Választható elektromos hajtás a szállítószalagokhoz

A szállítószalagok jelentős tervezési változatossága ellenére az elektromos hajtás kiválasztásakor egy jellemző csoportba vonhatók. Először is meg kell jegyezni, hogy a technológiai feltételek miatt ezek a mechanizmusok általában nem igényelnek sebességszabályozást.

Csak néhány szállítószalag használ sekély sebességszabályozást 2:1 tartományban a működési sebesség megváltoztatására. A szállítószalag motorok különféle környezeti feltételek között működnek, sok esetben poros, párás, magas vagy alacsony hőmérsékletű helyiségekben, szabadban, agresszív környezetű műhelyekben stb.

A szállítószalagok jellemző tulajdonsága a nagy statikus ellenállási nyomaték nyugalmi állapotban, amely általában meghaladja a névleges értéket különböző okok miatt, beleértve a kenőanyag megszilárdulását a súrlódó alkatrészekben. Így a szállítószalagok elektromos meghajtásával szemben a nagy megbízhatóság, a könnyű karbantartás, valamint a megnövekedett indítónyomaték követelményei vannak.

Egyes esetekben további követelmények merülnek fel a zökkenőmentes indítás, a szíjcsúszás megakadályozása, a kis fordulatszám szabályozás és a több elektromos hajtás összehangolt forgása érdekében. Mindezeket a követelményeket megfelelően teljesítik a mókuskalitkás vagy fázisrotoros indukciós motorok.

A szállítószalag hajtómotor teljesítményválasztása fokozatos konvergencia módszerrel történik, az összes mechanikai berendezés számításával és kiválasztásával együtt. A számítás első szakasza a vonóerő és a feszültség hozzávetőleges meghatározásából áll, amely szerint megtörténik a motor teljesítményének előzetes kiválasztása és a mechanikus felszerelés kiválasztása. A számítás második szakaszában a feszültségfüggés frissített grafikonja készül, figyelembe véve a szállítószalag hosszában bekövetkező veszteségeket. A grafikon megrajzolása után kiválasztják az elektromos hajtás felszerelési helyeit, a motort és a mechanikus berendezéseket ellenőrzik a keletkező erővel és feszültséggel.

Számos képlet ismert a szállítószalag vonóerejének és feszültségének közelítő meghatározására, amelyeket a szállítószalagok tervezése és üzemeltetése során szerzett tapasztalatok alapján javasoltak. Az egyik így néz ki:

ahol T a szállítószalag feszültsége, N; F az az erőfeszítés, amelyet az elektromos motornak le kell győznie, N; T0 – előfeszítés, N; Fп a teheremelésből származó erőfeszítés, N; ΔF a szállítópálya szakaszain súrlódó erők által okozott összerő, N.

A szállítószalag vonóelemében jelentkező erőkifejtésnek és feszültségnek megfelelően megtörténik a motor és a mechanikus berendezés előzetes kiválasztása.A dobok, fogaskerekek, tömbök és egyéb berendezéselemek veszteségszámításának képletei a szállítószalagok mechanikus részével foglalkozó szakirodalomban találhatók.

A vonóerő diagram felépítéséhez egy szállítószalagot kell megrajzolni minden emelkedővel és lejtéssel, kanyarral, hajtó- és feszítőállomással, vezetőblokkokkal és dobokkal. Ezután, ha a szállítószalag legkevésbé terhelt szakaszáról haladunk, akkor az egyes elemek veszteségeit figyelembe vesszük, és megkapjuk a vonóelem feszültségét a teljes hosszon. ábrán. Az 1. ábrán az egymotoros elektromos meghajtású szalagos és láncos szállítószalagok vonóerejének diagramja látható.

Rizs. 1. A vonóerők diagramja a hevederes (a) és láncos (b) szállítószalagokban: a – hajtóállomás; b — feszültség állomás.

A szállítószalag hajtómotorjának teljesítményét a képlet határozza meg

itt P – motorteljesítmény, kW; FH - erő a vonóelem közelgő szakaszára, N; v a vonóelem mozgási sebessége, m/s; η — hajtómű hatásfoka.

