конвейеры. параметры. Рис. 1 Общий вид скребкового конвейера

• Название: Рис. 1 Общий вид скребкового конвейера
• Анкор: конвейеры
• Дата: 03.12.2020
• Размер: 0.77 Mb.
• Имя файла: параметры.doc
• Тип: Документы; #156477

Введение.

Скребковые конвейеры, предназначены для доставки руды, перемещают груз с помощью скребкового тягового органа непосредственно по почве или по специальному настилу. Основное назначение этих конвейеров, работающих в горной промышленности,- транспортирование отбитой породы из очистных забоев на откаточный штрек участка.

Передвижной забойный скребковый конвейер имеет важное значение, т. к. его став служит направляющей дорогой для выемочных машин и базой для секций механизированной крепи. Рациональное применение скребковых конвейеров обусловлено: малой высотой, сравнительной простотой изменения рештачного става, высокой производительностью, возможностью использования в качестве опоры струга или дороги при перемещении узкозахватной выемочной техники; удобством увязки с механизированной крепью; обеспечением передвижки става конвейера без разборки; хорошей навалкой благодаря небольшой высоте борта со стороны загрузки.

Недостатки: значительное измельчение породы; быстрый износ тяговых цепей и рештаков; высокая металлоёмкость; частая заштыбовка из–за перегрузок и износа рештаков; отсутствие рихтовки става и др.



Рис.1 – Общий вид скребкового конвейера.

Конвейер состоит из приводной станции, концевой головки, линейных рештаков, тяговой цепи со скребками, переходной секции.

Скребковые конвейеры разборные, с шириной става 700мм предназначены для доставки породы с пологими пластами не менее 0,8м и оборудованных выемочными машинами, работающими с почвы пласта. Они отличаются:


предусмотрены износостойкие и прочные направляющие из проката, увеличена мощность электродвигателей до 60 кВт.

Принципы действия скребковых конвейеров:

- перемещение насыпных грузов волочением по неподвижному грузонесущему органу (рештачный став) с помощью тяговых цепей, приводимых в движение от приводной станции;

- толкание скребками, прикреплёнными к тяговой цепи.



Рис.2 – Кинематическая схема скребкового конвейера:

1-редуктор; 2-турбомуфта; 3-двигалель; 4,8-приводной и концевой барабаны;

5-звёздочки; 6-тяговая цепь; 7-скребки; 9-борта; 10-барабаны для каната.

Тяговый орган скребковых конвейеров – один из ответственных элементов, так как должен преодолевать большие сопротивления движению и выдерживать большие на­грузки. Тяговая цепь должна быть прочной и износоустойчи­вой, по конструкции простой и дешевой в изготовлении. Тяго­вые органы скребковых конвейеров состоят из одной, двух или трех тяговых цепей, к которым с помощью болтов или специ­альных соединений крепятся скребки. Конструктивно цепи из­готовляются разборные штампованные и круглозвенные кольцевые сварные.



Рис.3 – Размеры и строение круглозвенной цепи скребкового конвейера.
Круглозвенная кольцевая цепь (рис.3) со­стоит из звеньев 1 овальной формы, которые готовятся из круглой стали калибром от 14 до 28 мм. Цепи выполняют от­резками длиной по 960±2 мм. Соединение элементов цепи осу­ществляется сваркой, а отрезки цепи длиной по 960 мм соеди­няются звеном 2.

Основными параметрами цепи являются шаг t (мм), на­грузка на 1 м q (Н/м) и разрывное усилие S (даН). По калибру цепи можно определить высоту рештака. На­пример, при rf= 18 мм высота рештака составляет 180 мм, а при d = 24 мм соответственно 240 мм.

Рештачный став собирают из унифицированных штампованных или сварных прямоугольной или трапецеидаль­ной формы рештаков длиной 1-2,5 м. Рештаки соединяются в став с помощью быстроразъемных затворов или болтовых соединений.



Рис.4 – Поперечное сечение рештачного става скребкового конвейера.

Рештаки собирают в два параллельных желоба, лежащих в одной плоскости один над другим (по верхнему рештаку пе­ремещается груз, по нижнему порожняковая тяговая цепь). Замковое соединение рештаков допускает изгиб конвейер­ного става в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Кон­цевой рештак по конструкции аналогичен линейному и уста­навливается у концевого привода. Он имеет соединительные замки с обеих сторон, что дает возможность сохранить без из­менения конструкцию рам обоих приводов. К линейным решта­кам с завальной стороны крепят направляющие для комбайна, изготовленные из специального проката углового сечения. Верхнюю полку направляющей охватывает лыжа комбайна и удерживает его на ставе конвейера при возникновении по­перечных сдвигающих сил.


1. Исходные данные для расчета скребкового конвейера.

