АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция

II. Расчет и выбор электропривода

Читайте также:
  1. D. Акустический расчет
  2. I. Расчет номинального значения величины тока якоря.
  3. I. Расчет режимов резания на фрезерование поверхности шатуна и его крышки.
  4. I. Расчет тяговых характеристик электровоза при регулировании напряжения питания ТЭД.
  5. I: Кинематический расчет привода
  6. II. Расчет номинального значения величины магнитного потока.
  7. II. Расчет силы сопротивления движению поезда на каждом элементе профиля пути для всех заданных скоростях движения.
  8. II.Выбор материала червяка и червячного колеса.
  9. II: Расчет клиноременной передачи
  10. III. Методика расчета эффективности электрофильтра.
  11. III. Расчет и построение кривой намагничивания ТЭД.

Электрический расчет скипового подъемника

I. Общие положения.

Скиповые подъемники (СКП) относятся к механизмам непрерывного транспорта. СКП служат для транспортировки сыпучих материалов из шахт и рудников на поверхность с последующей транспортировкой другими видами транспорта для дальнейшей переработки или обогащения.

Упрощенная технологическая схема СКП приведена на рис.1.

 

 

 
 

 

 


СКП – это самозагружающийся и саморазгружающийся подъемник непрерывного действия. Сам скип представляет собой ковш (3), установленный на тележке (2), движущейся по направляющим. Тележки соединены между собой тяговым органом – цепью. Цепь приводится в движение ведущей звездочкой, которая в свою очередь получает движение от тягового ЭД через систему передач.

На рис.1 приводная станция (1) расположена на поверхности шахты. Скипы, пройдя верхнюю точку пути, опрокидываются, саморазгружаясь на ленточный конвейер (5).

В нижней части подъемника располагается загрузочная станция (4). Конструкция ее выполнена довольно жестко, так как на нее действуют дополнительные усилия, вызванные загрузкой скипов.

Остов подъемника располагают под углом к горизонту (угол β). Высота подъемника, как правило, не превышает 80-120м. Грузоподъемность скипов – в пределах 600-1200кг.

СКП отличает простота конструкции, надежность в работе и высокая производительность.

СКП помимо шахт можно использовать на рудниках и карьерах. Этот вид подъемника легко вписывается в автоматизированную поточную систему выгрузки продукции всего добывающего комплекса (шахты, рудника, карьера).

Однако, обеспечить надежность в работе и высокие экономические параметры невозможно без грамотно спроектированного и правильно выбранного электропривода (Эпр) подъемника.

 

II. Расчет и выбор электропривода.

Методика расчета Эпр зависит от исходных данных для проектирования. Если задана производительность подъемника (т/час), то для определения мощности ЭД с достаточной точностью можно использовать формулы, применяемые в расчетах наклонного ленточного конвейера.

Если задана грузоподъемность скипа (кг), то, путем нехитрых расчетов можно определить производительность, предварительно задавшись скоростью подъема груза.

Мощность, развиваемая ЭД, затрачивается:

- на преодоление сопротивлений в передачах;

- на преодоление усилий при загрузке скипа;

- на непосредственный подъем груза;

- на преодоление сопротивления при качении роликов скипа по направляющим.

Так как скипы уравновешивают друг друга при подъеме и опускании, то мощность ЭД затрачивается непосредственно на подъем полезного груза.

Для того чтобы определиться с потерями мощности в передачах необходимо представить кинематическую схему передачи движения от ЭД к приводной звездочке тяговой цепи.

 

Упрощенная кинематика приводной станции приведена на рис.2, где обозначены следующие элементы конструкции СКП:

1 – короб скипа; 2 – ролики тележки; 3 – направляющие для роликов; 4 – ведущая цепная звездочка; 5 – подшипники качения вала звездочки; 6 – цепная передача; 7 – редуктор; 8 - соединительная муфта с колодочным электротормозом; 9 – приводной электродвигатель; 10 – тяговая цепь; 11 – металлоконструкции подъемника.

Ссылаясь на [4], потери в редукторе принимаем 7-8% передаваемой мощности (ηР = 0,92-0,93), потери в цепной передаче (6) - 4÷5% РЭД, потери в подшипниках вала ведущей звездочки - 3÷4% РЭД.

Суммарный к.п.д. передач ηП = ηРЦПЗВ = (0,92÷0,93)*(0,95÷0,96)*(0,96÷0,97) = (0,84÷0,87).

Не надо забывать о потерях «на изгиб» в главной тяговой цепной передаче, которые можно определить по формуле:

∆F = μ·FMAX ·sinα/2;

где μ = 0,03 – коэффициент трения в подшипниках главных звездочек;

FМАХ – максимальное тяговое усилие на ведущей звездочке;

α – угол охвата тяговой цепью венца звездочек тяговой и загрузочной станций.

Усилие при загрузке скипа путем «зачерпывания» можно принять порядка 5-6 % от максимального усилия на подъем.

Коэффициент сопротивления качению роликов по направляющим (ε) можно принять:

- 0,012÷0,15 - при подшипниках скольжения;

- 0,10÷0,13 – при подшипниках качения.

 

Пример 1.

