1   2   3   4   5   6
Ім'я файлу: ДП Волошин ок.doc
Розширення: doc
Розмір: 3911кб.
Дата: 16.09.2022
скачати

2.2 Будова і призначення стрічкового конвеєра ЛК-4
Умови робочої експлуатації стрічкових конвеєрів вирізняються великою різноманітністю: від спекотного і вологого клімату тропіків до роботи на відкритому


2

повітрі в суворих умовах при мінусових температурах. Конструктивна схема стрічкового стаціонарного конвеєра наведена на рисунку 2.1.


1 - приводний барабан передній; 2 - завантажувальний бункер; 3 - плужкові вивантажувачі; 4 - верхні роликоопори; 5 - стрічка; 6 - станина; 7 - приводний барабан задній; 8 - розвантажувальний бункер; 9 - очисний пристрій; 10 - нижні роликоопори

Рисунок 2.1 – Конструктивна схема стрічкового стаціонарного конвеєра
Стрічковий конвеєр умовно можна розбити на три основоположні відділи: головний, середню і хвостову. В якості головного несучого (транспортуючого) і тягового органу застосовуються гумовотканинні стрічки з гладкою поверхнею. Верхня гілка стрічки, в більшості випадків, має жолобчасту форму за рахунок застосування жолобчастих роликоопор. Завантаження верхньої гілки стрічки проводиться завантажувальним пристроєм (або кількома пристроями), розташованим у хвостовій частині конвеєра.

Р
3
озвантаження конвеєра найчастіше проводиться через приводний (головний) барабан. У ряді випадків необхідна проміжна розвантаження конвеєра в середній його частині, тоді застосовується барабанний розвантажувальний візок або плужковий скидачі. У рух конвеєрна стрічка приводиться фрикційним приводом. Привід конвеєра складається із приводного барабана і приводного механізму, з'єднаних між собою тихохідної муфтою.

Приводний механізм складається з двигуна, редуктора і з'єднуючої їх муфти, які встановлюються на своїй рамі.

Конвеєрна стрічка розташовується на роликових опорах: верхня гілка стрічки на верхніх (жолобчастих або прямих), нижня гілка на нижніх прямих. Забезпечення фрикційного зв'язку приводного барабана зі стрічкою здійснюється шляхом натягування стрічки натяжним пристроєм. Натяжні пристрої можуть бути гвинтові,вагові і комбіновані. Крім того, на стрічковому конвеєрі є засоби автоматизації його роботи: центруючі роликові опори, пристрої проти сходу і розриву стрічки та ін.

Приводний барабан і натяжний пристрій встановлюються на свої опори, а роликові опори на секції, які самі встановлюються на стійки середньої частини. У ряді випадків, доцільно нижню гілку стрічки підтримувати прямими верхніми роликовими опорами, які встановлюються на стійках з кронштейном.

Основні параметри стрічкового конвеєра ЛК-4 представлені в таблиці 2.1.

Т
4
аблиця 2.1 – Основні технічні параметри стрічкового конвеєра ЛК-4

Назва параметру

Значення параметру

Тип стрічки

гумовотканинна

Ширина стрічки, мм

2000

Довжина стрічки, м

98

Довжина нависання стрічки, мм

230

Продуктивність, т/год

2500

Тип приводу

головний,

Діаметр приводного барабану, мм

1440

Кількість приводних барабанів, шт

1

Кут нахилу конвеєра, °

12 – 15

Швидкість руху стрічки, м/с

2,31

Продовження таблиці 2.1

Матеріал що транспортується

руда

Кількість приводних двигунів, шт

2

Потужність приводного електродвигуна, кВт

2 315

Максимальний розмір шматків, мм

180

Частота обертання ротора приводного двигуна, об/хв

365

Напруга на статорі приводного двигуна, кВ

6

Передаточне число редуктора

27,36

Кількість редукторів, шт

2

Висота підйому, м

25, 4




Р
5
исунок 2.2 – Структурної схеми розміщення обладнання на ДФ-3

Як видно зі структурної схеми розміщення обладнання на дробильній фабриці ДФ-3, що наведена на рисунку 2.2., досліджуваний конвеєр ЛК-4 здійснює транспортування руди з перевантажувальної станції ПС4, до якої вона поступає з конвеєрів ЛК-5 і ЛК-6, до перевантажувальної станції ПС-2 і поступає на стрічку конвеєра ЛК-2.

