samt bevegelseshastigheten, kan kraften til den elektriske stasjonen beregnes ved hjelp av formelen.

Kjedetransportører, til tross for den betydelige lengden på rutene, på grunn av de relativt lave hastighetene, for eksempel i maskinbyggende bedrifter, fungerer oftest med én drivmotor med relativt lav effekt (noen få kilowatt). I de samme anleggene er det imidlertid kraftigere transportørinstallasjoner med kjedetrekkenheter hvor det benyttes flere drivmotorer. Dette elektriske drivsystemet har en rekke karakteristiske trekk.

I en flermotors kjedetransportørdrift vil rotorene til motorene i likevekt ha samme hastighet fordi de er mekanisk koblet gjennom trekkelementet. I forbigående moduser kan rotorhastighetene variere noe på grunn av de elastiske deformasjonene til trekkelementet.

På grunn av tilstedeværelsen av en mekanisk forbindelse mellom rotorene til maskinene til en multimotortransportør, oppstår ytterligere spenninger i trekkelementet på grunn av forskjellige belastninger på grenene. Naturen til disse spenningene kan belyses ved å vurdere rørledningsdiagrammet vist i fig. 5. Med samme belastning på transportbåndsplitterne vil alle fire motorer, hvis deres egenskaper er like, ha samme hastighet og belastning.

Ris. 5. Oppsett av en multi-motor transportør.

En økning i belastningen på gren I vil føre til at for det første vil hastigheten til motor D1 reduseres, og hastigheten til motorene D2, D3 og D4 vil forbli konstant. Dermed vil motor D2 rotere med en høyere hastighet enn motor D1 og vil skape en ekstra spenning i grenene II og deretter I.

Spenningen på gren II vil føre til noe avlastning av motor D1 og øke hastigheten. Det samme bildet vil skje i gren II da motor D3 vil ta en del av lasten fra gren II på transportøren. Gradvis utjevnes hastighetene og belastningene til motorene, men det skapes ekstra belastning i trekkelementet.

Ved valg av kjededrift med flere motorer, tegnes trekkraftdiagrammet på samme måte som for en enkelt motor. Den elektriske driften må gi den maksimale trekkraften som er nødvendig for å overvinne motstanden mot transportørens bevegelse. I fig. 1, b viser et diagram over trekkkreftene i trekkelementet til transportøren, i henhold til hvilket det er mulig å skissere installasjonsstedet for drivstasjonene.

Hvis vi for eksempel setter betingelsen om at antall drivstasjoner er tre og alle motorer må gi samme trekkraft, så må motorene installeres på et sted karakterisert ved punkt 0 og i en avstand 0 -1 og 0- 2 fra den, henholdsvis (fig. 6, a) Under driften av transportøren, i tilfelle fullstendig samsvar mellom de mekaniske egenskapene til motorene, skaper hver av dem omtrent samme trekkraft (Fn - T0) / 3 .

Ris. 6. Grafer over lastfordeling i trekkelementet til kjedetransportøren.

Bruken av multimotordrev på kjedetransportører reduserer belastningen på trekkelementet betydelig, som et resultat av at det mekaniske utstyret kan velges lettere. Det optimale antallet drivstasjoner på transportøren velges gjennom en teknisk og økonomisk sammenligning av alternativene, som tar hensyn til både kostnaden for den elektriske stasjonen og det mekaniske utstyret.

I det tilfellet at egenskapene til motorene er litt forskjellige, kan hver maskin skape en trekkraft som er forskjellig fra den beregnede. I fig. 6a viser de mekaniske egenskapene til tre motorer med samme effekt, med samme parametere, og i fig. 6, b — egenskaper til motorer med forskjellige parametere. Kreftene som motorene vil skape finner man ved å bygge felles karakteristikk 4.

Siden rotorene til alle transportørmotorer er fast koblet til trekkelementet, tilsvarer deres hastighet hastigheten på kjeden, og den totale kraften er lik (Fa - T0). Drivkraften til hver motor kan enkelt oppnås ved å tegne en horisontal linje som tilsvarer den nominelle hastigheten og kryssegenskapene 1, 2, 3 og 4.

I fig. 6, a og b, i tillegg til de mekaniske egenskapene til motorene, er det vist trekkraftdiagrammer. I trekkelementet, med forskjellige egenskaper til motorene, kan det skapes ytterligere spenning på grunn av forskjellen i trekkkreftene som utvikles av transportørmotorene.

Ved valg av motorer til transportørens drivstasjoner, bør egenskapene deres kontrolleres, og om mulig bør en fullstendig samsvar oppnås.Basert på disse forholdene, er det tilrådelig å bruke asynkrone motorer med en viklet rotor, hvor matching av egenskaper kan oppnås ved å innføre ytterligere motstander i rotorkretsen.

I fig. 7 viser de mekaniske karakteristikkene til den to-motors elektriske transportørdrift. Karakteristikk 1 og 2 er naturlige, henholdsvis karakteristika 1 'og 2' oppnås med ekstra motstand innført i motorens rotorkrets. Det totale dreiemomentet og trekkraften utviklet av motorene vil være det samme for både harde 1, 2 og myke 1', 2' egenskaper. Belastningen mellom motorene fordeles imidlertid gunstigere med myke egenskaper.

Ris. 7. Lastfordeling mellom transportørmotorene med forskjellig stivhet av deres egenskaper.

Ved utforming av mekanisk utstyr bør det tas hensyn til at transportørens hastighet reduseres med mykningen av motoregenskapene, og for å opprettholde en konstant nominell hastighet på transportøren, er det nødvendig å endre girforholdet på girkassene. I praksis er det tilrådelig å innføre ytterligere motstand i rotorkretsen til transportørmotorer med ikke mer enn 30% av rotorens nominelle motstand. I dette tilfellet bør motoreffekten øke omtrent 1 / (1 —s) ganger. Når ekorn-bur asynkronmotorer er installert på transportøren, bør de velges med økt slip.