Konveijera elektriskās piedziņas izvēle
Neskatoties uz konveijeru ievērojamo dizaina daudzveidību, izvēloties elektrisko piedziņu, tos var apvienot vienā raksturīgā grupā. Pirmkārt, jāatzīmē, ka tehnoloģisko apstākļu dēļ šiem mehānismiem parasti nav nepieciešama ātruma kontrole.
Tikai daži konveijeri izmanto seklu ātruma kontroli 2:1 diapazonā, lai mainītu darbības ātrumu. Konveijera motori darbojas dažādos vides apstākļos, daudzos gadījumos putekļainās, mitrās telpās ar augstu vai zemu temperatūru, ārā, darbnīcās ar agresīvu vidi utt.
Konveijeru raksturīga iezīme ir lielais statiskais pretestības moments miera stāvoklī, kas parasti pārsniedz nominālo dažādu iemeslu dēļ, tostarp smērvielas sacietēšana berzētās daļās. Tādējādi konveijeru elektriskajai piedziņai tiek izvirzītas prasības pēc augstas uzticamības, apkopes vienkāršības, kā arī paaugstināta palaišanas griezes momenta nodrošināšanas.
Atsevišķos gadījumos rodas papildu prasības, lai nodrošinātu vienmērīgu iedarbināšanu, novērstu siksnas izslīdēšanu, nelielu ātruma regulēšanu un vairāku elektrisko piedziņu koordinētu rotāciju. Visas šīs prasības atbilst vāveres vai fāzes rotoru indukcijas motori.
Konveijera piedziņas motora jaudas izvēle tiek veikta ar pakāpeniskas konverģences metodi kopā ar visu mehānisko iekārtu aprēķinu un izvēli. Aprēķina pirmais posms sastāv no aptuvenas vilces spēka un spriedzes noteikšanas, saskaņā ar kuru tiek veikta iepriekšēja dzinēja jaudas izvēle un mehāniskā aprīkojuma izvēle. Aprēķina otrajā posmā tiek izveidots atjaunināts spriegojuma atkarības grafiks, ņemot vērā zudumus visā konveijera garumā. Pēc grafika uzzīmēšanas tiek izvēlētas elektriskās piedziņas montāžas vietas, tiek pārbaudīts motors un mehāniskās iekārtas pret iegūto spēku un spriegumu.
Ir zināms liels skaits formulu, lai aptuveni noteiktu konveijera vilces spēku un spriegojumu, kas ierosinātas, pamatojoties uz pieredzi konveijera projektēšanā un darbībā. Viens no tiem izskatās šādi:
kur T ir konveijera spriegums, N; F ir piepūle, kas jāpārvar elektromotoram, N; T0 — spriegums, N; Fп ir piepūle, ko rada kravas pacelšana, N; ΔF ir kopējais spēks, ko rada berzes spēki konveijera sliežu ceļa posmos, N.
Atbilstoši piepūlei un spriedzei konveijera vilces elementā tiek veikta iepriekšēja motora un mehāniskā aprīkojuma izvēle.Formulas zudumu aprēķināšanai mucās, zobratos, blokos un citos aprīkojuma elementos ir atrodamas speciālajā literatūrā par konveijeru mehānisko daļu.
Lai izveidotu vilces spēka diagrammu, tiek uzzīmēts konveijera ceļš ar visiem kāpumiem un kritumiem, līkumiem, piedziņas un spriegošanas stacijām, virzošajiem blokiem un cilindriem. Tad, ja ejam no vismazāk noslogotās konveijera posma, tiek ņemti vērā zudumi katrā elementā un iegūts vilces elementa spriegums visā garumā. attēlā. 1 parādītas lentes un ķēdes konveijeru vilces spēku diagrammas ar viena motora elektrisko piedziņu.
Rīsi. 1. Vilces spēku diagramma lentes (a) un ķēdes (b) konveijeros: a — piedziņas stacija; b — sprieguma stacija.
Konveijera piedziņas motora jaudu nosaka pēc formulas
šeit P — dzinēja jauda, kW; FH — spēks uz tuvojošos vilces elementa posmu, N; v ir vilces elementa kustības ātrums, m / s; η — piedziņas mehānisma efektivitāte.