Исходными данными расчета являются физические и геометрические параметры скребкового конвейера, а также расчетный грузопоток Q_p, поступающий на скребковый конвейер; длина конвейера L (м); средний угол наклона (градус). Исходные данные представлены в таблице:

Таблица 1 – Исходные данные расчета.

Наименование параметра	Значение
Длина конвейера L	150 м
Средний угол наклона	10о
Коэффициент заполнения	0,85
Насыпной вес транспортируемого материала	0,2 т/м3
Диаметр барабана	0,6 м
Диаметр звездочки	0,45 м
Кол-во зубцов звездочки n	18 шт
Цепь	Круглозвенная
Кол-во цепей	2 шт
Размеры звена цепи	18х64 мм
Шаг звена цепи	0,96 м
Скорость движения цепи	1,2 м/с
Разрывное усилие цепи	40000 даН
Ширина поперечного сечения рештака x	0,728 м
Высота поперечного сечения рештака y	0,282 м
Высота навала z
Максимальный угол навала	30о
Масса 1 метра тягового органа со скребками	10,8 кг
Режим работы скребкового конвейера	Длительный

2. Расчет основных параметров скребкового конвейера.

В зависимости от технических условий производят теорети­ческий и эксплуатационный расчеты.

В результате теоретического тягового расчета конвейера определяют допустимую длину в зависимости от угла наклона конвейера при установленной мощности привода, натяжение тягового органа в характерных точках цепного контура и тре­буемую мощность привода при заданной длине скребкового конвейера при постоянном или переменном угле наклона. Та­кой расчет ведут при разработке конструкторской документа­ции конвейера и определении условий эксплуатации.

Эксплуатационный расчет, который ведут при уточненном определении условий эксплуатации, учитывает характер трассы, соответствие установленной мощности энергозатратам ветвей, наличие натяжений ветви, характер волочения мате­риала и заштыбовку.

Эксплуатационными параметрами скребкового конвейера считаются: скорость движения рабочего органа v_o (м/с); раз­меры рештачного става, определяющие сечение груза S (м²); мощность привода N (кВт); прочность тяговых цепей S_p (даН); продолжительность добычной смены Т (ч).

1) Производительность скребкового конвейера (т/ч):

т/ч

2) Площадь поперечного сечения рештака (м²) вычисляют по его сечению (рис.4):

м²

м²

м²

3) Для определения сил тяги при перемещении порожняко­вой и грузовой ветвей скребкового конвейера составляется рас­четная схема (рис.5):



Рис.5 – Расчетная схема для определения силы тяги.

Н

Н

Н

Н

Н

где - коэффициент сопротивления движению тяговой цепи;

- коэффициент сопротивления перемещению породы;

кг – вес угля на 1 м² несущего полотна;

- коэффициент, учитывающий сопротивление перемещению тяговой цепи на участках 2-3 и 4-1.

4) Для расчета натяжения тягового органа существуют два основных метода: обходом контура и по диаграмме натяжений. Первый метод пригоден в любых условиях, а второй, хотя го­раздо удобнее, в некоторых случаях применен быть не может. Расчет натяжения тяговой цепи скребкового конвейера произ­ведем методом обхода контура. По расчетной схеме контура тягового органа определяется натяжение в любой точке кон­тура исходя из условия минимума натяжений. Для установки любого типа контура всегда имеются ограничения S_np по усло­вию повсеместного растяжения, т. е. из условия, чтобы тяговый орган в любой точке контура был растянут. Обычно для скреб­ковых конвейеров принимают:

даН

Далее находим:

даН

даН

даН

даН

где - коэффициент степени участия массы цепи в неравномерном движении при длине более 60 метров;

м/с² – ускорение свободного падения;

м/с² – максимальное ускорение цепи;

даН

Разрывное усилие цепи для двухцепного конвейера:

даН

где - коэффициент, учитывающий неравномерное распределение нагрузки между цепями.

5) Запас прочности тяговой цепи:





3. Построение диаграммы сил тяги конвейера за один круг обхода ленты.

1) Определяем время движения по обходу контура конвейера:

с (принимаем равным 0 с)

с

,

2) Строим таблицу для построения диаграммы:

Таблица 2 – Зависимость сил тяги от времени движения.

Участок Значение	к	1-2	пр	3-4
F, даН	405	672,3	5372	6950,7
t, с	0	125	0	125

Рис.6 – Диаграмма сил тяги скребкового конвейера.

4. Расчёт и построение нагрузочной диаграммы механизма.

Для предварительного выбора двигателя построим нагрузочную диаграмму механизма (график статических нагрузок механизма). Расчет времени участков цикла на этапе предварительного выбора двигателя выполняем приблизительно, т.к. пока нельзя определить время разгонов и замедлений (суммарный момент инерции привода до выбора двигателя неизвестен).

