Определение мощности двигателя, выбор редуктора и тормоза

Мощность привода при поступательно движущимся тяговом элементе:

,

где К₃ = 1,15 …1,25 – коэффициент запаса; W₀ - тяговое усилие на приводном валу;

W₀ =S_нб – S_cб ;

- кпд привода, = 0,85 …0,9; - скорость тягового элемента, м/с.

Если рабочий орган совершает вращательное движение, то мощность будет равна

,

где M₀ – момент сил сопротивления вращению; - угловая скорость рабочего органа.

Для приближённого определения мощности привода (без тяговых расчётов) можно использовать следующую формулу:

,

где L_г – длина горизонтальной части конвейера (длина проекции наклонного участка); - обобщённый коэффициент сопротивления движению (от опорных, отклоняющих, загрузочных, разгрузочных и очистных устройств); H – высота подъёма (опускания) груза.

Исходя из установочной мощности, выбирается трёхфазный электродвигатель, как правило, серии А Выбирается редуктор:

Передаточное число ,

где D_б – диаметр барабана или блока; - толщина ленты (цепи или каната).

,

где Z – зубьев приводной звёздочки; t – шаг цепи; n – частота вращения звёздочки.

После выбора редуктора определяется фактическая скорость.

Определение тормозного момента

Тормоза для наклонных конвейеров выбираются по тормозному моменту, который определяется следующим образом:

,

где q – распределённая нагрузка от веса груза грузонесущего элемента и вращающихся частей; Н – перепад высот; С_н - коэффициент, учитывающий возможное снижение сил сопротивления трению; W₀ – общее сопротивление; D₀ – диаметр барабана или звёздочки;

i – передаточное число.

Если тормозной момент отрицательный, установка тормоза не требуется. Если конвейер имеет не только наклонные участки, но и горизонтальные (или полого-наклонные), то наибольшая опасность для самопроизвольного хода назад грузонесущего элемента возникает при разгрузке только на наклонных участках и при отсутствии нагрузки на горизонтальных.

Проверка электродвигателя по пусковому моменту

В период пуска конвейера двигатель затрачивает энергию на преодоление не только статических сопротивлений, но и инерционных сил груза и вращающихся частей конвейера.

,

где М_ст – статический момент; - динамический момент от инерции поступательного движения груза и вращающихся частей конвейера (без привода); - динамический момент сил инерции вращающихся частей привода.

; ,

где W_p – дополнительное усилие на механизмы от ускорения груза и движущихся частей конвейера.

,

где - эффективная масса груза и движущихся частей конвейера; - скорость движения грузонесущего элемента; t_n – время пуска .

,

где С – коэффициент, учитывающий ускорение масс на последующих валах механизма, деталей, вращающихся с угловой скоростью отличной от ; I – момент инерции на валу двигателя, учитывающий массы муфт, ротора и тормозного шкива.

Зная М_п , можно определить время пуска и сравнить его с допускаемым.

Силы сопротивления движению

Силы сопротивления движению тяговым и грузонесущим элементам разделяются на распределённые (по длине конвейера) и сосредоточенные.

К распределённым относятся:

- силы сопротивления на стационарных ролико-опорах;

- силы сопротивления на ходовых катках;

Силы сопротивления на стационарных роликах:

,

где q _гр – распределённая нагрузка от груза; q _л - распределённая нагрузка от ленты; q _р – распределённая нагрузка от вращающихся частей ролико-опор; - коэффициент сопротивления движению; L – длина горизонтальной проекции.

Коэффициентом сопротивления движению называется отношение сил вредных сопротивлений к нормальной нагрузке.

- работа, затрачиваемая на подъём.

Сопротивление на стационарных катках

,

где q₀ – распределённая нагрузка ходовой части; - коэффициент сопротивления катков.

,

где - коэффициент трения в цапфе катка; d₁ – диаметр цапфы или оси; k – коэффициент трения качения; D₀ - диаметр поверхности катания; - коэффициент дополнительных сопротивлений при наличии у катка одной или двух реборд; при их отсутствии он равен 1 .

Если тяговый элемент просто скользит по направляющим, (коэффициент трения сталь по стали, резина по резине и т.п.).

Сосредоточенные силы сопротивления

К ним относятся:

1. Силы сопротивления плужковых сбрасывателей.

,

где К_пл – эмпирический коэффициент. Для стандартного плужкового сбрасывателя К_пл = 2,7 …3,2; В – ширина ленты; q - распределённая нагрузка от груза.

Для передвижного плужкового сбрасывателя максимальное сопротивление – при движении его навстречу. Это сопротивление в 2-3 раза больше, чем у стационарных.

2. Сопротивления в очистных устройствах.

,

где - удельная сила сопротивлению очистного устройства, отнесённая к единице ширины грузонесущего элемента.

3. Сила сопротивления барабанов звёздочек и криволинейных шин.

Сила сопротивления на барабанах:

,

где S_нб , S_сб – натяжения на набегающей и сбегающей ветвях; m₀ – масса барабана; - коэффициент сопротивления в опорах барабана. Для уточнённого расчёта добавляют W_и – сопротивление, учитывающее жёсткость ленты.

,

где К_л – коэффициент изгибной жёсткости (зависит от типа ткани ленты и числа прокладок); i – количество прокладок; В – ширина ленты.

W_u для цепей: ,

где - коэффициент трения в шарнире цепи; d₂ – диаметр валика цепи; D₀ – диаметр начальной окружности звёздочки.

Сила сопротивления на криволинейных шинах:

,

где S_нб – усилие, набегающее на шину; - коэффициент сопротивления движению тягового элемента; - центральный угол поворота на криволинейной шине.

Радиусы вертикальных перегибов должны быть ограничены.

- радиус перегиба,

где S_сб – натяжение, сбегающее с криволинейного участка; q₀ - распределённая нагрузка от ходовых частей без груза.

Если это условие выполняется, то устройств, ограничивающих вертикальный подъём, не требуется.