2.3 Електропривод стрічкових конвеєрів
Для конвеєрів основним є статичний режим роботи механізму, пуск і гальмування виконуються відносно рідко. Дані конвеєри мають високу продуктивність і надійність у роботі. Вони широко застосовуються в гірничорудній промисловості для транспортування сипучих матеріалів.

Спрощена геометрична схема конвеєру ЛК-4 зображена на рисунку2.3.



Рисунок 2.3 – Геометрична схема стрічкового конвеєра ЛК-4
При русі конвеєра приводний двигун повинен долати статичне навантаження, обумовлене силами тертя у всіх рухомих елементах, а також складові сили тяжіння вантажу, що транспортується на похилих ділянках конвеєра. Сили тертя виникають в підшипниках обертаючихся елементів, в місцях контакту роликів і катків з опорою, у тяговому елементі при його вигинах і внаслідок значної протяжності конвеєра і великої кількості рухомих елементів.

С
6
учасні стрічкові конвеєри, що працюють на відкритих розробках корисних копалин, забезпечують досить високу продуктивність при великій швидкості руху стрічки.

Стаціонарні стрічкові конвеєри загального призначення повинні проектуватися для кожного конкретного випадку застосування. При проектуванні конвеєра визначається схема його траси, вихідні дані (продуктивність, швидкість стрічки, характеристика вантажу, що транспортується) та інші умови експлуатації даного конвеєра.

Стрічковий конвеєр ЛК-4 має дводвигунний привод. Приводи конвеєра розташовані у спеціальній приводній станції. Кожен барабан приводної станції забезпеченийдвома приводами: правим і лівим., двома механізмами включення муфт, одним храповим остановом, розташованим з боку правого приводу, і двома зубчастими муфтами, що сполучають тихохідні вали редукторів з валом барабану. Кожен привід приводного барабана скаладається з електродвигуна, редуктора, гальма і пружної муфти з гальмівним шківом, що сполучає вал електродвигна з швидкохідним валом редуктора. Робота конвеєра без буксування стріски на приводному барабані забезпечує натяжна станція, яка складається з лебідки, відхилюючого барабану, натяжного візка, блокових обойм призначена для натягнення конвеєрної стрічки до необхідної величини.

Для підтримки конвеєрної стрічки, по всй довжині конвеєра встановлюються ролкоопори. Для центрування стрічки встановлені центрувальні пристрої.

Для запобігання аварійним ситуаціям під час роботи конвеєра передбачені різні системи захистів.

Для аварійного відключення конвеєра з будь-якого мсця на всьому протязі траси передбачен дистанційні вимикачі. Для запобігання сходу стрічки конвеєра убік призначене реле сходу стрічки. Стрічка при сході убік натискає кромкою на ролик, звязаний системою важелв з командоапаратом кулачкового типу. При первинному сход стрічки командоапаратом подається світловий сигнал. Подальше збільшення сходу стрічки дає сигнал на відключення електродвигуна.

Д
7
ля контролю швидкості використовується датчик швидкості тахогенераторний типа УПДС з реле швидкості РС-67. При зменшенні швидкості до певної величини (буксування) датчик посилає сигнал на спрацьовування реле швидкості, контакти якого повязані з ланцюгами управління електродвигунами головного приводу конвеєра.

Контроль подовжнього пориву стрічки здйснюється за допомогою рухомого візка розташованою в завантажувальній частині конвеєра. Чужорідне тіло, пробиваючи стрічку, вппливає через останню на візок, примушуючи її переміщатися по ходу. візок, переміщаючись, впливає на кінцевий вимикач, який подає сигнал на відключення електродвигунів, на аварійне світло і звуковий сигнал.

Контроль цілісності тросів здійснюється за допомогою пристрою УКЦТ-1. Воно призначене для автоматичного проведення профілактичного контролю стан тросів в рухомій конвеєрній стрчці. Пристрій УКЦТ-1 складається з пристрою, що намагнічує, датчиків. а також електроапаратури. При подході ділянки пошкодження до магнітного датчика, виникає сигнал, пропорційний ступеню пошкодження тросів.

