Valg af elektrisk drev til transportbånd

På trods af den betydelige designmangfoldighed af transportører, når du vælger et elektrisk drev, kan de kombineres i en karakteristisk gruppe. Først og fremmest skal det bemærkes, at på grund af teknologiske forhold kræver disse mekanismer normalt ikke hastighedskontrol.

Kun få transportører bruger en lav hastighedskontrol i 2:1-området til at ændre driftshastigheden. Transportørmotorer fungerer under forskellige miljøforhold, i mange tilfælde i støvede, fugtige rum med høje eller lave temperaturer, udendørs, i værksteder med aggressive miljøer mv.

Et karakteristisk træk ved transportører er det store statiske modstandsmoment i hvile, som som regel overstiger den nominelle på grund af forskellige årsager, herunder størkning af smøremidlet i gnidningsdele. Der stilles således krav til høj pålidelighed, nem vedligeholdelse samt tilvejebringelse af øget startmoment til transportbånds elektriske drev.

I nogle tilfælde opstår der yderligere krav for at sikre en jævn start, forhindre remglidning, lille hastighedskontrol og koordineret rotation af flere elektriske drev. Alle disse krav er tilstrækkeligt opfyldt af egern-bur eller fase-rotor induktionsmotorer.

Effektudvælgelsen af ​​transportørens drivmotor sker ved en gradvis konvergensmetode sammen med beregning og udvælgelse af alt det mekaniske udstyr. Den første fase af beregningen består i den omtrentlige bestemmelse af trækkraften og spændingen, ifølge hvilken det foreløbige valg af motorkraft og valget af mekanisk udstyr foretages. I det andet trin af beregningen opbygges en opdateret graf over spændingsafhængigheden under hensyntagen til tab langs transportørens længde. Efter at have tegnet grafen vælges stederne til montering af det elektriske drev, motoren og det mekaniske udstyr kontrolleres mod den resulterende kraft og spænding.

Et stort antal formler er kendt for tilnærmelsesvis at bestemme transportørens trækkraft og spænding, foreslået på baggrund af erfaring med design og drift af transportører. En af dem ser sådan ud:

hvor T er transportørspændingen, N; F er den indsats, som den elektriske motor skal overvinde, N; T0 — forspænding, N; Fп er indsatsen på grund af at løfte lasten, N; ΔF er den samlede kraft forårsaget af friktionskræfter på sektioner af transportbanen, N.

I henhold til indsatsen og spændingen i transportørens trækelement foretages et foreløbigt valg af motor og mekanisk udstyr.Formler til beregning af tab i tromler, gear, blokke og andre udstyrselementer kan findes i speciallitteratur om den mekaniske del af transportører.

For at konstruere et trækkraftdiagram tegnes en transportbane med alle op- og nedture, bøjninger, driv- og spændingsstationer, styreblokke og tromler. Så, hvis vi går ud fra den mindst belastede sektion af transportøren, tages tabene i hvert element i betragtning, og trækelementets spænding langs hele længden opnås. I fig. 1 viser diagrammer over trækkræfterne for bånd- og kædetransportører med en enkeltmotors elektrisk drev.

Ris. 1. Diagram over trækkræfter i bånd (a) og kæde (b) transportører: a — drivstation; b — spændingsstation.

Effekten af ​​transportørens drivmotor bestemmes af formlen

her P - motoreffekt, kW; FH — kraft på den kommende sektion af trækelementet, N; v er bevægelseshastigheden for trækelementet, m/s; η — drivmekanismens effektivitet.

Ved design af båndtransportører, efter at have plottet et trækkraftdiagram, bestemmes placeringen af ​​drivstationen på transportbåndet. Elektrisk drift af lange transportører, for eksempel store flow-transportsystemer, er upraktisk at gøre med en enkelt motor, da der i dette tilfælde lægges en betydelig indsats i det mekaniske udstyr, der er placeret i nærheden af ​​drivstationen.

Overbelastningen af ​​de specificerede sektioner af transportøren fører til, at dimensionerne af den mekaniske del og især af trækelementet øges kraftigt.For at forhindre, at der opstår store trækkræfter, drives transportørerne af flere drivstationer. I dette tilfælde genereres en kraft i drivstationens trækelement, som er proportional med den statiske modstand af kun én sektion, og trækelementet overfører ikke kræfter til at drive hele transportøren.