Исходные данные: Скиповый подъемник выгружает калийную соль из шахты, Н = 120м, mН = 1000кг, mСК = 400кг, скорость подъема υп = 30м/мин, угол наклона подъемника к горизонту β = 750, расстояние между скипами ℓ = 2м, mЦ = 30 кг/м. Определить мощность привода, выбрать тип приводного ЭД. Проверить выбранный ЭД на возможность страгивания при полностью загруженных скипах после внезапного обесточивания механизма. Технологическую схему принимаем - изображенную на рис.1.

Определение мощности ЭД.

1) Определяем производительность подъемника:

2) Определяем длину подъемника:

3) Определяем мощность приводного ЭД по известной формуле [4]:

ε - коэффициент сопротивления качению роликов по направляющим принимаем 0,13;

kЗ – коэффициент запаса, учитывает динамические нагрузки в момент страгивания механизма.

Выбор ЭД и его проверка.

4) Выбираем асинхронный высоковольтный ЭД с ф.з. ротором:

АКН3-2-16-39-1243, РН = 500 кВт, UН = 6 кВ, nН = 490 об/мин, cosφ = 0,8; η = 93,4%; ММАХ = 2,3МН ; JР = 197,5 кг·м2;

5) Определяем номинальный момент на валу ЭД:

6) Определяем статический момент на валу ЭД:

7) Определяем динамический момент на валу ЭД при пуске СКП с полной загрузкой:

JВР = δ JР = 1,2*197,5 = 237 кг·м2, где δ = 1,2 – коэффициент, который учитывает момент инерцию масс, вращающихся со скоростью ротора ЭД.

JПСТ = ∑mПСТ э

∑mПСТ = z mСК + z mН/2 +mЦ(2L + πD) = 128*400 +1000*128/2 +30(2*124,2 +3,14*2,75) =

= 51200 + 64000 + 7711 = 122911кг.

D – диаметр ведущей звездочки принимаем в пределах 2,5÷3,0м.

z = (2L +πD)/2 = (2*124,2 + 3,14*2,75)/2 ≈ 128 скипов.

Если принять kИ - коэффициент увеличения усилия при угле охвата α = 200-2300 звездочек главной тяговой цепью, равным 1,05÷1,06 [4], то эквивалентная сумма поступательно движущихся масс увеличится в (kИ)2 раз, в 1,052 = 1,1025.

∑mПСТ э= ∑mПСТ (kИ)2 = 122911*1,1025 = 135509 кг.

8) Полный пусковой момент сопротивления будет равен:

МПС = МС + МД = 8,28 + 12,6 = 20,88 кН·м.

9) Средний пусковой момент, развиваемый ЭД, будем находить из условия, что ЭД разгоняется на линейной части семейства характеристик, а UС = UНОМ.

МСР.П =

МП1 принимаем равным 1,2МН, МП2 – равным 2,2 МН.

10) Выбранный ЭД по своим пусковым характеристикам нам не подходит.

…………………………………………………………………………………

Выберем более мощный ЭД:

Тип АКН3-2-15-57-1043, РН = 630 кВт, nн = 590 об/мин, UН = 6 кВ, cosφ = 0,83; η = 94,5%; ММАХ = 2,3МН ; JР = 130 кг·м2;

11) Находим угловую скорость вращения ротора:

12) Находим номинальный момент на валу ЭД:

13) Находим статический момент на валу ЭД:

14) Находим динамический момент на валу ЭД при пуске СКП с полной загрузкой:

15) Полный пусковой момент сопротивления будет равен:

МПС = МС + МД = 6,88+ 9,996 = 16,876 кН·м.

16) Средний пусковой момент, развиваемый ЭД, будем находить из условия, что ЭД разгоняется на линейной части семейства характеристик, а UС = UНОМ.

МСР.П = 1,7 МН = 10,194*1,7 = 17,33 кН·м;

Повторно выбранный ЭД нас вполне устраивает.

Как недостаток хочу отметить, что выбранный ЭД в номинальном режиме будет работать с коэффициентом загрузки, равным kЗ = 425/630 = 0,675. Столь низкий коэффициент загрузки вызывает заметное снижение как к.п.д., так и cosφ ЭД, что в свою очередь приводит к ощутимому перерасходу ЭЭ и снижению удельных показателей.

Можно рекомендовать установку двухдвигательного привода. Мощность каждого ЭД выбрать близкой к расчетной. Суммарная мощность с гарантией обеспечит запуск механизма после аварийного отключения ЭЭ. Кинематическую схему выполнить следующим образом: каждый ЭД подключается через свой редуктор, это позволит снизить потери в передачах в основном (номинальном) режиме работы. В то же время выходной вал каждого редуктора можно отключить муфтой.

 

Рекомендованная литература:

1. Чиликин М.Г. «Общий курс электропривода» - М., Л. «Энергия», 1965 – 540 стр.

2. Волотковский С.А. и др. «Типовой электропривод промышленных установок» - Киев, «Вища школа», 1983 – 312 стр.

3. Справочник «Комплектные тиристорные электроприводы» - (под ред. В.М. Перельмутера) – М., Энергоатомиздат, 1988 – 320 стр.

4. Цейтлин Л.С. «Электропривод, электрооборудование и основы управления» - М.. ВШ, 1985 – 192 стр.

 


 

 

 


Поиск по сайту:



Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.007 сек.)