1) Усилие перемещения рештака на холостом ходу:

Н

где кг – масса конвейера

т – масса транспортируемого груза

- коэффициент трения рештака о направляющие

2) Усилие перемещения груза принимаем равным максимальному значению силы тяги Н.

3) Усилие перемещения груза и рештака по направляющим (рабочее усилие):

Н

4) Время работы на холостом ходу составляет 10 и 20 секунд соответственно в начале работы конвейера и в конце:

с

5) Время работы под нагрузкой равно:

ч = 52 мин

6) Время цикла:

мин

7) Мощность привода вычисляем по формуле:

кВт

где Н

- КПД привода.



Рис.7 – Нагрузочная диаграмма механизма.

Полученную мощность двигателя необходимо увеличить на 10-15% для обеспечения надежности работы и возможных перегрузок. Такую мощность называют установочной:

кВт

По найденной мощности предварительно выбираем асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором A315M4 с длительным режимом включения S1-100%.


5. Исходные данные выбранного двигателя.

Технические данные трёхфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором A315M4 приведены в следующей таблице:

Таблица 3 – Исходные данные двигателя.

Наименование параметра	Значение
1	2
Высота оси вращения вала	315 мм
Мощность	200 кВт
Масса	1200 кг
Синхронная частота вращения	1500 об/мин
Номинальная частота вращения	1480 об/мин
КПД	0,95
Коэффициент мощности	0,88
Ток при 380 В	343 А
Номинальное напряжение	220/380 В
Отношение пускового тока к номинальному	6,8
Отношение пускового момента к номинальному	2,0
Отношение максимального момента к номинальному	2,4
Момент инерции	4,82 кг*м2
Число пар полюсов	2

6. Расчёт и построение нагрузочной диаграммы двигателя и

тахограммы.

Для построения нагрузочной диаграммы произведем расчет передаточного числа редуктора, приведение моментов статического сопротивления и рабочих скоростей к валу двигателя, примем динамический момент и ускорение электропривода с учетом перегрузочной способности двигателя.

Для дальнейших расчетов потребуется ряд данных двигателя, которые не приведены в справочнике. Выполним расчет недостающих данных двигателя:

1) Номинальная угловая скорость вращения:

рад/с

рад/с

2) Номинальный момент двигателя:

Н*м

3) Пусковой момент двигателя:

Н*м

4) Максимальный момент двигателя:

Н*м

5) Передаточное число редуктора:



6) Момент статического сопротивления при перемещении породы, приведенный к валу двигателя:

Н*м

7) Момент статического сопротивле ния на холостом ходу, приведенный к валу двигателя:

Н*м

8) Суммарный момент инерции привода:

кг*м²

где - коэффициент, учитывающий момент инерции муфт, ведущего барабана и редуктора.

9) Модуль динамического момента двигателя по условию максимального использования двигателя по перегрузочной способности:

Н*м

где - коэффициент, учитывающий перерегулирование момента на уточненной нагрузочной диаграмме.

10) Ускорение вала двигателя в переходных режимах:

рад/с²

11) Ускорение конвейера в переходных режимах:

м/с²

Разбиваем нагрузочную диаграмму на 3 интервала. Сначала рассчитываем интервалы разгона и замедления электропривода, затем интервал работы с постоянной скоростью:

Интервал-1:

а) Разгон до номинальной скорости:

мин

б) Путь, пройденный лентой за это время:

м

в) Момент двигателя на интервале-1:

Н*м

Интервал-3:

а) Замедление от номинальной скорости до остановки:

мин

б) Путь, пройденный лентой за это время:

м

в) Момент двигателя на интервале-3:

Н*м

Интервал-2:

а) Путь, пройденный лентой на интервале-2:

м

б) Продолжительность интервала-2:

мин

в) Момент двигателя на интервале-2:

Н*м




Рис.8 – Нагрузочная диаграмма двигателя и тахограмма.

7. Расчёт и построение естественной механической характеристики.

Целью расчета является расчет и построение естественной механической характеристики электродвигателя и скребкового конвейера.

Исходными данными являются технические данные выбранного электродвигателя A315M4 (пункт 5) и скребкового конвейера (пункт 1), а также данные обмоток ротора и статора (пункт 8).

Ом - сопротивление обмотки статора

Ом – сопротивление обмотки ротора

- коэффициент приведения сопротивлений

1) Определяем номинальное скольжение:



2) Определяем критическое скольжение:



3) Для построения естественной механической характеристики зададимся значениями скольжения от 0 до 1 и подставим в выражение:

,

где

4) Механическая характеристика механизма рассчитывается по формуле Бланка:

Н*м

где х - показатель степени, характеризующий статический момент при изменении скорости вращения, для механизмов перемещения х=2.