Hvis der er flere drivstationer på båndtransportøren, vælges placeringen af ​​deres installation i henhold til trækkraftdiagrammet, således at trækkraften af ​​motorerne på flere stationer er omtrent lig med kraften af ​​et enkeltmotors elektrisk drev ( Fig. 2).

Ris. 2. Skema over trækkræfterne for en båndtransportør: a — med et enkeltmotors elektrisk drev; b — med multimotor elektrisk drev.

Det skal dog tages i betragtning, at for det endelige valg af drivstationens motoreffekt er det nødvendigt at bygge et opdateret diagram over trækkræfter for hver gren. Denne forfining skyldes det faktum, at summen af ​​indsatsen for alle sektioner muligvis ikke er lig med kraften med et enkeltmotordrev, som bestemmes af en reduktion i trækelementets sektion og en tilsvarende reduktion i friktionstab. med et multimotordrev.

Bemærk, at for store båndtransportører, hvor motoreffekten når op på tiere og hundreder af kilowatt, er rutelængden mellem drivstationerne oftest omkring 100-200 m. Det skal bemærkes, at den strukturelle integration af drivstationerne i transportøren er forbundet med visse vanskeligheder, især for båndtransportører ... Derfor er de mest bekvemme steder for deres installation endepunkterne på ruten.I nogle virksomheder når længden af ​​ikke-sektionerede transportører 1000-1500 m.

Installationen af ​​flere drivstationer på en båndtransportør fører som regel til en stigning i ydeevnen af ​​et multimotor elektrisk drev sammenlignet med en enkelt. Dette bestemmes af, at en motor for eksempel ved start af en transportør kan køre i tomgang.

Efterhånden som belastningen øges, tændes den anden motor, og derefter de følgende. Hvis belastningen reduceres, kan motorerne slukkes delvist. Disse kontakter fører til en reduktion af motorernes køretid ved lav belastning og en stigning i deres ydeevne. I tilfælde af blokering af transportører af transporterede materialer, forøgelse af statisk moment på grund af størkning af smøremiddel osv., er det muligt at starte alle motorer sammen for at skabe øget startmoment.

Af stor betydning, når du vælger et system til styring af det elektriske drev af båndtransportører, er den korrekte beregning af de elastiske deformationer af trækelementet og de accelerationer, der kan forekomme under forbigående processer. Lad os vende os til fig. 3, som viser graferne for hastighedsændringen ved starten af ​​motoren for den kommende 1 og udløbet af 2 grene af strimlen. Transportøren drives af en induktions-egern-burmotor, det statiske drejningsmoment på motorakslen antages at være konstant.

Arten af ​​hastighedsændringen i grenene 1 og 2 af transportøren vil i høj grad afhænge af båndets længde.For en lille længde af transportørerne, omkring nogle få 10 meter, er graferne for ændringer i hastigheden af ​​grenene 1. og 2 over tid vil være tæt på hinanden (fig. 3, a). Naturligvis vil gren 2 i dette tilfælde begynde at bevæge sig med en vis forsinkelse i forhold til gren 1 på grund af elastisk deformation af båndet, men grenenes hastighed udjævnes ret hurtigt, dog med nogle udsving.

Situationen er lidt anderledes, når man kører transportører med lange bånd, omkring hundrede af meter. I dette tilfælde kan starten fra placeringen af ​​den udgående gren 2 af transportøren begynde, efter at drivmotoren når en konstant hastighed (fig. 3, b). På lange båndtransportører kan der observeres en forsinkelse i begyndelsen af ​​bevægelsen af ​​båndsektionerne i en afstand på 70-100 m fra den indgående gren ved konstant motorhastighed. I dette tilfælde skabes yderligere elastisk spænding i bæltet, og trækkraften påføres de følgende sektioner af bæltet med et spark.

Når alle sektioner af transportøren når en konstant hastighed, falder den elastiske spænding af båndet. Returneringen af ​​den lagrede energi kan føre til en stigning i båndets hastighed sammenlignet med den stationære og til dens svingninger (fig. 3, b). En sådan forbigående karakter af trækelementet er yderst uønsket, da det fører til øget slid på bæltet og i nogle tilfælde til rivning.

Disse omstændigheder fører til, at der på grund af arten af ​​opstart og andre forbigående processer i det elektriske drev af båndtransportører stilles strenge krav for at begrænse accelerationen af ​​systemet. Deres tilfredshed fører til en vis komplikation af det elektriske drev: multi-level kontrolpaneler til asynkronmotorer med en faserotor, ekstra belastning, startanordninger osv. vises.

