Izbor električnog pogona za transportere

Unatoč značajnoj dizajnerskoj raznolikosti transportera, pri odabiru električnog pogona mogu se kombinirati u jednu karakterističnu skupinu. Prije svega, treba napomenuti da zbog tehnoloških uvjeta ovi mehanizmi obično ne zahtijevaju kontrolu brzine.

Samo nekoliko transportera koristi plitku kontrolu brzine u rasponu 2:1 za promjenu brzine rada. Motori pokretnih traka rade u različitim uvjetima okoline, u mnogim slučajevima u prašnjavim, vlažnim prostorijama s visokim ili niskim temperaturama, na otvorenom, u radionicama s agresivnim okruženjima itd.

Karakteristična značajka transportera je veliki statički moment otpora u mirovanju, koji u pravilu premašuje nominalni zbog različitih razloga, uključujući skrućivanje maziva u dijelovima koji se trljaju. Stoga se na električni pogon transportera nameću zahtjevi za visokom pouzdanošću, lakoćom održavanja, kao i osiguranjem povećanog startnog momenta.

U nekim slučajevima pojavljuju se dodatni zahtjevi kako bi se osiguralo glatko pokretanje, spriječilo klizanje remena, mala kontrola brzine i koordinirana rotacija nekoliko električnih pogona. Sve ove zahtjeve zadovoljavaju kavezni indukcijski motori ili asinkroni motori s faznim rotorom.

Odabir snage pogonskog motora transportera vrši se metodom postupne konvergencije zajedno s proračunom i izborom sve mehaničke opreme. Prva faza proračuna sastoji se u približnom određivanju vučne sile i napetosti, prema kojoj se vrši preliminarni odabir snage motora i odabir mehaničke opreme. U drugoj fazi proračuna gradi se ažurirani grafikon ovisnosti o napetosti, uzimajući u obzir gubitke duž duljine transportera. Nakon crtanja grafikona odabiru se mjesta za ugradnju elektromotora, provjerava se motor i mehanička oprema prema rezultirajućoj sili i naponu.

Poznat je veliki broj formula za približno određivanje vučne sile i napetosti transportera, predloženih na temelju iskustva u projektiranju i radu transportera. Jedan od njih izgleda ovako:

gdje je T napon transportera, N; F je napor koji elektromotor mora prevladati, N; T0 - prednaprezanje, N; Fp je napor zbog podizanja tereta, N; ΔF je ukupna sila uzrokovana silama trenja na dionicama pokretne staze, N.

Prema naporu i napetosti u vučnom elementu transportera vrši se preliminarni izbor motorne i mehaničke opreme.Formule za izračunavanje gubitaka u bubnjevima, zupčanicima, blokovima i drugim elementima opreme mogu se naći u posebnoj literaturi o mehaničkom dijelu transportera.

Za izradu dijagrama vučne sile crta se staza pokretne trake sa svim usponima i padovima, zavojima, pogonskim i zateznim stanicama, blokovima za vođenje i bubnjevima. Zatim, ako se pođe od najmanje opterećenog dijela transportera, uzimaju se u obzir gubici u svakom elementu i dobiva se napetost vučnog elementa po cijeloj dužini. Na sl. Na slici 1 prikazani su dijagrami vučnih sila trakastih i lančanih transportera s jednim motornim električnim pogonom.

Riža. 1. Dijagram vučnih sila kod trakastih (a) i lančanih (b) transportera: a — pogonska stanica; b — naponska stanica.

Snaga pogonskog motora transportera određena je formulom

ovdje P - snaga motora, kW; FH - sila na nadolazećem dijelu vučnog elementa, N; v je brzina kretanja vučnog elementa, m / s; η — učinkovitost pogonskog mehanizma.

Kod projektiranja trakastih transportera, nakon crtanja dijagrama vučne sile, određuje se položaj pogonske stanice na transportnoj traci. Električni pogon dugih transportera, na primjer transportnih sustava velikog protoka, nepraktično je raditi s jednim motorom, budući da se u ovom slučaju znatan napor ulaže u mehaničku opremu smještenu u blizini pogonske stanice.

Preopterećenje navedenih dijelova transportera dovodi do toga da se dimenzije mehaničkog dijela, a posebno vučnog elementa naglo povećavaju.Kako bi se spriječila pojava velikih vučnih sila, transportere pokreće nekoliko pogonskih stanica. U tom slučaju se u vučnom elementu pogonske stanice stvara sila koja je proporcionalna statičkom otporu samo jedne sekcije, a vučni element ne prenosi sile za pogon cijelog transportera.