A hevederes szállítószalagok tervezésénél vonóerő diagram felrajzolása után kerül meghatározásra a hajtóállomás elhelyezkedése a szállítópályán. Hosszú szállítószalagok, például nagy átfolyású szállítórendszerek elektromos meghajtása nem praktikus egyetlen motorral, mivel ebben az esetben jelentős erőfeszítést igényel a hajtóállomás közelében elhelyezett mechanikus berendezés.

A szállítószalag meghatározott szakaszainak túlterhelése azt a tényt okozza, hogy a mechanikus rész és különösen a vonóelem méretei meredeken megnövekednek.A nagy vonóerők fellépésének elkerülése érdekében a szállítószalagokat több meghajtó állomás hajtja. Ebben az esetben a hajtóállomás vonóelemében csak egy szakasz statikus ellenállásával arányos erő keletkezik, és a vonóelem nem ad át erőket a teljes szállítószalag meghajtására.

Ha a szállítószalagon több hajtóállomás van, akkor azok beépítési helyét a vonóerő diagram alapján választjuk meg úgy, hogy több állomás motorjának vonóereje megközelítőleg megegyezzen az egymotoros elektromos hajtás erejével ( 2. ábra).

Rizs. 2. Egy hevederes szállítószalag húzóerejének vázlata: a — egymotoros elektromos hajtással; b — többmotoros elektromos hajtással.

Figyelembe kell azonban venni, hogy a hajtóállomás motorteljesítményének végső kiválasztásához minden ágra frissített vonóerő diagramot kell készíteni. Ez a finomítás annak a ténynek köszönhető, hogy az összes szakasz erőfeszítéseinek összege nem egyezik meg az egymotoros meghajtású erővel, amelyet a vonóelem metszetének csökkenése és a súrlódási veszteségek megfelelő csökkenése határoz meg. többmotoros hajtással.

Vegye figyelembe, hogy a nagy szalagos szállítószalagok esetében, ahol a motor teljesítménye eléri a tíz és több száz kilowattot, a meghajtóállomások közötti útvonal hossza leggyakrabban 100-200 m. bizonyos nehézségekkel járnak, különösen a hevederes szállítószalagok esetében... Ezért a felszerelésükhöz a legkényelmesebb hely az útvonal végpontjai.Egyes vállalkozásoknál a nem szekcionált szállítószalagok hossza eléri az 1000-1500 m-t.

Több meghajtóállomás felszerelése egy szállítószalagra általában a többmotoros elektromos hajtás teljesítményének növekedéséhez vezet az egyetlenhez képest. Ezt az a tény határozza meg, hogy például egy szállítószalag indításakor a motor alapjáraton tud működni.

A terhelés növekedésével a második motor bekapcsol, majd a következő. A terhelés csökkentése esetén a motorok részben lekapcsolhatók. Ezek a kapcsolók a motorok alacsony terhelés melletti futásidejének csökkenéséhez és teljesítményük növekedéséhez vezetnek. A szállítószalagok eltömődése esetén a szállított anyagok miatt, a statikus nyomaték növekedése a kenőanyag megszilárdulása miatt stb., lehetőség van az összes motor együttes indítására, hogy megnövelt indítónyomatékot hozzon létre.

A hevederes szállítószalagok elektromos meghajtását vezérlő rendszer kiválasztásakor nagy jelentősége van a vonóelem rugalmas alakváltozásainak és az átmeneti folyamatok során előforduló gyorsulásoknak a helyes kiszámításának. Térjünk át az ábrához. 3. ábra, amely a következő 1-es motor indításakor és a szalag 2 ágának lejárati sebességváltozásának grafikonját mutatja. A szállítószalagot indukciós mókuskalitkás motor hajtja, a motor tengelyének statikus nyomatékát állandónak feltételezzük.