Ris. 3. Hastighedsdiagrammer af forskellige sektioner af båndtransportøren ved opstart.

Den enkleste måde at begrænse accelerationen i det elektriske drev af båndtransportører ved opstart er rheostatstyring (fig. 4, a). Overgangen fra en startkarakteristik til en anden sikrer en jævn acceleration af systemet. En lignende løsning på problemet bruges ofte på båndtransportører, men fører til en betydelig stigning i størrelsen af ​​kontrolpaneler og startreostater.

I nogle tilfælde er det mere hensigtsmæssigt at begrænse accelerationen af ​​det elektriske drivsystem ved yderligere bremsning af motorakslen under opstart, da skabelsen af ​​yderligere bremsemoment MT reducerer det dynamiske drejningsmoment (fig. 4, b). Som det ses af graferne, reduceres systemets acceleration kunstigt på grund af deceleration, hvorved hastighedsudsvingene i transportørens ind- og udløbsgrene reduceres. Ved starten af ​​starten skal kilden til det ekstra bremsemoment afbrydes fra motorakslen.

Ris. 4. Til metoderne til at starte båndtransportører.

Lad os i forbifarten bemærke, at begrænsningen af ​​accelerationer i det elektriske drivsystem kan opnås ved at bruge begge metoder på samme tid, for eksempel starter rheostaten ved at forbinde en kilde til yderligere bremsemoment. Denne metode bruges på lange enkeltsektionstransportører, hvor omkostningerne til båndet bestemmer størstedelen af ​​kapitalomkostningerne for hele installationen.

Den glatte start af systemet med skabelsen af ​​en kunstig belastning på akslen udføres praktisk talt ved hjælp af konventionelle bremsesko med elektrisk eller hydraulisk styring, tilslutning af induktions- eller friktionskoblinger til motorakslen, ved hjælp af yderligere bremsemaskiner osv. statorkredsløbet.

Vi bemærker også, at problemet med at begrænse accelerationer i transportbåndet kan opnås på andre måder, for eksempel ved at bruge et to-motors roterende statordrev, et multi-speed egern-bur-motorsystem, et asynkront elektrisk drev med tyristorstyring i motorrotorkredsløbet og andre.

Det skal bemærkes, at drivmotoren til kædetransportører som udgangspunkt skal placeres efter sektionen med den største belastning, dvs. den del af ruten med en stor mængde læs og stejle stigninger og sving.

Normalt, baseret på denne anbefaling, er motoren placeret på det højeste løftepunkt. Når du installerer drevet, skal du tage højde for, at sektionerne af sporet med et stort antal bøjninger skal have så lidt spænding som muligt: ​​dette fører til en reduktion af tab på den buede del af banen.

Bestemmelse af kraften af ​​kædetransportørens drivmotor udføres også på grundlag af tegning af diagrammet over trækkraften langs hele ruten (se fig. 1, b).

Ved at kende i overensstemmelse med diagrammet spændingen og kraften på den kommende sektion af trækelementet, såvel som bevægelseshastigheden, kan det elektriske drevs kraft beregnes ved hjælp af formlen.

Kædetransportører, på trods af den betydelige længde af ruterne, på grund af de relativt lave hastigheder, for eksempel i maskinbyggeri, arbejder oftest med én drivmotor med en relativt lav effekt (et par kilowatt). I de samme anlæg er der dog mere kraftfulde transportørinstallationer med kædetrækaggregater, hvor der anvendes flere drivmotorer. Dette elektriske drivsystem har en række karakteristiske træk.

I et kædetransportørdrev med flere motorer vil motorernes rotorer i ligevægt have samme hastighed, fordi de er mekanisk forbundet gennem trækelementet. I transiente tilstande kan rotorhastighederne afvige lidt på grund af de elastiske deformationer af trækelementet.

På grund af tilstedeværelsen af ​​en mekanisk forbindelse mellem rotorerne på maskinerne på en multimotortransportør opstår der yderligere spændinger i trækelementet på grund af forskellige belastninger på grenene. Arten af ​​disse spændinger kan belyses ved at betragte rørledningsdiagrammet vist i fig. 5. Med samme belastning på transportbåndsplitterne vil alle fire motorer, hvis deres egenskaber er de samme, have samme hastighed og belastning.

Ris. 5. Skema af en multi-motor transportør.

En stigning i belastningen på gren I vil føre til, at først og fremmest vil hastigheden af ​​motor D1 falde, og hastigheden af ​​motorer D2, D3 og D4 forbliver konstant. Således vil motor D2 rotere med en større hastighed end motor D1 og vil skabe en ekstra spænding i grenene II og derefter I.

