4.3. Выравнивание нагрузки в регулируемых электроприводах.

При конвейерах большой длины с многодвигательным электроприводом ставится задача автоматического регулирования отдельных двигателей с целью перераспределения нагрузки между ними и обеспечения равномерности натяжения ленты по ее длине. Это относится как к работе с установившейся скоростью движения ленты, так и к процессу пуска конвейера.

При параллельном включении двигателей, имеющих равные скорости идеального холостого хода и связанных общим механическим валом, нагрузка между ними распределяется пропорционально модулю жесткости их механических характеристик. Для двухдвигательного привода моменты первого и второго двигателей:

где:

и – модули жесткости механических характеристик первого и второго двигателей;

–результирующий момент сопротивления приводной станции.

Если каждый из двух двигателей выбран на номинальный момент , двигатель с большим значениемоказывается перегруженным. При длительном режиме работы даже небольшая перегрузка может вывести из строя двигатель, поэтому важно обеспечить условие. Для выполнения этого условия применяют строго идентичные по исполнению, мощности и скорости двигатели. Если жесткости их характеристик все же различаются, то, например, у асинхронных двигателей с фазным ротором более жесткая характеристика смягчается введением в роторную цепь дополнительного сопротивления.

Рассмотрим работу конвейера, имеющего три электродвигателя. На рис. 61 представлена диаграмма тяговых усилий ленточного конвейера с электродвигателями Ml, M2, МЗ и натяжным устройством Б.

Рис. 61

При одинаковой загрузке ветвей конвейера все двигатели (если их характеристики одинаковы) имеют равные скорости и нагрузку.

Увеличение нагрузки на ветвь I приведет к тому, что в первую очередь снизится скорость двигателя Ml, а скорость двигателей М2 и МЗ останется постоянной. Таким образом, двигатель M2 будет вращаться со скоростью, большей чем у двигателя Ml, и создаст дополнительное натяжение в ветви II, а затем и в ветви I. Натяжение ветви II повлечет за собой некоторую разгрузку двигателя М1 и увеличение его скорости. Такие же процессы будут иметь место и в ветви II, так как двигатель М3 примет на себя часть нагрузки ветви II конвейера. Постепенно скорости и нагрузки двигателей выравниваются.

4.4. Рольганги

Рольганг – механизм, предназначенный для транспортировки металла вращающимися роликами. По назначению рольганги делятся на рабочие, транспортные, пакетировочные, передвижные и т.д.

Рабочие рольганги служат для подачи металла к прокатным валкам и отвода его от валков. Они располагаются непосредственно у клети. На крупных обжимных станах часть роликов этих рольгангов (от 1 до 3) размещается непосредственно в станине клети и называется станинными роликами. Их назначение – улучшить условие захвата металла валками.

Рабочие вспомогательные рольганги, называемые также удлинительными, или раскатными, являются продолжением основных рабочих. Их используют, если длина прокатываемого металла превышает длину основных рольгангов.

Транспортные рольгангислужат для передачи металла от одного механизма к другому. Различают подводящие и отводящие транспортные рольганги в зависимости от направления их движения относительно механизма. Рольганг, расположенный в начале стана и служащий для приема металла, называется приемным. Разновидность транспортных рольгангов являются печные рольганги, устанавливаемые в проходных нагревательных печах.

Пакетировочные рольгангис косыми роликами предназначены для одновременного перемещения металла вдоль и поперек оси рольганга с целью собирания заготовок или полос в пачки.

Передвижные рольгангислужат для перемещения металла в направлении движения роликов рольганга и в направлении перемещения самого рольганга (передвижные столы рельсобалочных и трубосварочных станов, параллельно-подъемные столы для загрузки металла в нагревательные печи и т.д.).

Для снижения массы диаметр роликов рольганга выбирается минимальным, удовлетворяющим условиям прочности. Режим работы рольгангов определяется их назначением и типом стана.

Рольганги могут иметь групповой или индивидуальный привод. При групповом приводе секция рольганга, включающая в себя от 3 до 10 и более роликов 1, имеет один или два общих приводных двигателя2(рис. 62, а). Групповой привод применяется для рольгангов, перемещающих короткие заготовки, когда на один ролик может приходиться почти вся масса заготовки. При индивидуальном приводе в этом случае потребовалось бы значительно большая установленная мощность.

Для рольгангов, перемещающих металл большой длины, когда масса металла распределяется между большим числом роликов 1, применяется индивидуальный привод (рис. 62, б). Более высокая стоимость индивидуального привода по сравнению групповым для транспортных рольгангов компенсируется простотой его конструкции, удобством изготовления и эксплуатационной надежностью. Для этого привода обычно применяются короткозамкнутые АД с большой перегрузочной способностью, питаемые от общего преобразователя частоты с диапазоном регулирования от 10 до 60 Гц.

Рис. 62

Момент статического сопротивления рольганга состоит из момента холостого хода и момента транспортирования металла по роликам. Момент холостого хода рольганга, приведенный к валу двигателя определяется выражением

,

где

–количество роликов рольганга;

–масса одного ролика, кг;

–диаметр шейки ролика, м;

–коэффициент трения скольжения в подшипниках ролика;

i – передаточное число редуктора;

–КПД редуктора при холостом ходе (– КПД редуктора при номинальной нагрузке).

Момент транспортирования металла по роликам определяется по выражению

,

где

–масса металла, приходящаяся на одну секцию рольганга, кг;

f – коэффициент трения качения металла по роликам;

–КПД редуктора при транспортировании металла по рольгангу, который без большой погрешности может быть принят равным .

При групповом приводе рольганга масса обычно принимается равной массе всего слитка, при индивидуальном приводе – массе, приходящейся на отдельный ролик.

Полный момент статического сопротивления равен

Динамический момент двигателя, необходимый для преодоления сил инерции металла, роликов и двигателя равен

,

где

а – линейное ускорение роликов и металла, ;

–момент инерции ролика относительно оси ролика, ;

–момент инерции движущегося металла, приведенный к оси ролика, ;

–момент инерции двигателя и редуктора, .

Если при движении металла по роликам сила инерции металла, равная , больше силы трения между металлом и роликами(– коэффициент трения при буксовании), имеет место проскальзывание металла по роликам. Критическое ускорение, т.е. максимальное ускорение, при котором не происходит буксования. С учетомполучаются следующие значения:

– для холодного металла ;

– для горячего металла .

Ускорение и замедление транспортируемого металла не может превышать . Если двигатель развивает ускорение большее ускорения, то это приводит лишь к его избыточному нагреванию и повышенному износу роликов и не влияет на производительность рольганга.