Сделай Сам Свою Работу на 5

Электрический расчет ленточного конвейера.





6.1.Общие сведения.

Ленточный конвейер является наиболее распространенным механизмом непрерывного транспорта для перемещения сыпучих и штучных грузов (материалов).

В ленточных конвейерах лента одновременно выполняет функции несущего и тягового органа.

В конструкцию ленточного конвейера входят:

1) приводной барабан;

2) редуктор;

3) электродвигатель;

4) отводной барабан;

5) подвижные опорные ролики;

6) лента конвейера;

7) натяжной барабан;

8) натяжное устройство;

9) станция управления приводным двигателем.

Приводной барабан вместе с редуктором и электродвигателем образует приводную станцию.

Современные ЛК (ленточные конвейеры), работающие на открытых разработках полезных ископаемых обеспечивают производительность до 20000 т/час при скорости перемещения ленты примерно 6 м/сек. Суммарная мощность приводных станций достигает 3 - 4 мВт.

 

6.2.Особенности работы электропривода транспорта.

Лента с грузом, как правило движется в одном направлении с постоянной скоростью. Режим работы длительный диапазон регулирования скорости не более 2 : 1. Транспортеры сооружают на открытом воздухе, в метах с повышенной запыленностью, с влажной либо агрессивной средой, в условиях резкого колебания температур.



Главная особенность в работе электропривода ленточного конвейера – это повышенный момент Мс при страгивании с места, особенно при страгивании груженого ЛК.

Непрерывность работы, с одной стороны является фактором, обеспечивающим высокую производительность механизма, а с другой требует простоты и высокой надежности как механической так и электрической части транспортера.

Наличие фрикционной связи между ЭД и грузонесущим органом требует от ЭД плавного пуска и торможения. В ЛК значительной протяженности ускорение ограничено до 0,2 – 0,3 м/сек2 (лента играет волной при пусковых рывках, пружинит и может разрушиться). С этим явлением борются установкой нескольких ЭД вдоль трассы.

Применение много двигательного привода одновременно с улучшением динамики системы позволяет существенно уменьшить массу тянущего элемента и увеличить энергетические показатели, особенно для случаев работы ЛК с переменной нагрузкой.



При ограниченной величине ускорения необходимо сохранять движущий момент М в период пуска постоянным. В установках мощность 1000 квт и более предпочтительнее 2 – 3-х приводные системы привода.

В ЛК наиболее применимы АД с к.з. или фазным ротором. В АД с к.з. ротором регулирование скорости осуществляют изменением i редуктора, или применением многоскоростных АД.

Время пуска ЛК может достигать нескольких минут. Плавный пуск АД с фаз. Ротором достигают включением пусковых сопротивлений в цепь ротора (10 – 20 ступеней).

Для ограничения ускорения в АД с к.з. ротором включают сопротивление в цепь статора (как правило индуктивность). На рис. 6.1 приведена зависимость времени разгона ЛК от его длины.

 

Рис. 6.1.

6.3.Основной расчет.

Расчет электропривода ЛК начинают с изучения исходных данных и выбора кинематической схемы приводной станции и всего конвейера. Вычерчивается диаграмма натяжения тягового органа. А после определения сил действующих на тяговый орган рассчитывается и мощность электропривода, т.к. производительность и скорость движения задается в исходных данных. Затем выбранный двигатель проверяют по условиям перегрузки и по пусковому моменту ρ.

Пусть дан конвейер, изображенный на рис. 6.1,а.

 
 

 

 


Рис. 6.2.(а,б)

Диаграмма натяжения рабочего органа изображена на рис. 6.2,б.

Если производительность ЛК П кг/час, а скорость Vм/сек, то удельная масса полезного груза будет .

Тяговое усилие находят из эпюры сил, действующих в и=тяговом элементе. Эту эпюру строят вдоль развернутой трассы ЛК с учетом увеличения сил трения на участках с перегибами и действующих активных сил на подъемах и спусках трассы.



Сила сопротивления на горизонтальном участке равна

(6.1.)