Останов колодки призначений для гальмування навантаженої гілки стрічки при її обриві.Останов колодки кріпиться до металоконструкції конвеєра і містить два захоплення,розташовані по краях стрічки. Управління остановою колодки побудоване так, що при спрацьовування хоча б одного з встановлених на трасі конвеєра датчикв, знеструмлюються всі електромагніти, відбвається накладання на стрічку всіх рухомих колодок і затискання стрчки між рухомими і нерухомими колодками.

2.3.1 Кінематична схема стрічкового конвеєра ЛК-4
Кінематична схема стрічкового конвейера ЛК-4 зображена на рисунку2.4.

Стрічковий конвеєр має наступне електромеханічне обладнання:


8



1 – електродвигун (мотор); 2 – муфта; 3 – вал швидкохідний;

4 – вал-шестерня швидкохдна; 5 – корпус редуктора; 6 – підшипниковий вузол з глухою кришкою; 7 – зубчасте колесо швидкохідної щаблі; 8 – вал-шестерня тихохідна; 9 – вал-шестерня проміжна; 10 – зубчасте колесо тихохідної щаблі;

11 – барабан приводний стрічкового конвеєра; 12 – вал приводного барабана; 13 – опора підшипникова приводного барабана; 14 – стрічка конвеєра; 15 – муфта.
Рисунок 2.4 – Кінематична схема стрічкового конвеєра ЛК-4
План розташування обладнання приводної станції стрічкового конвеєра ЛК-4 на дробильній фабриці № 3 представлений на рисунку 2.5.



Р
9
исунок 2.5 – План розташування обладнання приводної станції конвеєра ЛК-4
2.3.2 Вимоги до електроприводу стрічкового конвеєра
Конвеєри залежно від їх призначення і області застосування можуть експлуатуватися в найрізноманітніших умовах і в тому числі вкрай несприятливих: на відкритому повітрі, на висоті, а також у приміщеннях, що містять пари активних речовин і характеризуються підвищеною вологістю, забрудненістю, високою температурою навколишнього середовища.

Режим роботи приводних електродвигунів конвеєра – тривалий, з рідкісними пусками і зупинками. Двигуни конвеєра працюють в місці з великою запиленістю, в умовах різкого коливання температури. Особливістю конвеєрного електроприводу є можливість виникнення підвищених моментів при пуску. Тому електродвигуни повинні мати закрите виконання.

Установка декількох приводних двигунів на стрічковому конвеєрі приводить, як правило до підвищення експлуатаційних показників багаторухового електроприводу в порівнянні з одиночним. Визначається це тим, що для зменшення зносу стрічки пуск конвеєра виробляється вхолосту, при цьому може працювати один двигун. Зі збільшенням навантаження включається другий двигун. При зниженні навантаження можливе часткове відключення двигунів. Вказані перемикання приводять до зниження часу роботи двигунів з малим завантаженням підвищенню їх експлуатаційних показників. У разі завалів конвеєрів матеріалами. що транспортуються, збільшення статичного моменту за рахунок застигання мастила т.п., можливий одночасний пуск всіх двигунів для створення підвищеного пускового моменту.

Особливість умов роботи стрічкових конвеєрів висуває жорсткі вимоги щодо безпеки та простоти обслуговування електроустаткування, надійності його роботи:

- приводний двигун повинен мати закрите виконання і володіти підвищеним пусковим моментом;

-
10
забезпечувати плавний пуску і гальмування;

- надійне обмеження прискорення та ривка, а також максимального моменту двигуна і його похідної (останні вимоги обумовлені наявністю великих поступально рухаючихся мас, приведений момент інерції яких може на порядок перевищувати момент інерції електродвигуна). Різке додавання моменту при наявності пружних механічних зв'язків викликає механічні коливання при пуску, в результаті чого в стрічці виникають додаткові динамічні зусилля, що призводить до механічних коливань у тяговому органі.

- забезпечувати рівномірний розподіл навантаження між двигунами (нерівномірність навантаження обумовлена відмінністю механічних характеристик двигунів і відмінностями у зчепленні двигунів з конвеєрною стрічкою);

- забезпечувати регулювання швидкості конвеєра в залежності від обсягу переміщуваного вантажу з метою зниження споживання електроенергії і зменшення зносу конвеєрної стрічки.