Ako na transportnoj traci postoji nekoliko pogonskih stanica, mjesto njihove ugradnje odabire se prema dijagramu vučne sile, tako da je vučna sila motora nekoliko stanica približno jednaka sili jednomotornog električnog pogona ( Slika 2).

Riža. 2. Shema vučnih sila trakastog transportera: a — s jednomotornim električnim pogonom; b — s višemotornim električnim pogonom.

Međutim, treba uzeti u obzir da je za konačni odabir snage motora pogonske stanice potrebno izgraditi ažurirani dijagram vučnih sila za svaku granu. Ovo usavršavanje je zbog činjenice da zbroj napora svih sekcija ne mora biti jednak sili s pogonom s jednim motorom, što je određeno smanjenjem presjeka vučnog elementa i odgovarajućim smanjenjem gubitaka trenja s višemotornim pogonom.

Imajte na umu da je za velike trakaste transportere, gdje snaga motora doseže desetke i stotine kilovata, duljina rute između pogonskih stanica najčešće oko 100-200 m. Treba napomenuti da je strukturna integracija pogonskih stanica u transporter povezana s određenim poteškoćama, posebno za transportne trake ... Stoga su najprikladnija mjesta za njihovu ugradnju krajnje točke rute.U nekim poduzećima duljina transportera bez sekcija doseže 1000-1500 m.

Ugradnja nekoliko pogonskih stanica na transportnu traku dovodi, u pravilu, do povećanja učinka višemotornog električnog pogona u usporedbi s jednim. To je određeno činjenicom da, na primjer, prilikom pokretanja pokretne trake motor može raditi u praznom hodu.

Kako se opterećenje povećava, uključuje se drugi motor, a zatim sljedeći. Ako se opterećenje smanji, motori se mogu djelomično isključiti. Ovi prekidači dovode do smanjenja vremena rada motora pri niskom opterećenju i povećanja njihove učinkovitosti. U slučaju blokade transportera transportiranim materijalima, povećanja statičkog momenta zbog skrućivanja maziva, itd., moguće je pokrenuti sve motore zajedno kako bi se stvorio povećani startni moment.

Od velike važnosti pri izboru sustava za upravljanje električnim pogonom trakastih transportera je pravilan proračun elastičnih deformacija vučnog elementa i ubrzanja koja se mogu pojaviti tijekom prijelaznih procesa. Okrenimo se sl. 3, koji prikazuje grafikone promjene brzine pri pokretanju motora nadolazeće 1 i isteku 2 grane trake. Transportnu traku pokreće indukcijski kavezni motor, a pretpostavlja se da je statički moment osovine motora konstantan.

Priroda promjene brzine u granama 1 i 2 transportera uvelike će ovisiti o duljini trake.Za malu duljinu transportera, oko nekoliko desetaka metara, grafovi promjena brzine grana 1 i 2 tijekom vremena će biti blizu jedan drugome (slika 3, a). Naravno, u ovom slučaju, grana 2 će se početi kretati s određenim zaostatkom u odnosu na granu 1 zbog elastične deformacije trake, ali se brzine grana prilično brzo izjednačavaju, iako uz neke fluktuacije.

Situacija je malo drugačija kada se pokreću transporteri s dugim trakama, oko stotina metara. U ovom slučaju, početak s mjesta izlazne grane 2 transportera može započeti nakon što pogonski motor postigne konstantnu brzinu (slika 3, b). Na transporterima s dugom trakom može se primijetiti kašnjenje u početku kretanja dijelova trake na udaljenosti od 70-100 m od ulazne grane pri konstantnoj brzini motora. U tom slučaju stvara se dodatna elastična napetost u pojasu i vučna sila se primjenjuje na sljedeće dijelove pojasa udarcem.

Kako svi dijelovi transportera postižu ujednačenu brzinu, elastična napetost trake se smanjuje. Povratak pohranjene energije može dovesti do povećanja brzine remena u usporedbi s stacionarnim i njegovim oscilacijama (slika 3, b). Takva prolazna priroda vučnog elementa je krajnje nepoželjna, jer dovodi do povećanog trošenja remena, au nekim slučajevima i do kidanja.

Ove okolnosti dovode do činjenice da se zbog prirode pokretanja i drugih prijelaznih procesa u električnom pogonu trakastih transportera postavljaju strogi zahtjevi za ograničenje ubrzanja sustava. Njihovo zadovoljenje dovodi do određene komplikacije električnog pogona: pojavljuju se višerazinske upravljačke ploče za asinkrone motore s faznim rotorom, dodatno opterećenje, uređaji za pokretanje itd.