Lentes konveijeru projektēšanā pēc vilces spēka diagrammas uzzīmēšanas tiek noteikta piedziņas stacijas atrašanās vieta uz konveijera sliežu ceļa. Garu konveijeru, piemēram, lielas plūsmas transportēšanas sistēmu, elektrisko piedziņu ir nepraktiski veikt ar vienu motoru, jo šajā gadījumā tiek ieguldīts ievērojams darbs pie piedziņas stacijas esošajām mehāniskajām iekārtām.
Noteikto konveijera sekciju pārslodze noved pie tā, ka mehāniskās daļas un it īpaši vilces elementa izmēri strauji palielinās.Lai novērstu lielu vilces spēku rašanos, konveijerus darbina vairākas piedziņas stacijas. Šajā gadījumā piedziņas stacijas vilces elementā tiek radīts spēks, kas ir proporcionāls tikai vienas sekcijas statiskajai pretestībai, un vilces elements nenodod spēkus, lai virzītu visu konveijeru.
Ja uz lentes konveijera ir vairākas piedziņas stacijas, to uzstādīšanas vietu izvēlas pēc vilces spēka diagrammas tā, lai vairāku staciju dzinēju vilces spēks būtu aptuveni vienāds ar viena motora elektriskās piedziņas spēku ( 2. att.).
Rīsi. 2. Lentes konveijera vilkšanas spēku shēma: a — ar vienmotora elektrisko piedziņu; b — ar daudzmotoru elektrisko piedziņu.
Tomēr jāņem vērā, ka piedziņas stacijas motora jaudas galīgai izvēlei ir nepieciešams izveidot atjauninātu vilces spēku diagrammu katram atzaram. Šis uzlabojums ir saistīts ar faktu, ka visu sekciju pūļu summa var nebūt vienāda ar spēku ar viena motora piedziņu, ko nosaka vilces elementa sekcijas samazinājums un attiecīgi berzes zudumu samazinājums. ar vairāku motoru piedziņu.
Ņemiet vērā, ka lielajiem lentes konveijeriem, kur motora jauda sasniedz desmitiem un simtiem kilovatu, maršruta garums starp piedziņas stacijām visbiežāk ir aptuveni 100-200 m Jāņem vērā, ka piedziņas staciju strukturālā integrācija konveijerā ir kas saistīti ar zināmām grūtībām, īpaši lentes konveijeriem... Tāpēc ērtākās vietas to uzstādīšanai ir maršruta beigu punkti.Dažos uzņēmumos nedalīto konveijeru garums sasniedz 1000-1500 m.
Vairāku piedziņas staciju uzstādīšana uz lentes konveijera, kā likums, palielina daudzmotoru elektriskās piedziņas veiktspēju, salīdzinot ar vienu. To nosaka tas, ka, piemēram, iedarbinot konveijeru, dzinējs var darboties tukšgaitā.
Palielinoties slodzei, tiek ieslēgts otrais motors un pēc tam nākamie. Ja slodze tiek samazināta, motorus var daļēji izslēgt. Šie slēdži samazina dzinēju darbības laiku pie zemas slodzes un palielina to veiktspēju. Konveijeru aizsprostošanās gadījumā ar transportējamiem materiāliem, statiskā momenta palielināšanos smērvielas sacietēšanas dēļ utt., ir iespējams iedarbināt visus motorus kopā, lai radītu palielinātu palaišanas griezes momentu.
Liela nozīme lentes konveijera elektriskās piedziņas vadības sistēmas izvēlē ir pareizai vilces elementa elastīgo deformāciju un paātrinājumu aprēķināšanai, kas var rasties pārejas procesu laikā. Pievērsīsimies att. 3, kurā parādīti grafiki par ātruma izmaiņu 1 gaidāmā dzinēja iedarbināšanu un 2 sloksnes atzaru derīguma termiņa beigām. Konveijeru darbina indukcijas vāveres motors, tiek pieņemts, ka motora vārpstas statiskais griezes moments ir nemainīgs.