2.4 Розрахунки приводних двигунів стрічкового конвеєру
Розрахунки приводних двигунів конвеєрів складаються з кількох етапів:

- розрахунку потужності приводного двигуна;

- вибір двигуна;

- побудова механічної характеристики обраного двигуна.
2.4. 1 Розрахунок потужності і вибір електродвигуна
Потужність на валу двигуна конвеєра, кВт:
, (2.1)

11
де Q – продуктивність конвеєра, т/год (Q = 2500 т/год);

Н – висота підйому, м (Н = 25, 4 м);

L – довжина транспортування, м (L = 98 м);

W0 – коефіцієнт опору руху конвеєра, W0 = 0,4;

ηН – загальний ККД.

Загальний ККД визначається за формулою:
, (2.2)
де  η1 – ККД зубчатої передачі (η1 = 0,97);

 η2 – ККД підшипників (η2 = 0,98).

.

Отже, потужність на валу двигуна конвеєра ЛК-4 складає

кВт.
Для визначеної розрахункової потужності приводного двигуна для електроприводу конвеєра ЛК-4 підходять 2 асинхронні двигуни з фазним ротором АКНЗ-4-17-24-16УЗ з номінальною потужністю 315 кВт і частотою обертання 750 об/хв. Отже розрахунок виконано вірно, тому що параметри приводних двигунів відповідають технічним параметрам конвеєра ЛК-4. Зазначений двигун замінюємо на асинхронний двигун з короткозамкненим ротором типу А4-450Х -8МТ3 з номінальною потужністю 315 кВт і частотою обертання 750 об/хв.

Т
12
аблиця 2.2 – Технічні дані обраного приводного двигуна

Назва параметра

Значення

Тип двигуна

А4-450Х -8МТ3

Клас ізоляції

H

Номінальна потужність, кВт

315

Номінальна частота обертання вала, об/хв

750

Продовження таблиці 2.2

КПД, %

93,3

Коефіцієнт потужності сosφ

0, 835

Відношення пускового моменту до номінального

1

Ковзання, %

1,8

Напруга статора, В

6000

Струм статора, А

39

Струм ротора, А

43


2.4. 2 Аналіз розрахунків, побудова механічної характеристики двигуна
Механічною характеристикою двигуна називається залежність його швидкості від розвинутого моменту n=f(M),або ω= f(M). Розрізняютьприродні іштучні характеристики.

Природна характеристика двигуна (для кожного двигуна вона єдина) відповідає головній паспортній схемі його ввімкнення і номінальним параметрам живлячої напруги.

Якщо двигун увімкнено не за основною схемою або в його електричному колі є якісь додаткові електротехнічні елементи – резистори, реактори, конденсатори, або двигун живиться напругою з неномінальними параметрами, то матиме механічні характеристики, які називаються штучними (регульованими).

Основна формула для побудови характеристики має вигляд [1]:

, (2.3)

д
13
е: ; R1сумарний опір фази статора, Ом;

R2 - сумарний опір фази ротора, Ом;

, (2.4)

Skкритичне ковзання;

Хk– індуктивний фазний опір короткого замикання.

Якщо знехтувати опором статора R1=0,то можна спростити порядок побудови механічної характеристики. Залежності приймуть вигляд:

; . (2.5)

Якщо відокремити величину кратності максимального моменту

. (2.6)

то можна виділити зв’язок між номінальною і критичною ковзкістю:

. (2.7)

Використовуючи всі приведені формули, можна виділити наступний порядок визначення точок механічної характеристики за паспортними даними вибраного двигуна:

; (2.8)

; (2.9)

; (2.10)

; (2.11)

; (2.12)


14
(2.13)

З технічної характеристики електродвигуна беремо необхідні величини і проводимо розрахунки:

с-1,

; ,
рад/с,
= Н·м =4,09 к·Н·м,
к·Н·м,
к·Н·м.
(2.14)

.
При побудові характеристик треба відшукати координати характерних точок:

Т.1 – ідеального холостого ходу S = 0; ω = ω0; M = 0;

Т.2 – короткого замикання S = 1,0; M = Mл.з.; ω = 0

Т.3 – екстремуму S = Sk; M = Mk

Т.4 – номінального режиму S = Sном.; ω = ωном.; М = Мном.