Riža. 3. Dijagrami brzina različitih sekcija transportne trake pri pokretanju.

Najjednostavniji način ograničavanja ubrzanja u električnom pogonu trakastih transportera pri pokretanju je upravljanje reostatom (slika 4, a). Prijelaz s jedne startne karakteristike na drugu osigurava glatko ubrzanje sustava. Slično rješenje problema često se koristi na trakastim transporterima, ali dovodi do značajnog povećanja veličine upravljačkih ploča i startnih reostata.

U nekim je slučajevima primjerenije ograničiti ubrzanje električnog pogonskog sustava dodatnim kočenjem osovine motora tijekom pokretanja, budući da stvaranje dodatnog momenta kočenja MT smanjuje dinamički moment (slika 4, b). Kao što je vidljivo iz grafikona, ubrzanje sustava se umjetno smanjuje zbog usporavanja, zbog čega se smanjuju fluktuacije brzine u ulaznoj i izlaznoj grani transportera. Na kraju pokretanja, izvor dodatnog momenta kočenja mora se odvojiti od osovine motora.

Riža. 4. Na metode pokretanja trakastih transportera.

Usput napomenimo da se ograničenje ubrzanja u sustavu električnog pogona može postići istovremenim korištenjem obje metode, npr. reostat se pokreće spajanjem izvora dodatnog kočnog momenta. Ova se metoda koristi na dugim jednodijelnim transporterima gdje cijena trake određuje većinu kapitalnih troškova cijele instalacije.

Glatko pokretanje sustava uz stvaranje umjetnog opterećenja na osovini praktički se provodi pomoću konvencionalnih papučastih kočnica s električnim ili hidrauličkim upravljanjem, spajanjem indukcijskih ili tarnih spojki na osovinu motora, korištenjem dodatnih strojeva za kočenje itd. krug statora.

Također napominjemo da se problem ograničenja ubrzanja u pokretnoj traci može postići na druge načine, na primjer, uporabom dvomotornog pogonskog sustava rotacijskog statora, višebrzinskog kaveznog motora, asinkronog električnog pogona s tiristorskim upravljanjem u krugu rotora motora i drugi.

Treba napomenuti da se pogonski motor kod lančanih transportera u pravilu treba nalaziti iza najopterećenije dionice, tj. dionica rute s velikom količinom tereta i strmim usponima i zavojima.

Obično se, na temelju ove preporuke, motor postavlja na najvišu točku podizanja. Prilikom ugradnje pogona vodite računa da dionice staze s velikim brojem zavoja budu što manje zategnute: to dovodi do smanjenja gubitaka na zakrivljenom dijelu staze.

Određivanje snage pogonskog motora lančanog transportera također se provodi na temelju crtanja dijagrama vučne sile duž cijele rute (vidi sliku 1, b).

Poznavajući u skladu s dijagramom napetost i silu na nadolazećem dijelu vučnog elementa, kao i brzinu kretanja, snaga električnog pogona može se izračunati formulom.

Lančani transporteri, unatoč znatnoj duljini trasa, zbog relativno malih brzina, na primjer u poduzećima za izgradnju strojeva, najčešće rade s jednim pogonskim motorom relativno male snage (nekoliko kilovata). U istim pogonima, međutim, postoje snažnije transportne instalacije s lančanim vučnim jedinicama gdje se koristi nekoliko pogonskih motora. Ovaj sustav električnog pogona ima niz karakterističnih značajki.

U višemotornom lančanom pogonu transportera, rotori motora u ravnoteži imat će istu brzinu jer su mehanički povezani preko vučnog elementa. U prijelaznim načinima rada brzine rotora mogu se malo razlikovati zbog elastičnih deformacija vučnog elementa.

Zbog prisutnosti mehaničke veze između rotora strojeva višemotornog transportera, u vučnom elementu nastaju dodatna naprezanja zbog različitih opterećenja na granama. Priroda ovih naprezanja može se razjasniti razmatranjem dijagrama cjevovoda prikazanog na sl. 5. Pri istom opterećenju razdjelnika pokretne trake sva će četiri motora, ako su im karakteristike iste, imati istu brzinu i opterećenje.

Riža. 5. Shema višemotornog transportera.