тГР, т0 – удельная масса груза и тянущего элемента;

- длина участка, м;

k – коэффициент трения.

Сила сопротивления на наклонном участке равна:

(6.2.)

α – угол наклона трассы.

Результирующее усилие, которое должен преодолеть приводной ЭД равен:

FН = FГОР + FНАКЛ.

Зная предварительное натяжение Fщ и усилие на набегающем участке тягового органа, получим полезный момент на валу ЭД:

D – диаметр барабана приводной станции, (м);

I – передаточное число редуктора;

п – число приводных станций.

Статический момент сопротивления на валу ЭД с учетом потерь в редукторе и подшипниках приводного барабана:

(6.3)

Мощность приводной станции при статической нагрузке:

(6.4)

к3 – коэффициент запаса 1,1 – 1,3.

Из каталога определяем номинальную мощность, близкую к статической.

При переменном графике нагрузки выбранный ЭД должен развивать момент, достаточный для преодоления максимально возможного момента нагрузки

тg – коэффициент допустимой перегрузки ЭД

Для АД

Для ЭД постоянного тока тg= (2 – 5)Imax/Iном

Для АД с к.з. ротором необходима проверка по пусковому моменту:

МП ЭД > МС.П.

МП ЭД – пусковой момент ЭД;

МС.П – момент сопротивления при пуске ленточного конвейера.

МС.П = МСТ + МДИН

Силы трения возникают в подшипниках вращающихся элементов, в местах контакта роликов и катков с опорой, в тяговом элементе при его изгибах и вследствие значительной протяженности конвейера и большого количества движущихся масс составляют значительную часть суммарной статической нагрузки, а для горизонтальных конвейеров определяют всю статическую нагрузку электропривода.

Поэтому расчет сил трения при проектировании конвейеров следует выполнять весьма тщательно, т.к. именно эти силы определяют необходимую мощность и количество приводных ЭД.

Коэффициент трения к из формул (6.1), (6.2) довольно сложная величина. Обозначим ее Сп.

(6.5)

Сп – результирующая коэффициента сопротивления движению на линейном участке;

кп = 1,1 – 1,3 - коэффициент учитывающий неточности в расчетах сил трения;

μ – коэффициент трения в подшипниках;

f – коэффициент трения качения роликов и катков;

D – диаметр ролика катка;

d – диаметр вала подшипника в роликах и катках.

Увеличения усилия на изгибе тягового элемента:

(6.6)

ξТН.Б. – сила от изгиба тягового элемента, пропорциональная натяжению в набегающей точке ТН,Б,;

- сила трения в подшипниках блоков или роликов, пропорциональная равнодействующей сил N на данном участке конвейера.

 

 

 

 
 

 


Рис. 6.3

Если пренебречь весом блока G (рис. 6.3,а) и принять ТНБ ≈ ТСБ, тогда:

Си – результирующая коэффициента сопротивления на изгибе участка.

Значения Ск и Си для приближенных расчетов сведены в таблицы 6.1 и 6.2.

 

 

Таблица 6.1.

Вид участка изгиба Рис. Угол α0 СП ∙ 10-2
1. Звездочка с цепью, шкив с канатом. 2. Барабан с лентой. 3. Цепь с катками по шине. 4. Лента на роликовой батарее. 5. Цепь на роликовой батарее. а   а б в в 90 – 180   90 – 180 20 – 45 20 – 45 30 – 60 2 – 3   4 – 6 1,2 – 3 1,2 – 3 2,5 – 3,7

 

Таблица 6.2.

Тип конвейера Сп∙ 10-2
1. Канатная дорога. 2. Ленточный и цепной конвейер 0,6 – 0,7 2,0 – 2,5

 

Пример 6.

Дано: Ленточный конвейер длиной L = 200м служит для подъема руды из карьера глубиной 30 м. Производительность П = 200 т/час, скорость движения ленты v = 2 м/сек, величина разгона а не более 0,3 м/сек2, т0 - вес ленты равен 10 кг/м.

Определить мощность NЭД, проверить выбранный ЭД на возможность страгивания полностью загруженного конвейера, определить число приводных станций.