Ātruma izmaiņu raksturs konveijera 1. un 2. atzaros lielā mērā būs atkarīgs no lentes garuma.. Nelielam konveijera garumam, apmēram dažiem desmitiem metru, zaru ātruma izmaiņu grafiki 1. un 2 laika gaitā būs tuvu viens otram (3. att., a). Likumsakarīgi, ka šajā gadījumā 2. zars sāks kustēties ar zināmu nobīdi attiecībā pret 1. zaru sloksnes elastīgās deformācijas dēļ, taču zaru ātrumi izlīdzinās diezgan ātri, kaut arī ar nelielām svārstībām.
Situācija ir nedaudz atšķirīga, braucot konveijeriem ar garām lentēm, aptuveni simtiem metru. Šajā gadījumā starts no konveijera izejošā atzara 2 atrašanās vietas var sākties pēc tam, kad piedziņas motors sasniedz nemainīgu ātrumu (3. att., b). Uz gariem lentes konveijeriem var novērot lentes sekciju kustības sākuma aizkavi 70-100 m attālumā no ienākošā atzara pie nemainīga dzinēja apgriezienu skaita. Šajā gadījumā tiek radīts papildu elastīgais spriegums siksnā un vilces spēks tiek pielikts turpmākajām jostas daļām ar sitienu.
Tā kā visas konveijera sekcijas sasniedz vienmērīgu ātrumu, lentes elastīgais spriegums samazinās. Uzkrātās enerģijas atgriešanās var izraisīt siksnas ātruma palielināšanos salīdzinājumā ar stacionāro un tās svārstībām (3. att., b). Šāds vilces elementa pārejošs raksturs ir ārkārtīgi nevēlams, jo tas palielina jostas nodilumu un dažos gadījumos arī plīsumus.
Šie apstākļi noved pie tā, ka lentes konveijera elektriskās piedziņas palaišanas un citu pārejas procesu rakstura dēļ tiek izvirzītas stingras prasības, lai ierobežotu sistēmas paātrinājumu. Viņu apmierinātība rada zināmu elektriskās piedziņas sarežģījumu: parādās daudzlīmeņu vadības paneļi asinhronajiem motoriem ar fāzes rotoru, papildu slodzi, palaišanas ierīcēm utt.
Rīsi. 3. Lentes konveijera dažādu posmu ātruma diagrammas palaišanas brīdī.
Vienkāršākais veids, kā ierobežot paātrinājumu lentes konveijeru elektriskajā piedziņā palaišanas brīdī, ir reostata vadība (4. att., a). Pāreja no viena starta raksturlieluma uz otru nodrošina vienmērīgu sistēmas paātrinājumu. Līdzīgs problēmas risinājums bieži tiek izmantots lentes konveijeros, taču tas ievērojami palielina vadības paneļu un palaišanas reostatu izmērus.
Dažos gadījumos ir lietderīgāk ierobežot elektriskās piedziņas sistēmas paātrinājumu, papildus bremzējot motora vārpstu palaišanas laikā, jo papildu bremzēšanas momenta MT izveidošana samazina dinamisko griezes momentu (4. att., b). Kā redzams no grafikiem, palēninājuma dēļ tiek mākslīgi samazināts sistēmas paātrinājums, kā rezultātā tiek samazinātas ātruma svārstības konveijera ieplūdes un izplūdes zaros. Iedarbināšanas beigās papildu bremzēšanas momenta avots ir jāatvieno no motora vārpstas.
Rīsi. 4. Pie lentes konveijeru palaišanas metodēm.
Pieminēsim, ka paātrinājumu ierobežojumu elektriskās piedziņas sistēmā var panākt, izmantojot abas metodes vienlaicīgi, piemēram, reostats ieslēdzas, pieslēdzot papildu bremzēšanas momenta avotu. Šo metodi izmanto gariem vienas sekcijas konveijeriem, kur lentes izmaksas nosaka lielāko daļu no visas iekārtas kapitāla izmaksām.
Sistēmas vienmērīga iedarbināšana ar mākslīgas slodzes radīšanu uz vārpstu praktiski tiek veikta, izmantojot parastās bremzes ar elektrisko vai hidraulisko vadību, pievienojot motora vārpstai indukcijas vai berzes sajūgus, izmantojot papildu bremžu iekārtas utt. statora ķēde.
