Электропривод механизмов непрерывного транспорта

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ЭЛЕКТРОПРИВОДА КОНВЕЙЕРОВ

К механизмам непрерывного транспорта относят конвейеры, которые в практике часто называют транспортерами. Основной классификационный признак конвейеров — наличие и тип тягового или грузоподающего органа.

Конвейеры — составная, неотъемлемая часть многих современных технологических процессов. С их помощью устанавливают и регулируют темп производства, обеспечивают его ритмичность. Их агрегатируют с технологическими машинами и установками в поточно-транспортные системы (ПТС) и линии (ПТЛ) с целью повышения производительности труда и увеличения выпуска продукции. Тесная связь конвейеров с общим технологическим процессом производства обусловливает важность их работы и назначения. Поэтому конвейеры и их электрооборудование должны быть надежными, удобными в эксплуатации и способными работать в автоматических режимах.

Различают конвейеры с тяговым органом (ленточные, цепные, ковшовые, скребковые и др.) и конвейеры без тягового органа (инерционные, роликовые, винтовые и др.). Технологические схемы отдельных характерных типов конвейеров представлены на рисунке 2.35. В общем виде мощность Р_х (Вт) на валу электродвигателя привода конвейера (транспортера) может быть рассчитана на основании формулы (1.107). Вместе с тем, для расчета мощности на валу электродвигателя привода конкретных видов конвейеров используют также уточненные формулы расчета с учетом специфики конвейера.

Скребковые конвейеры (рис. 2.35, б). Они состоят из бесконечной цепи со скребками, перемещающими продукт внутри желоба. Их используют для транспортирования корнеклубнеплодов, зерна, силосной массы, грубых кормов, уборки навоза. В зависимости от назначения скребковые конвейеры имеют конструктивные различия; продукт перемещается их нижней или верхней ветвью.

Подача, т/ч, скребковых конвейеров.

где Я и В— высота и ширина скребка, м; v — скорость движения цепи: для корнеклубнеплодов 0,3…0,5 м/с, для зерна 1…2, для мучных кормов и навоза 0,5… 1,0 м/с; р — объемная масса (плотность) транспортируемого продукта: для корнеклубнеплодов 0,45 т/м³, для зерна 0,45…0,75, для силоса 0,27, для зерновой дерти 0,37…0,63, для навоза 1,0 т/м³; v = 0,6…0,8 — коэффициент заполнения; С—коэффициент, учитывающий степень заполнения скребков в зависимости от угла наклона транспортера, а (табл. 2.5).

Рис. 2.35. Технолотческие схемы конвейеров:

а — ленточного; б— скребкового; в — ковшового; г — винтового; д — пластинчатого; е — инерционного.

2.5. Значения коэффициента С, учитывающего степень заполнения скребков в зависимости от угла наклона транспортера.

По известной подаче скребкового конвейера Q, т/ч, можно рассчитать мощность на валу электродвигателя его привода Р, кВт:

где L, h — соответственно длина по горизонтали и высота перемещения груза, м; Пп. Лк-КПД соответственно механической передачи и конвейера; /—опытный коэффициент сопротивления движению (табл. 2.6).

2.6. Значения коэффициента /сопротивления движению.

Ковшовые конвейеры (рис. 2.35, в) (элеваторы, нории). Они предназначены для вертикального или наклонного (с небольшим отклонением от вертикали) перемещения сыпучих материалов (зерно, мука, корнеплоды, гранулы и др.) и корнеклубнеплодов. Они состоят из непрерывной прорезиненной ленты с закрепленными ковшами, верхнего ведущего барабана, нижнего ведомого барабана и кожуха. Продукт поступает в нижнюю горловину и выходит через верхнюю.

Подача ковшового конвейера, т/ч,.

где У— вместимость ковша, м³; v — скорость движения ленты (для зерна 2…4, для муки 1… 1,5, для корнеплодов 0,3…0,5 м/с); а — расстояние между ковшами (шаг), м; р — плотность транспортируемого материала, т/м³; у — коэффициент заполнения ковшей (для зерна 0,75…0,90, для продуктов помола 0,33). У наклонных норий коэффициент заполнения больше на 10…20%.

Мощность, кВт, на валу электродвигателя элеватора (нории) определяют по формуле (2.76) при L = 0 и т)_к = 0,5…0,67.

Винтовые (шнековые) конвейеры (рис. 2.35, г). Они предназначены для транспортирования зерна и смешивания продуктов размола, комбикормовых смесей, сырого и запаренного картофеля, влажных кормов, силоса, сена и т. п. Они состоят из кожуха, в котором рабочий винт, вращаясь, своей винтовой поверхностью перемещает транспортируемый материал.

Подача шнека, т/ч,.

где D— наружный диаметр винта, м; d — диаметр вала винта, м; 5 —шаг винта (расстояние между витками), м; р — плотность перемещаемого материала, т/м³; V — коэффициент заполнения винта, в расчетах для зерна принимают 0,25…0,35, для муки— 0,25…0,30, для корнеплодов — 0,4, для полужидких кормов-смесей — 0,9…1,0, для навоза — 0,6…0,8; п — частота вращения вала шнека, об/мин; с — коэффициент снижения подачи в зависимости от угла наклона шнека а:

Мощность на валу электродвигателя, кВт, привода шнека рассчитывают по (2.76), приняв коэффициент/= 1,2 — при перемещении зерна и различных кормов и /= 2,5 — при перемещении навоза. Полученный результат затем умножают на поправочный коэффициент к_ю значение которого зависит от угла наклона шнека:

Ленточные конвейеры (рис. 2.35, а). Их используют для перемещения сыпучих, кусковых и штучных грузов, сенажа и различных видов кормов в наклонном или горизонтальном направлении.