Spændingen på gren II vil forårsage en vis aflastning af motor D1 og øge dens hastighed. Det samme billede vil ske i gren II, da motor D3 vil tage en del af belastningen fra gren II af transportøren. Efterhånden udlignes motorernes hastigheder og belastninger, men der skabes yderligere stress i trækelementet.

Ved valg af kædetræk med flere motorer er trækkraftdiagrammet afbildet på samme måde som for en enkelt motor. Det elektriske drev skal give den maksimale trækkraft, der er nødvendig for at overvinde modstanden mod transportørens bevægelse. I fig. 1, b viser et diagram over trækkræfterne i transportørens trækelement, ifølge hvilket det er muligt at skitsere installationsstedet for drivstationerne.

Hvis vi for eksempel sætter betingelsen om, at antallet af drivstationer er tre, og alle motorer skal yde den samme trækkraft, så skal motorerne installeres på et sted, der er karakteriseret ved punkt 0 og i en afstand 0 -1 og 0- 2 fra den, henholdsvis (fig. 6, a) Under driften af ​​transportøren, i tilfælde af fuldstændig tilpasning af de mekaniske egenskaber af motorerne, skaber hver af dem omtrent den samme trækkraft (Fn — T0) / 3 .

Ris. 6. Grafer over lastfordelingen i kædetransportørens trækelement.

Brugen af ​​multimotordrev på kædetransportører reducerer belastningen på trækelementet betydeligt, hvilket resulterer i, at det mekaniske udstyr kan vælges lettere. Det optimale antal drivstationer på transportøren vælges gennem en teknisk og økonomisk sammenligning af mulighederne, som tager højde for både omkostningerne ved det elektriske drev og det mekaniske udstyr.

I tilfælde af at motorernes egenskaber er lidt forskellige, kan hver maskine skabe en trækkraft, der adskiller sig fra den beregnede. I fig. 6a viser de mekaniske karakteristika for tre motorer med samme effekt, med de samme parametre, og i fig. 6, b — karakteristika for motorer med forskellige parametre. De kræfter, som motorerne vil skabe, findes ved at bygge fælles karakteristik 4.

Da rotorerne på alle transportørmotorer er fast forbundet med trækelementet, svarer deres hastighed til kædens hastighed, og den samlede kraft er lig med (Fa - T0). Hver motors trækkraft kan let opnås ved at tegne en vandret linje svarende til den nominelle hastighed og krydskarakteristika 1, 2, 3 og 4.

I fig. 6, a og b er der ud over motorernes mekaniske egenskaber vist trækkraftdiagrammer. I trækelementet, med forskellige egenskaber af motorerne, kan der skabes yderligere spændinger på grund af forskellen i trækkræfterne udviklet af transportørmotorerne.

Ved valg af motorer til transportørdrivstationerne skal deres egenskaber kontrolleres, og om muligt skal der opnås en fuldstændig overensstemmelse.Baseret på disse forhold er det tilrådeligt at bruge asynkronmotorer med en viklet rotor, hvor matchningen af ​​karakteristika kan opnås ved at indføre yderligere modstande i rotorkredsløbet.

I fig. 7 viser de mekaniske karakteristika for to-motors elektriske transportørdrev. Karakteristika 1 og 2 er naturlige, henholdsvis karakteristika 1 'og 2' opnås med yderligere modstand indført i motorens rotorkredsløb. Det samlede drejningsmoment og trækkraft udviklet af motorerne vil være det samme for både hårde 1', 2' og bløde 1', 2' karakteristika. Belastningen mellem motorerne fordeles dog mere fordelagtigt med bløde egenskaber.

Ris. 7. Belastningsfordeling mellem transportørmotorerne med forskellig stivhed af deres egenskaber.

Ved design af mekanisk udstyr skal det tages i betragtning, at transportørens hastighed falder med blødgøringen af ​​motorernes egenskaber, og for at opretholde en konstant nominel hastighed på transportøren er det nødvendigt at ændre gearforholdet på gearkasserne. I praksis er det tilrådeligt at indføre yderligere modstand i rotorkredsløbet på transportørmotorer med højst 30% af rotorens nominelle modstand. I dette tilfælde bør motoreffekten stige ca. 1 / (1 —s) gange. Når egern-bur asynkronmotorer er installeret på transportøren, bør de vælges med øget slip.