Mēs arī atzīmējam, ka konveijera lentes paātrinājuma ierobežošanas problēmu var panākt citos veidos, piemēram, izmantojot divu motoru rotējošā statora piedziņas sistēmu, daudzpakāpju vāveres būra motoru sistēmu, asinhrono elektrisko piedziņu ar tiristoru vadību. motora rotora ķēdē un citos.
Jāņem vērā, ka ķēdes konveijera piedziņas motors parasti jāatrodas aiz sekcijas ar vislielāko slodzi, t. maršruta posms ar lielu kravu daudzumu un stāviem kāpumiem un pagriezieniem.
Parasti, pamatojoties uz šo ieteikumu, dzinējs ir novietots visaugstākajā pacelšanas punktā. Uzstādot piedziņu, ņemiet vērā, ka sliežu ceļa posmos ar lielu līkumu skaitu jābūt pēc iespējas mazākam sasprindzinājumam: tas noved pie zudumu samazināšanās sliežu ceļa izliektajā daļā.
Ķēdes konveijera piedziņas motora jaudas noteikšana tiek veikta arī, pamatojoties uz vilces spēka diagrammas uzzīmēšanu visā maršrutā (sk. 1. att., b).
Zinot saskaņā ar diagrammu sasprindzinājumu un spēku uz gaidāmo vilces elementa posmu, kā arī kustības ātrumu, elektriskās piedziņas jaudu var aprēķināt pēc formulas.
Ķēdes konveijeri, neskatoties uz ievērojamo maršrutu garumu, salīdzinoši zemā ātruma dēļ, piemēram, mašīnbūves uzņēmumos, visbiežāk strādā ar vienu piedziņas motoru ar salīdzinoši mazu jaudu (daži kilovati). Tomēr tajās pašās rūpnīcās ir jaudīgākas konveijeru iekārtas ar ķēdes vilces vienībām, kurās tiek izmantoti vairāki piedziņas motori. Šai elektriskās piedziņas sistēmai ir vairākas atšķirīgas iezīmes.
Vairāku motoru ķēdes konveijera piedziņā līdzsvara stāvoklī esošo motoru rotoriem būs vienāds ātrums, jo tie ir mehāniski savienoti caur vilces elementu. Pārejas režīmos rotora apgriezieni var nedaudz atšķirties vilces elementa elastīgo deformāciju dēļ.
Sakarā ar mehāniskā savienojuma esamību starp vairāku motoru konveijera mašīnu rotoriem, vilces elementā rodas papildu spriedzes dažādu zaru slodžu dēļ. Šo spriegumu raksturu var noskaidrot, ņemot vērā cauruļvada diagrammu, kas parādīta attēlā. 5. Ar vienādu slodzi uz konveijera sadalītājiem visiem četriem motoriem, ja to raksturlielumi ir vienādi, būs vienāds ātrums un slodze.
Rīsi. 5. Daudzmotoru konveijera shēma.
Slodzes palielināšanās zarā I novedīs pie tā, ka, pirmkārt, motora D1 ātrums samazināsies, un motoru D2, D3 un D4 ātrums paliks nemainīgs. Tādējādi motors D2 griezīsies ar ātrumu, kas lielāks nekā motoram D1, un radīs papildu spriegumu II un pēc tam I zaros.
Spriegums II atzarā izraisīs motora D1 izslogošanu un palielinās tā ātrumu. Tāda pati aina notiks II atzarā, jo motors D3 uzņems daļu kravas no konveijera II atzara. Pamazām dzinēju apgriezieni un slodzes izlīdzinās, bet vilces elementā tiek radīts papildu stress.
Izvēloties vairāku motoru ķēdes piedziņu, vilces spēka diagramma tiek attēlota tāpat kā vienam motoram. Elektriskajai piedziņai ir jānodrošina maksimālais vilces spēks, kas nepieciešams, lai pārvarētu konveijera kustības pretestību. attēlā. 1, b parāda konveijera vilces elementa vilces spēku diagrammu, saskaņā ar kuru ir iespējams iezīmēt piedziņas staciju uzstādīšanas vietu.