A sebességváltozás jellege a szállítószalag 1. és 2. ágában nagymértékben függ a heveder hosszától A szállítószalagok kis hosszánál, körülbelül néhány tíz méternél az 1. ágak sebességváltozásának grafikonja és 2 idővel közel lesznek egymáshoz (3. ábra, a). Természetesen ebben az esetben a 2. ág némi késéssel kezd el mozogni az 1. ághoz képest a szalag rugalmas deformációja miatt, de az ágak sebessége meglehetősen gyorsan kiegyenlítődik, bár némi ingadozással.

Kicsit más a helyzet, ha hosszú, több száz méteres szállítószalagot vezetnek. Ebben az esetben az indítás a szállítószalag 2 kimenő ágának helyéről azután kezdődhet meg, hogy a hajtómotor elérte az állandó fordulatszámot (3. ábra, b). Hosszú hevederes szállítószalagokon a bejövő ágtól 70-100 m távolságban állandó motorfordulatszám mellett késés figyelhető meg a szalagszakaszok mozgásának kezdetében. Ilyenkor az övben további rugalmas feszültség jön létre, és a vonóerőt egy rúgással az öv következő szakaszaira fejtik ki.

Ahogy a szállítószalag minden szakasza egyenletes sebességet ér el, a szalag rugalmas feszültsége csökken. A tárolt energia visszaadása a heveder sebességének növekedéséhez vezethet az állóhoz képest és annak kilengéséhez (3. ábra, b). A vonóelem ilyen átmeneti jellege rendkívül nemkívánatos, mivel az öv fokozott kopásához, és bizonyos esetekben szakadáshoz vezet.

Ezek a körülmények oda vezetnek, hogy a hevederes szállítószalagok elektromos hajtásában az indítási és egyéb tranziens folyamatok természetéből adódóan szigorú követelményeket támasztanak a rendszer gyorsulásának korlátozására. Megelégedettségük az elektromos hajtás bizonyos bonyodalmához vezet: többszintű vezérlőpanelek jelennek meg az aszinkron motorokhoz fázisrotorral, kiegészítő terheléssel, indítóeszközökkel stb.

Rizs. 3. Sebességdiagramok a szállítószalag különböző szakaszairól indításkor.

A hevederes szállítószalagok elektromos hajtásában a gyorsulás korlátozásának legegyszerűbb módja indításkor a reosztátvezérlés (4. ábra, a). Az egyik indítási karakterisztikáról a másikra való átmenet biztosítja a rendszer zökkenőmentes gyorsulását. A probléma hasonló megoldását gyakran alkalmazzák a szalagos szállítószalagokon, de ez a vezérlőpanelek és az indító reosztátok méretének jelentős növekedéséhez vezet.

Egyes esetekben célszerűbb az elektromos hajtásrendszer gyorsulását a motor tengelyének indításkor történő kiegészítő fékezésével korlátozni, mivel az MT további fékezőnyomaték létrehozása csökkenti a dinamikus nyomatékot (4. ábra, b). A grafikonokon látható módon a rendszer gyorsulása a lassítás miatt mesterségesen lecsökken, aminek következtében a szállítószalag bemeneti és kimeneti ágaiban a sebességingadozások csökkennek. Az indítás végén a kiegészítő fékezőnyomaték forrását le kell választani a motor tengelyéről.

Rizs. 4. A hevederes szállítószalagok indításának módszereihez.

Közben jegyezzük meg, hogy az elektromos hajtásrendszerben a gyorsulások korlátozása mindkét módszer egyidejű alkalmazásával elérhető, például a reosztát egy kiegészítő fékezőnyomaték forrásának csatlakoztatásával indul. Ezt a módszert hosszú egyrészes szállítószalagokon alkalmazzák, ahol a heveder költsége határozza meg a teljes telepítés tőkeköltségének nagy részét.

A rendszer zökkenőmentes indítása a tengely mesterséges terhelésének létrehozásával gyakorlatilag hagyományos elektromos vagy hidraulikus vezérlésű fékezőfékekkel történik, indukciós vagy súrlódó tengelykapcsolók csatlakoztatásával a motor tengelyéhez, további fékezőgépek használatával stb. az állórész áramkör.