Результати розрахунків механічної характеристики зведемо до таблиці 2.3.

За даними таблиці креслимо природну механічну характеристику двигуна рисунку 2.6.


15

Таблиця 2.3 – Розрахункові параметри природної характеристики














об/хв



0,0

0,00








0,00

750,00

78,5

0,02

0,34

2,95

3,29

1,22

4974,18

735,00

76,96

0,04

0,68

1,48

2,15

1,86

7598,82

720,00

75,39

0,06

1,00

1,00

2,00

2,00

8180,00

705,75

73,90

0,08

1,36

0,74

2,09

1,91

7814,92

690,00

72,25

0,10

1,69

0,59

2,28

1,75

7160,00

675,00

70,68

0,2

3,39

0,30

3,68

1,09

4439,82

600,00

62,83

0,3

5,08

0,20

5,28

0,76

3097,66

525,00

54,97

0,4

6,78

0,15

6,93

0,58

2361,72

450,00

47,12

0,6

10,17

0,10

10,27

0,39

1593,33

300,00

31,41

0,8

13,56

0,07

13,63

0,29

1200,02

150,00

15,71

1,0

16,95

0,06

17,01

0,24

961,89

0,00

0,00




Р
16
исунок 2.5 – Механічна характеристика двигуна А4-450Х -8МТ3

2.5 Вибір і обґрунтування схеми керування приводом стрічкового конвеєра ЛК-4
Існує чотири поширені варіанти регульованого асинхронного електроприводу стрічкових конвеєрів : електропривод з реостатним управлінням, електропривод на основі асинхронно-вентильного каскаду (АВК), електропривод з частотним управлнням (ПЧ-АД) і електпропривод з мпульсним управлінням (ТП-Д).

Порівняємо вказані системи електровприводу конвеєрів.

Застосування регулювання швидкості приводу конвеєра шляхом регулювання активного опору роторного ланцюга асинхронного двигуна з фазним ротором вирішує проблему пуску потужних конвеєрв. Прицьому досягається лбмеження пускових струмів і забезпечувається формування необхідної пускової характеристики приводу. Регулюваннявеличини опору здійснюється релейно-контакторним управлінням з кнопковими станціями або стловими контролерами. Перемикання ступенів пускових опорів в процесі розгону вигуна викликають стрибкоподібні зміни його моменту в тим бльших межах, чим менше число ступенів. Це може зявитися причиною виникнення приужних механічних коливань і порушити плавність перехідних процесів. Тому при реостатному способі управління двигуном плавнсть пуску забезпечується тільки за рахунок збільшення числа ускових ступенів. Це змушує використовувати громіздкі релейно-контакторні панелі з великою кількістю важкою комутаційної апаратури.

Основні переваги реостатного управління:

  • задовільне обмеження пускових струмів;

  • достатній для конвеєра діапазон регулювання швидкості;

  • простота вживаної апаратури.

Основні недоліки реостатного управління:

  • недостатня плавність пуску;

  • з
    17
    меншення стабільності швидкості при її зниженні;

  • великі втрати енергії при пуску в роторному ланцюзі;

  • великі експлуатаційні витрати на обслуговування і ремонт комутаційних апаратів;

  • великі габарити панелей управління і пускових реостатів.

Поширеним варіантом регульованого електроприводу являється асинхронно вентильний каскад, функціональна схема якого наведена на рисунку 2.4. У роторний ланцюг асинхронного двигуна включений некерований випрямляч. Механічні характеристики асинхронного двигуна в приводі по схемі АВК мають достатньо високу жорсткість.



Рисунок 2.7 – Функціональна схема асинхронно-вентильного каскаду (АВК)
Е
18
лектропривод по системі АВК включає наступне електромеханічне обладнання: ТГ - тахогенератор; ШДУ – станція управління; СУ – система управління агрегатом ; К1 і К2 – контактори станції керування; Т – трансформатор; В – випрямляч; І – інвертор; ДТ1 і ДТ2 – датчики струму.