Povećanje opterećenja na grani I dovest će do činjenice da će se prije svega brzina motora D1 smanjiti, a brzina motora D2, D3 i D4 ostat će konstantna. Dakle, motor D2 će se okretati brzinom većom od one motora D1 i stvarati dodatni napon u granama II, a zatim I.

Napon na grani II će uzrokovati određeno rasterećenje motora D1 i povećati njegovu brzinu. Ista slika će se dogoditi u grani II jer će motor D3 preuzeti dio opterećenja sa grane II transportera. Postupno se brzine i opterećenja motora izjednačavaju, ali se stvara dodatno naprezanje u vučnom elementu.

Kod odabira višemotornog lančanog prijenosa dijagram vučne sile crta se na isti način kao i kod jednog motora. Električni pogon mora osigurati maksimalnu vučnu silu koja je neophodna za svladavanje otpora kretanju transportera. Na sl. 1, b prikazuje dijagram vučnih sila u vučnom elementu transportera, prema kojem je moguće ocrtati mjesto ugradnje pogonskih stanica.

Ako, na primjer, postavimo uvjet da je broj pogonskih stanica tri i da svi motori moraju pružati istu vučnu silu, tada motori moraju biti postavljeni na mjesto označeno točkom 0 i na udaljenosti 0 -1 i 0- 2 od njega, odnosno (slika 6, a). Tijekom rada transportera, u slučaju potpunog podudaranja mehaničkih karakteristika motora, svaki od njih stvara približno istu vučnu silu (Fn — T0) / 3 .

Riža. 6. Grafikoni raspodjele opterećenja u vučnom elementu lančanog transportera.

Primjenom višemotornih pogona na lančanim transporterima značajno se smanjuje opterećenje vučnog elementa, zbog čega se mehanička oprema može lakše odabrati. Optimalan broj pogonskih stanica na transportnoj traci odabire se tehničkom i ekonomskom usporedbom opcija, koja uzima u obzir i trošak električnog pogona i mehaničke opreme.

U slučaju da se karakteristike motora malo razlikuju, svaki stroj može stvoriti vučnu silu koja se razlikuje od izračunate. Na sl. 6a prikazane su mehaničke karakteristike tri motora iste snage, istih parametara, a na sl. 6, b — karakteristike motora s različitim parametrima. Sile koje će motori stvarati nalaze se izgradnjom zajedničke karakteristike 4.

Budući da su rotori svih transportnih motora čvrsto povezani s vučnim elementom, njihova brzina odgovara brzini lanca, a ukupna sila jednaka je (Fa — T0). Potisak svakog motora može se lako dobiti povlačenjem vodoravne crte koja odgovara nazivnoj brzini i karakteristikama prijelaza 1, 2, 3 i 4.

Na sl. Na slikama 6, a i b, osim mehaničkih karakteristika motora, prikazani su dijagrami vučne sile. U vučnom elementu, s različitim karakteristikama motora, može se stvoriti dodatna napetost zbog razlike u vučnim silama koje razvijaju motori transportera.

Pri izboru motora pogonskih stanica transportera treba provjeriti njihove karakteristike i po mogućnosti postići potpuno podudaranje.Na temelju ovih uvjeta preporučljivo je koristiti asinkrone motore s namotanim rotorom, kod kojih se usklađenost karakteristika može postići uvođenjem dodatnih otpora u krug rotora.

Na sl. Slika 7 prikazuje mehaničke karakteristike dvomotornog električnog pogona transportera. Karakteristike 1 i 2 su prirodne, odnosno karakteristike 1 'i 2' dobivene su dodatnim otporom uvedenim u krug rotora motora. Ukupni okretni moment i vučna sila koju razvijaju motori bit će isti za karakteristike tvrdih 1, 2 i mekih 1', 2'. Međutim, opterećenje između motora raspoređeno je povoljnije s mekim karakteristikama.

Riža. 7. Raspodjela opterećenja između motora transportera s različitim karakteristikama krutosti.

Pri projektiranju strojarske opreme treba uzeti u obzir da se brzina transportera smanjuje sa omekšavanjem karakteristika motora, a da bi se održala konstantna nazivna brzina transportera potrebno je mijenjati prijenosni omjer mjenjačima. U praksi je preporučljivo uvesti dodatni otpor u krug rotora transportnih motora s najviše 30% nazivnog otpora rotora. U tom slučaju, snaga motora trebala bi se povećati približno 1 / (1 —s) puta. Kada su kavezni asinkroni motori ugrađeni na transporter, treba ih odabrati s povećanim klizanjem.