Azt is megjegyezzük, hogy a szállítószalag gyorsulásának korlátozásának problémája más módon is megoldható, például kétmotoros forgó állórész hajtásrendszerrel, többsebességes mókuskalitkás motorrendszerrel, tirisztoros vezérlésű aszinkron elektromos hajtással. a motor forgórész áramkörében és másokban.

Megjegyzendő, hogy a láncos szállítószalagok meghajtómotorját általában a legnagyobb terhelésű szakasz után kell elhelyezni, pl. az útvonal nagy rakományokkal és meredek emelkedőkkel, kanyarokkal járó szakasza.

Általában ezen ajánlás alapján a motort a legmagasabb emelési ponton kell elhelyezni. A hajtás beszerelésénél vegye figyelembe, hogy a pálya nagyszámú kanyarral rendelkező szakaszai a lehető legkisebb feszültséggel rendelkezzenek: ez a pálya íves részének veszteségeinek csökkenéséhez vezet.

A láncos szállítószalag hajtómotorjának teljesítményének meghatározása is a vonóerő diagramja alapján történik a teljes útvonalon (lásd 1. ábra, b).

Ismerve a diagramnak megfelelően a vonóelem közelgő szakaszára ható feszültséget és erőt, valamint a mozgási sebességet, az elektromos hajtás teljesítménye a képlettel kiszámítható.

A láncos szállítószalagok az útvonalak jelentős hossza ellenére a viszonylag kis sebesség miatt, például a gépgyártó vállalkozásoknál, legtöbbször egy hajtómotorral működnek, viszonylag kis teljesítménnyel (néhány kilowatttal). Ugyanezen üzemekben azonban vannak erősebb szállítószalag-berendezések láncos vontatási egységekkel, ahol több hajtómotort használnak. Ez az elektromos hajtásrendszer számos megkülönböztető tulajdonsággal rendelkezik.

Egy többmotoros láncos szállítószalagos hajtásnál az egyensúlyi állapotban lévő motorok forgórészei azonos fordulatszámúak lesznek, mivel mechanikusan kapcsolódnak a vonóelemen keresztül. Tranziens üzemmódokban a forgórész fordulatszáma kissé eltérhet a vonóelem rugalmas deformációi miatt.

A többmotoros szállítószalag gépeinek forgórészei közötti mechanikai kapcsolat miatt további feszültségek keletkeznek a vonóelemben, az ágak eltérő terhelése miatt. Ezeknek a feszültségeknek a természetét az ábrán látható csővezeték diagram figyelembevételével lehet tisztázni. 5. A szállítószalag-osztók azonos terhelése mellett mind a négy motor, ha a jellemzőik azonosak, azonos fordulatszámú és terhelésű lesz.

Rizs. 5. Többmotoros szállítószalag vázlata.

Az I. ág terhelésének növekedése azt a tényt eredményezi, hogy mindenekelőtt a D1 motor sebessége csökken, és a D2, D3 és D4 motorok sebessége állandó marad. Így a D2 motor nagyobb sebességgel fog forogni, mint a D1 motoré, és további feszültséget hoz létre a II, majd az I ágban.

A II. ág feszültsége a D1 motor tehermentesítését okozza, és megnöveli a sebességét. Ugyanez történik a II. ágban, amikor a D3 motor veszi át a szállítószalag II. ágából származó terhelés egy részét. Fokozatosan kiegyenlítődik a motorok fordulatszáma és terhelése, de a vonóelemben további feszültség keletkezik.

Többmotoros lánchajtás kiválasztásakor a vonóerő diagramot ugyanúgy ábrázoljuk, mint egy motor esetében. Az elektromos hajtásnak biztosítania kell a maximális vonóerőt, amely a szállítószalag mozgásával szembeni ellenállás leküzdéséhez szükséges. ábrán. Az 1., b ábra a szállítószalag vonóelemében fellépő vonóerők diagramját mutatja, amely szerint körvonalazható a hajtóállomások beépítési helye.