Максимально допустимый угол транспортирования для ржи, пшеницы, овса, ячменя составляет 20°, для гороха и кукурузы — 12, для картофеля — 22^е. При углах транспортирования выше максимально допустимых на ленту транспортера набивают планки.

Подача ленточного транспортера, т/ч,.

где S— плошадь поперечного сечения продукта, м²; v —скорость движения ленты, м/с; р — плотность продукта, т/м³.

Мощность на валу электродвигателя, кВт, привода ленточного транспортера.

где F— сопротивление движению ленты, Н; v —скорость движения ленты, м/с; Лп ~ КПД механической передачи.

Сопротивление движению ленты равно сумме сопротивлений на прямолинейном участке пути F_n, на барабанах F₆, загрузки F₃, разгрузки F_p

Сопротивление движению на барабанах, огибаемых лентой,.

где F_x — натяжение набегающей ветви ленты, Н; /₆ — коэффициент местного сопротивления,/^ =0,06…0,09; л_б —число барабанов.

Сопротивление от загрузки материала на ленту при подаче Q, т/ч, скорости ленты у_л и начальной скорости груза v₀ (м/с).

Сопротивление от разгрузки плужковым сбрасывателем (лента шириной В, м).

Если лента движется по настилу, то.

где т — масса груза, приходящаяся на 1 м длины /(м) конвейера, кг/м; т" — масса одного метра ленты, кг/м; а — угол наклона (подъема) конвейера, град; g = 9,81 м/с²; f_H — коэффициент трения между лентой и настилом. При стальном настиле /" = = 0,35…0,6, деревянном /" = 0,4…0,7.

Если лента движется по роликовым опорам, то.

где — коэффициент сопротивления движению ленты по ролику, при плоской ленте равный 0,018…0,035, при желобчатой — 0,02…0,04; — число роликов.

Тросошайбовые конвейеры. Их широко применяют на животноводческих и птицеводческих фермах для раздачи сухих сыпучих кормов по трубам при помощи тросошайбового рабочего органа. По конструкции они просты, надежны, позволяют делать повороты в любом направлении, могут транспортировать корм на десятки метров на любом уровне без занятия полезной площади пола.

Подача тросошайбового конвейера, т/ч,.

где F— площадь поперечного сечения транспортируемого груза, м²; v — скорость транспортирования, v = 0,1…0,4 м/с; р — плотность транспортируемого материала, т/м³; к[ — коэффициент заполнения желоба, к =0,8…0,9; ^ — коэффициент, учитывающий уплотнение груза, &₂ = 1,05…1,1.

Мощность на валу электродвигателя привода тросошайбового конвейера, кВт,.

где /_г, /" — длина горизонтальных и вертикальных труб, м; f_rt /_в — коэффициенты сопротивления движению тросошайбового рабочего органа по горизонтали и вертикали, зависящие от коэффициентов трения корма и шайб троса о стенки при их движении вдоль труб; h — высота подъема продукта, м.

Эффективность использования конвейера в технологическом процессе. Она зависит от того, насколько тип и параметры выбранного конвейера соответствуют свойствам груза и условиям, в которых протекает технологический процесс. Степень технического совершенства конвейера и его электропривода определяется удельным (нормативным) расходом электроэнергии на единицу перемещенного груза, кВт • ч/т,.

где Р_н — номинальная (установленная) мощность электродвигателя привода, кВт; Пн — номинальный КПД электродвигателя; Q_H — номинальная подача конвейера, т/ч.

Подача, т/ч, конвейера при перемещении штучных грузов массой (7, кг, со скоростью v, м/с,.

где /—расстояние между штучными грузами на конвейере, м.

При перемещении сыпучих грузов непрерывным потоком подачу, т/ч, конвейера можно рассчитать по формуле.

где 0 —удельная нагрузка конвейера по его длине, кг/м; v —скорость перемещения сыпучего груза, м/с.

Из анализа формул (2.90) и (2.91) следует, что подача конвейеров не зависит от расстояния, на которое перемещается груз. В этом состоит одно из преимуществ машин непрерывного действия, к которым относят конвейеры, перед машинами цикличного действия, например подъемными кранами.

Во всех случаях мощность двигателя электропривода любого конвейера в обязательном порядке проверяют по обеспечению пуска с технологической нагрузкой и на статическую устойчивость с учетом возможного снижения напряжения питания согласно изложенному в подразделе 1.6.5.

Конвейеры широко используют на зерноперерабатываюших комплексах, в системах приготовления и раздачи кормов, для удаления навоза, в складских помещениях. Например, для раздачи корма в животноводстве и птицеводстве используют стационарные ленточные конвейеры (транспортеры) ТВК-80Б, ТРЛ-100, КЛК-75, КЛО-75 и тросошайбовые конвейеры типа КШ-0,5 и КШ-0,5−0,9. Для удаления навоза из животноводческих помещений используют скребковые конвейеры (транспортеры) кругового движения типа ТСН-160, ТСН-3,0Б и возвратно-поступательного движения типа УСН-5, УСН-8 и др.