Основні переваги АВК:

- високий ККД при знижених обертах;

- так як відсутня необхідність глибокого регулювання швидкості трансформатор та інвертор мають потужність в 2 рази меншу ніж потужність асинхронного двигуна, що зменшує вартість електроприводу;

- плавне регулювання швидкості і моменту, що не вимагає великої кількості силової контактної апаратури;

можливість прямого включення в мережу електроприводу.

Основні недоліки АВК:

- перевантажувальна здатність асинхронного двигуна у схемі каскаду знижується на 17 % ;

- висока вартість і складність апаратури перетворювачів та додаткові втрати в них;

- достатній для конвеєра діапазон регулювання швидкості.

При великих діапазонах регулювання і високих вимогах до жорсткості механічних характеристик електроприводу перспективною являється система перетворювач частоти – асинхронний двигун з коротко замкнутим ротором. Для стрічкового конвеєра використовують дві схеми регульованого електроприводу змінного струму з тиристорним частотним перетворювачем: схему з безпосереднім перетворювачем частоти і схему з проміжною постійного струму. Друга схема забезпечує регулювання частоти в ширшому діапазоні і отже більш плавну зміну швидкості руху конвеєрної стрічки.

Частотно-регульований асинхронний електропривод (ПЧ-АД) [3].

Основні переваги частотно-регульованого асинхронного електроприводу:

- плавність регулювання і висока жорсткості механічних характеристик, що дозволяє регулювати швидкість в широкому діапазоні;

- двигун працює з невеликими величинами абсолютного ковзання, і втрати в двигуні не перевищують номінальних.

О
19
сновні недоліки системи ПЧ-АД:

- висока вартість (особливо для приводів великої потужності) перетворювачів частоти;

- складність реалізації більшості схем.

Тиристорний перетворювач-двигун (ТП-Д)[3].

Основні переваги:

- висока швидкодія (зберігається в широкому діапазоні значень потужності електроприводу) та точність керування;

- дозволяє використовувати малопотужні керуючі пристрої, простіше реалізувати складні закони керування.

Основні недоліки:

- мала перевантажувальна здатність та чутливість до механічних коливань;

- обмежений темп наростання струму і напруги;

- накопичення погіршення стану структури переходу при повторних перевантаженнях певної тривалості.

З урахуванням всіх переваг і недоліків для проєктуємого конвеєра ЛК-4 обираємо електропривод виконаний по схемі ПЧ-АД.
2.6 Узгоджений рух і керування дводвигунним електроприводом стрічкового конвеєра ЛК-4
У випадку дводвигунного електроприводу виникає потреба погодженого обертання двох двигунів Д1 і Д2, які приводять у рух конвеєр. Статорні обмотки двигунів приєднуються до мережі змінного струму постійної частоти f1, обмотки роторів живляться від перетворювача частоти ПЧ, який обертається двигуном через варіатор В. Статорні обмотки двигуна Д і перетворювача ПЧ також приєднані до мережі з частотою f1.

З
21
міною передаточного числа варіатора можна одержати різну кутову швидкість ротора ПЧ і, тому, різну частоту струму f2 його роторного кола, що забезпечує регулювання кутової швидкості конвеєрів.

Якщо двигуни Д1 і Д2 і нерухомий перетворювач ПЧ під'єднати до мережі, то частоти струмів статорного і роторного кіл двигунів будуть однакові і тому двигуни Д1 і Д2 залишаться нерухомими. При обертанні перетворювача частоти по полю статора частота f2 наведеної в його роторі ЕРС зменшиться, і двигуни конвеєрів обертатимуться з кутової швидкістю, пропорційній різниці частот f1 – f2, так як частота f1 буде більшою за частоту f2.



Р
22
исунок 2.8 – Схема керування дводвигунним електроприводом стрічкового конвеєра ЛК-4

Всі двигуни в наведеній схемі погодженого обертання працюють з однаковою кутовою швидкістю, як при однакових так і при різних навантаженнях на валах двигунів.

Пуск конвеєрів починається з подачі операторами сигналів про готовність до роботи кожного конвеєра натиском кнопок КиС1 і КиС2. При цьому спрацьовують реле РС1, РС2 запалюються сигнальні лампи, а також підготовлюється до вмикання реле пуску РП.

1   2   3   4   5   6

скачати

© Усі права захищені
написати до нас