Ha például azt a feltételt szabjuk, hogy a meghajtóállomások száma három, és minden motornak azonos vonóerőt kell biztosítania, akkor a motorokat a 0 ponttal jellemezhető helyre és 0 -1 és 0- távolságra kell telepíteni. 2, illetve (6. ábra, a) A szállítószalag működése során a motorok mechanikai jellemzőinek teljes illeszkedése esetén mindegyik megközelítőleg azonos vonóerőt hoz létre (Fn — T0) / 3 .

Rizs. 6. A terheléseloszlás grafikonjai a láncos szállítószalag vonóelemében.

A többmotoros hajtások alkalmazása a láncos szállítószalagokon jelentősen csökkenti a vonóelem terhelését, aminek következtében a mechanikus berendezések könnyebben választhatók. A szállítószalagon található meghajtóállomások optimális számát a lehetőségek műszaki és gazdasági összehasonlításával választják ki, amely figyelembe veszi mind az elektromos hajtás, mind a mechanikus berendezések költségét.

Abban az esetben, ha a motorok jellemzői kissé eltérnek, minden gép képes a számítotttól eltérő vonóerőt létrehozni. ábrán. A 6a. ábra három azonos teljesítményű, azonos paraméterű motor mechanikai jellemzőit mutatja be, és a 6a. 6, b — különböző paraméterekkel rendelkező motorok jellemzői. A hajtóművek által létrehozott erőket a 4. közös jellemző felépítésével találjuk meg.

Mivel az összes szállítószalag motor forgórésze szorosan kapcsolódik a vonóelemhez, fordulatszámuk megfelel a lánc sebességének, és a teljes erő egyenlő (Fa - T0). Az egyes motorok tolóereje könnyen meghatározható a névleges fordulatszámnak és az 1., 2., 3. és 4. keresztezési karakterisztikának megfelelő vízszintes vonal meghúzásával.

ábrán. A 6., a és b ábrákon a motorok mechanikai jellemzői mellett vonóerő diagramok is láthatók. A vonóelemben a motorok eltérő karakterisztikájával a szállítószalag motorok által kifejtett vonóerők különbsége miatt többletfeszültség jöhet létre.

A szállítószalag meghajtó állomások motorjainak kiválasztásakor ellenőrizni kell azok jellemzőit, és lehetőség szerint teljes egyezést kell elérni.Ezen feltételek alapján célszerű tekercses forgórészes aszinkron motorokat alkalmazni, ahol a karakterisztikák illesztése a rotorkörben további ellenállások bevezetésével érhető el.

ábrán. A 7. ábra a kétmotoros elektromos szállítószalag hajtás mechanikai jellemzőit mutatja. Az 1. és 2. karakterisztika természetes, az 1. és 2. karakterisztikát a motor forgórész áramkörébe bevezetett további ellenállással kapjuk. A motorok által kifejlesztett össznyomaték és vonóerő azonos lesz a kemény 1, 2 és lágy 1', 2' karakterisztikák esetében. A motorok közötti terhelés azonban lágy karakterisztikával kedvezőbben oszlik meg.

Rizs. 7. Tehereloszlás a szállítószalag motorok között eltérő merevségű karakterisztikával.

A gépészeti berendezések tervezésénél figyelembe kell venni, hogy a motorok karakterisztikáinak lágyulásával a szállítószalag fordulatszáma csökken, és a szállítószalag állandó névleges fordulatszámának megőrzése érdekében szükséges a szállítószalag áttételének változtatása. a sebességváltókat. A gyakorlatban célszerű további ellenállást bevezetni a szállítószalag-motorok forgórész áramkörébe, legfeljebb a forgórész névleges ellenállásának 30%-ával. Ebben az esetben a motor teljesítményének körülbelül 1/(1-s)-szeresére kell nőnie. Ha mókuskalitkás aszinkron motorokat szerelnek fel a szállítószalagra, azokat fokozott csúszással kell kiválasztani.