Источник: Автоматизація технологічних об'єктів та процесів. Пошук молодих. Збірник наукових праць VII Міжнародної науково-технічної конференції аспірантів та студентів в м. Донецьку 26-28 квітня 2007р. - Донецьк: ДонНТУ, 2007. - С. 182 - 185.

Челпанов А. С., студент
Ткачук А. Н., ст. препод.

OБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА ЛЕНТОЧНОГО КОНВЕЙЕРА
С УЧЁТОМ НЕРАВНОМЕРНОСТИ ЕГО ЗАГРУЗКИ

 

Целью данной работы является оценка влияния неравномерности нагрузки на тяговый орган ленточных и скребковых конвейеров на параметры их автоматизированного электропривода.

Для достижения поставленной цели решены следующие задачи:

– систематизация отказов приводных двигателей конвейеров;

– определён фактический грузопоток при учёте гранулометрического состава транспортируемого груза и при постоянном характере насыпной плотности груза.

Анализ отказов двигателей типа 2ЭДКОФ, ВКДВ, 2ВР и др. проводился на базе статистических данных ООО "Донецкий электромеханический завод", ОАО «Донбассэлектромотор» и других предприятий, специализирующихся на ремонте двигателей, за период сентябрь 2000 – сентябрь 2001 года. В результате этого анализа были определены наиболее аварийные сборочные единицы, детали и узлы двигателей [1].

 

Исследования показали, что основные причины выхода из строя двигателей: пробой изоляции обмотки статора – 40 ÷ 60%, повреждение обмотки ротора – 30 ÷ 40%, разрушение вентиляционного узла – 3 ÷ 15%, подшипников – 7 ÷ 20%.

Выплавление обмотки ротора приводит двигатель в неремонтопригодное состояние, при этом традиционно считается, что причиной данного отказа являются перегрузки двигателя, вызванные нарушениями при его эксплуатации. Однако высокий процент данного отказа свидетельствует о том, что причинами его появления является не только неправильная эксплуатация, но и недостатки в самой конструкции двигателя, которая, вероятно, недостаточно удовлетворяет возросшим требованиям к его перегрузочной способности.

Нагрузка на тяговый орган в процессе исследования была определена исходя из гранулометрического состава транспортируемого груза по формуле [2]:

 

 

где  – коэффициент разрыхления груза;

        – плотность материала насыпки в целике, т/м³;

       F – площадь поперечного сечения груза на ленте, м².

Очевидно, что погонная нагрузка q на тяговый орган является случайной величиной, так как значение коэффициента разрыхления транспортируемого материала  тоже имеет случайный характер.

Сравнение результатов расчетов погонных нагрузок на тяговые органы конвейеров при постоянном и переменном характере насыпной плотности груза показало, что её средние значения практически совпадают. Однако разброс величин оказался выше при учёте вероятностного характера гранулометрического состава транспортируемого груза.

Например, при определении погонной нагрузки на ленту магистрального ленточного конвейера КЛМ-1,2-800-2М, установленного на карьере Южный ОАО «Комсомольское рудоуправление», рассчитанной по существующей методике (γ = const), полученные значения лежат в интервале:

97 ≤ q ≤ 129 кг/м,

а при вычислении способом, учитывающем вероятностный характер гранулометрического состава транспортируемого груза:

91 ≤ q ≤ 134 кг/м.

При этом разброс полученных значений погонных нагрузок распределяется по нормальному закону, законы распределения приведены на рисунке 2.

Таким образом, учет в расчетах конвейеров гранулометрического состава транспортируемого груза показывает, что реальная неравномерность грузопотока выше, чем предполагает усреднённый расчет.

В работе было установлено, что коэффициента запаса мощности приводного двигателя 1,1 от номинального значения, принятого при проектировании исследуемого конвейера, недостаточно в случае максимального наброса нагрузки, что приводит к повышению температуры роторной обмотки и, как следствие, её выплавлению.

Однако наиболее вероятное значение нагрузки остаётся таким же, как и при усреднённых расчётах.

Следовательно, повышение мощности приводного двигателя на одну ступень не является эффективным решением вопроса повышения его надёжности. Целесообразно предусматривать в конструкции двигателей повышенные максимальный М_max и пусковой М_пуск моменты, обеспечивать устойчивость отдельных узлов двигателя к повышению температуры с одновременным применением частотных преобразователей [3].

Задачу повышения надёжности приводных двигателей при сохранении их выбранной мощности можно решить, например, применением для обмотки статора изоляционных материалов более высокого класса нагревостойкости, а также заменой литых обмоток ротора из алюминия на сварные (спаянные) обмотки из других металлов, позволяющих повысить допустимую температуру нагрева, а также обеспечить стабильность сечения стержней обмотки ротора и высокое качество их материала.

Для обеспечения эффективной работы частотного преобразователя необходимо рассчитать требуемую глубину регулирования частоты вращения вала приводного двигателя.

В частности, для конвейера КЛМ-1,2-800-2М, установленного на карьере Южный ОАО «Комсомольское рудоуправление», требуемая глубина регулирования частоты вращения вала приводного двигателя в зависимости от вероятностного характера гранулометрического состава транспортируемого груза равна +11% ÷ -9% от номинальной частоты вращения:

 

.

 

Перечень ссылок:

 

1.     А. Н. Ткачук, А. И. Аниканов. Влияние режима работы скребкового конвейера на аварийность приводного электродвигателя // Взрывозащищенное оборудование: Сб. научн. трудов УкрНИИВЭ.– Донецк. 2003.– С. 138–143.

2.     А. Н. Ткачук. Оценка влияния гранулометрического состава насыпного груза на его плотность // Известия Донецкого горного института.– Донецк, 1996. – № 2(4). – С. 81–83.

3.     Ширнин И. Г., Ткачук А. Н. Выплавление короткозамкнутой обмотки ротора двигателя горных машин // Вісник СНУ ім. В. Даля – 2005. – №3. – С. 143 – 148.