Решение.

1. Определяем статическую расчетную мощность электропривода:

СП – выбираем из таблицы (6.2) СП = 0,025;

ηм = 0,8

sin α = H/L = 0,15; cos α = 0,9887≈0,989

k3 – выбираем 1,2.

2. По каталогу выбираем ЭД защищенный, обдуваемый, серии 4А 180 М4У3 Nном=30квт; ηн=90,5%; сos φн=0,9, пном=1500 об/мин.; λ=Ммаксн=2,2; kППн=1,4; IП=7Iн; весЭД равен 185 кг.

3. Статический момент на валу ЭД

4. Номинальный момент на валу ЭД

5. Рассчитаем параметры ротора, приняв относительные размеры Dp : Lp = 1,5 : 2,5, Gp ≈1/3G

 

6. Маховый момент ротора ЭД с муфтой

GD2вр = δGpD2p = 1,2 ∙62 ∙0,0324 = 2,41 кг∙м2.

7. Эквивалентный маховый момент поступательно движущихся масс;

Примечание.

Суммарная масса поступательно движущихся грузов и элементов транспортера при производительности 200 т/час и скорости 2 м/сек находится из выражений:

Если учитывать дополнительное усилие в ленте на изгибах приводного и отводного барабанов, выражение суммарной массы примет вид:

8. Скорректированный эквивалентный маховый момент поступательно движущихся масс будет:

9. Общий приведенный маховый момент:

10. Динамический момент на валу ЭД:

11. Необходимый пусковой момент страгивания загруженного транспортера:

Мпуск = МСТ + Мдин = 182 + 6,35 ∙ 9,81=244,3 нм

12. Максимально допустимый пусковой момент, развиваемый выбранным ЭД

Мдоп = λ (0,8 – 0,85)Мном = 2,2 ∙ 0,85 ∙ 191 = 357,2 нм λ = Мк / Мн

13. Условие успешного запуска груженого транспортера, это Мдоп > Мпуск 357,2 > 244,3 нм- условия выполняются.

 

6.4.Особенности выбора основного ЭО и разработки схемы управления и защиты .

Выбор основного оборудования ЭО, типа ЭД, схемы управления, во многом определяется системой электроснабжения.

Карьерные и рудничные ленточные транспортеры запитывают как правило от комплектных трансформаторных подстанций (КТП) напряжением 6 / 0,4 кВ. Относительная мощность трансформатора КТП – S, ква – определяет способ запуска приводных ЭД транспортера. Если S трансформатора в 8 – 10 раз больше номинальной мощности ЭД, то запуск АД с к.з. ротором осуществляют прямо от сети. Если же питающий трансформатор менее мощный, то запуск АД осуществляется через дополнительные пусковые устройства. Например, АД с к.з. ротором запускают через автотрансформатор либо включением индуктивности в цепь статора.

АД с фазным ротором запускают последовательным отключением пусковых сопротивлений в цепи роторной обмотки.

Питание от КТП подается на станцию управления через разъединитель, выполненный в отдельном ящике совместно с предохранителями. Станция управления защищенного исполнения схема управления – контакторно-релейная. В схеме должна быть предусмотрена максимальная защита по перегрузке и току к.з. В электроприводах, время разгона которых велико и составляет 6 –7 сек и более, предусматривают блокировку защиты по перегрузке контактами реле времени на период разгона системы до номинальной скорости.

Если технологическим процессом предусмотрена работа двух и более транспортеров, то должна быть предусмотрена блокировка на остановку загруженных при аварийной остановке выходного (разгрузочного)транспортера.

На рис. 6.4. изображена принципиальная схема управления угольными транспортерами

 
 

 


S1 – автоматический выключатель;

М1 – ЭД наклонного транспортера (загрузочного);

М2 – ЭД горизонтального транспортера (разгрузочного);

S2, S4 – кнопки «стоп»;

S3, S5 – кнопки «пуск».

При аварийной либо нормальной остановке первого транспортера, второй останавливается автоматически.

 

 

 








Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту:



©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.