Ja, piemēram, izvirzām nosacījumu, ka piedziņas staciju skaits ir trīs un visiem dzinējiem ir jānodrošina vienāds vilces spēks, tad dzinēji jāuzstāda vietā, kuru raksturo punkts 0 un attālumā 0 -1 un 0- 2 no tā attiecīgi (6. att., a) Konveijera darbības laikā motoru mehānisko raksturlielumu pilnīgas saskaņošanas gadījumā katrs no tiem rada aptuveni vienādu vilces spēku (Fn — T0) / 3 .
Rīsi. 6. Slodzes sadalījuma grafiki ķēdes konveijera vilces elementā.
Daudzmotoru piedziņas izmantošana uz ķēdes konveijeriem ievērojami samazina vilces elementa slodzi, kā rezultātā mehāniskās iekārtas var izvēlēties vieglāk. Optimālais piedziņas staciju skaits uz konveijera tiek izvēlēts, veicot tehniski un ekonomisku iespēju salīdzinājumu, ņemot vērā gan elektriskās piedziņas, gan mehānisko iekārtu izmaksas.
Gadījumā, ja dzinēju raksturlielumi nedaudz atšķiras, katra mašīna var radīt vilces spēku, kas atšķiras no aprēķinātā. attēlā. 6.a attēlā parādīti trīs vienādas jaudas dzinēju ar vienādiem parametriem mehāniskie raksturlielumi, un att. 6, b — dažādu parametru dzinēju raksturlielumi. Spēki, ko radīs dzinēji, tiek atrasti, veidojot kopējo raksturlielumu 4.
Tā kā visu konveijera motoru rotori ir cieši savienoti ar vilces elementu, to ātrums atbilst ķēdes ātrumam, un kopējais spēks ir vienāds ar (Fa — T0). Katra dzinēja vilces spēku var viegli iegūt, novelkot horizontālu līniju, kas atbilst nominālajam ātrumam un krustojuma raksturlielumiem 1, 2, 3 un 4.
attēlā. 6, a un b, papildus dzinēju mehāniskajiem raksturlielumiem ir parādītas vilces spēka diagrammas. Vilces elementā ar dažādiem motoru raksturlielumiem var rasties papildu spriegums konveijera dzinēju radīto vilces spēku atšķirību dēļ.
Izvēloties konveijera piedziņas staciju motorus, ir jāpārbauda to raksturlielumi un, ja iespējams, jāpanāk pilnīga atbilstība.Pamatojoties uz šiem nosacījumiem, ir vēlams izmantot asinhronos motorus ar uztītu rotoru, kur raksturlielumu saskaņošanu var panākt, ieviešot papildu pretestības rotora ķēdē.
attēlā. 7 parāda divu motoru elektriskās konveijera piedziņas mehāniskās īpašības. 1. un 2. raksturlielumi ir dabiski, attiecīgi raksturlielumi 1 'un 2' tiek iegūti ar papildu pretestību, kas tiek ieviesta motora rotora ķēdē. Dzinēju izstrādātais kopējais griezes moments un vilces spēks būs vienāds gan cietajiem 1, 2, gan mīkstajiem 1', 2' raksturlielumiem. Tomēr slodze starp dzinējiem tiek sadalīta labvēlīgāk ar mīkstajām īpašībām.
Rīsi. 7. Slodzes sadalījums starp konveijera dzinējiem ar dažādu to raksturlielumu stingrību.
Projektējot mehāniskās iekārtas, jāņem vērā, ka konveijera ātrums samazinās līdz ar dzinēju raksturlielumu mīkstināšanu, un, lai saglabātu nemainīgu konveijera nominālo ātrumu, ir jāmaina pārnesumskaitlis. pārnesumkārbas. Praksē ir ieteicams ieviest papildu pretestību konveijera dzinēju rotora ķēdē ar ne vairāk kā 30% no rotora nominālās pretestības. Šajā gadījumā dzinēja jaudai vajadzētu palielināties aptuveni 1/(1 s) reizes. Ja uz konveijera ir uzstādīti asinhronie motori ar vāveres sprostu, tie jāizvēlas ar palielinātu slīdēšanu.