Рис.9 - Естественная механическая характеристика двигателя и механизма.


8. Моделирование переходных процессов в среде Mat Lab рассчитанного электродвигателя.

Целью моделирования является построение характеристик зависимости момента и угловой скорости вращения электродвигателя от времени при пуске, а также определение времени переходного процесса.

Исходными данными являются технические данные двигателя пункта 5 и его механические характеристики пункта 7.

Для моделирования необходимо рассчитать некоторые параметры двигателя. При расчёте используем методику Черного:

Вт

Вт

А

Ом



Гн

Гн




а) Для начала осуществляем пробное моделирование при прямом пуске без блоков векторного управления:



Рис.10 - Модель прямого пуска асинхронного двигателя.

Модель представляет собой принципиальную схему, состоящую из источников напряжения, асинхронного двигателя, блока для измерения основных параметров двигателя, осциллографов для измерения момента и скорости.

Рассчитанные параметры двигателя подставляем в приведённое ниже диалоговое окно:



Рис.11 - Параметры асинхронного двигателя.

Промод елировав, сравниваем измеренные величины с рассчитанными параметрами, если всё сходится - моделирование выполнено верно и параметры являются работоспособными.



Рис.12 - Зависимость скорости двигателя от времени моделирования.



Рис.13 - Зависимость момента двигателя от времени моделирования.



Рис.14 - Зависимость момента двигателя от его скорости.
б) Производим моделирование на более сложной модели, имеющей векторное управление, при этом рассчитываем специальные параметры, относящиеся к управлению:

1) Находим коэффициент рассеяния:



2) Рассчитываем параметры роторной цепи:

с

рад/с

рад/с

рад/с

А

3) Рассчитываем параметры контура тока:

с

А



с



с

4) Рассчитываем параметры контура скорости:



с



с

5) Рассчитываем контур ЭДС:





с

6) Определяем значение момента:



7) Константы регулирование:

с, , , с, ,

М одель с векторным управлением для асинхронного двигателя выглядит следующим образом:

Рис.15 - Модель векторного управления пуском асинхронного двигателя.

Модель можно разделить на три части: блок регуляторов, блок преобразователей и сам двигатель.

П араметры двигателя подставляем в диалоговое окно:



Рис.16 - Параметры асинхронного двигателя.

Промоделировав, полученные данные анализируем и представляем в виде графиков зависимостей:



Рис.17 - Задание скорости для моделирования.



Рис.18 - Зависимость скорости двигателя от времени моделирования.



Рис.18 - Зависимость момента двигателя от времени моделирования.



Рис.19 - Зависимость момента двигателя от его скорости .

Список библиографических источников.

1. Рудничный транспорт / А.М. Татаренко, И.П. Максецкий. - М.: Недра, 1984г.

2. Справочник по электротехнике и электрооборудованию / И.И. Алиев. - М.: Высшая школа, 2000г.

3. Теория электропривода / В.И. Ключев. - М.: Энергоатомиздат,1998г.

4. Л.Л. Коновалова, Л.Д. Рожкова Электроснабжение промышленных предприятий и установок. - М.: Высшая школа, 1980г.

5. О.Д. Гольдберг, Я.С. Гурин, И.С. Свириденко: Проектирование электрических машин. 2-е изд., доп. и перераб. - М.: Высшая школа, 2001г.


Содержание.

Введение ________________________________________________________2

1. Исходные данные для расчета скребкового конвейера ________________5

2. Расчет основных параметров скребкового конвейера _________________6

3. Построение диаграммы сил тяги конвейера за один круг обхода ленты __9

4. Расчёт и построение нагрузочной диаграммы механизма _____________10

5. Исходные данные выбранного двигателя __________________________12

6. Расчёт и построение нагрузочной диаграммы двигателя и

тахограммы _____________________________________________________13

7. Расчёт и построение естественной механической характеристики ______17

8. Моделирование переходных процессов в среде Mat Lab рассчитанного электродвигателя _________________________________________________19

Список библиографических источников _____________________________26

Политехнический Институт (филиал)

Государственного Образовательного учреждения

«Якутский Государственный Университет имени М.К. Аммосова

в г. Мирный»


Кафедра «ЭСЭМ»

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по дисциплине: «Конструкция, проектирование и расчёт ЭМУ и ЭМП»

на тему: «Расчет электропривода скребкового конвейера».

Выполнил: ст. гр. ЭМ-02 Семёнов А.С.

Проверил: д.т.н., проф. каф. «ЭСЭМ» Юрченко А.В.

Н. контроль: доц. каф. «ЭСЭМ» Юрченко О.А.

г. Мирный

2006 год