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皮帶輸送機軟起動的理論分析及應用

文章出處:http://www.soundslikesound.com責任編輯:糧食輸送機廠家人氣:2204發表時間:2012-08-14 10:51:42
 

皮帶輸送機軟起動的理論分析及應用:

      通過對皮帶式輸送機起動和停車的描述,剛性起動條 件下帶式輸送機張力分析和剛性制動條件下帶式輸送機受力分析,說明了皮帶式輸送機軟起動的優點。并對皮帶式輸送機的幾種軟起動方式進行了比較。

     皮帶式輸送機的軟起動是指在驅動電機起動后,通過一些裝置或設置,使帶式輸送機的運轉速 度由零可控平緩過渡到理論運轉速度的一種起動方式。常見的軟起動方式有:電機+限矩型 液力偶合器+減速機的柔性連接方式;電機+調速型液力偶合器+減速機的柔性連接方式;CST (美國Rockwell Dodge公司生產)可控起動方式。

一、 帶式輸送機起動和停車的狀態描述
  帶式輸送機起動和停車時,如果要保證物料在膠帶上不打滑,起動時物料與膠帶的磨擦力F 2與物料沿膠帶方向的重力分力F1之差應大于等于帶式輸送機啟動時動負荷ma1的要 求,停車時物料與膠帶的磨擦力F2與物料沿膠帶方向的重力分力F1之和應大于等于 起動時動負荷ma2的要求,即滿足:
   ma1≤F2-F1   ?、侏?br />   ma2≤F2+F1 ?、讵?br />  式中:?。篇保絤gsinα;
 ?。篇?=mgu1cosα; 
 ?。篇?-F1=m(a1a2);
  α——帶式輸送機的傾角;
  U1——物料與膠帶間磨擦系數;
  a1、a2——起動和停車時的加速度。
  由式①、②可以得出: 
   α≤sin1 u/(1+U12)1/2  -si n1  a1/g(1+U12)1/2 ?、郦?br />   α≤sin1   u/(1+U12)1/2  - sin1  a2/g(1+U12)1/2  ?、塥? 
  對于運輸不同的物料,帶式輸送機所允許的輸送傾角是不同的。由式③、④可以得出這樣的 結論:(1)在起、制動過程中,如果降低起、制動時的加速度a1、a2,即采用軟起 動的方式,就能增大帶式輸送機在剛性起、制動條件下所允許的最大傾角,這一點在帶式輸 送機設計中有很重要的價值,可以在相同的提升高度情況下,減少帶式輸送機的水平運輸距 離。(2)以較低的加速度起、制動,帶式輸送機就能達到較高的帶速而不打滑,同樣的帶式 輸送機會有更大的輸送能力。

二、 剛性起動條件下帶式輸送機張力分析 
  在帶式輸送機的運行過程中,圓周驅動力Fu通過磨擦傳遞到輸送帶上,為了保證輸送帶工 作時不打滑,需在回程膠帶上保持最小張力F2min。
  F2min≥Fumax/(eu-1) ?、莳И?br />  式中:F2min——負荷起動最大圓周驅動力;
 ?、J——傳動滾筒的圍包角;
  eu——尤拉系數;
  u——傳動滾筒與膠帶間磨擦系數。
  Fumax=Fu+Fa ?、蕺И?br />   ?。篇璾——穩定運行工況圓周驅動力;
 ?。篇璦——負荷起動時由加速度而產生的動負荷。
 ?。篇璦=(m1+m2)a1
  m1——直線運動部分的質量;
  m2——旋轉部件的運動慣量轉換為傳動滾筒上直線運動的質量。
  式⑥可簡化為:
  Fumax=Ka·Fu ?、擢И?br />    Ka——起動系數
  剛性起動條件下,Ka取22,用液力偶合器的柔性連接Ka取13~17,用CST可 控起動方式Ka取105。
  由上述分析可以得出,采用軟起動的連接方式后,最大圓周驅動力可大幅度降低。
  (1)改善了皮帶起動和停車時對減速機、滾筒及其他轉動部件的張力 沖擊,使日常維修費用減少,提高工作效率和延長使用壽命。(2)大大降低了對膠帶強 度的要求。在安全系數不變的情況下,對于棉帆布帶、尼龍 帆布帶、聚酯帆布帶,均可以減少膠帶的層數,對于鋼絲繩膠帶,可以降低其縱向拉伸強度 ;在不改變膠帶的情況下,提高了膠帶的安全系數。(3)沒有滑動損失,減少了膠帶的損 傷和各傳動部 分的磨損。(4)解決了長距離帶式輸送機慣量大,起動困難的問題,又可以使傳動滾筒的圍 包角大幅減小,變雙驅動方式為單驅動方式成為可能。

三、 剛性制動條件下帶式輸送機受力分析 
  按照動力學的分析方法,帶式輸送機是一個彈性體,我們可以把它模擬為一個質量——彈簧 系 統。我們假設一種狀況:一條運輸距離較長、帶負荷的帶式輸送機,當驅動系統突然制動時 ,我們對它的受力狀況進行分析。傳動滾筒的速度迅速降低,在這段時間內,滾筒的線位 移較滾筒附近上游膠帶位移要小,從而使上游附近膠帶變形減小,應力減小,而下游鄰近處 膠帶變形則增加,應力增加,隨著這種不平衡區域的逐漸擴大,這種應力波在帶式輸送機中 傳播,應力增加的波在回程膠帶中傳播,而應力減少的波在幅度小于某一區域的穩態應力時 ,膠帶應力降低,皮帶下垂增加,這樣就會使膠帶在這一區域陷入托輥,使輸送物料撒落在 膠帶周圍及托輥中,對托輥造成損傷,有可能撕裂膠帶,再次起動帶式輸送機時須清理周圍 的物料。在應力減少的波進入回程膠帶時,會使拉緊裝置突然拉長,所產生的巨大拉力對膠 帶、逆止器、滾筒、驅動裝置造成損害,如果要使這種狀況得到好轉,最有效的辦法是使拉 緊裝置后移到靠近頭部滾筒,從皮帶的受力狀況分析可知,拉緊裝置靠近頭部滾筒附近受力 量小,也就是說需要拉緊膠帶所用配重量少,是比較合理的位置。即使如此處理,也不能解 決帶式輸送機儲存量快速釋放對其部件造成的嚴重損害。把起動時能量儲存減到最小,把停 車時的能量釋放盡可能的放慢,是我們使用軟起動所要達到的目的。

四、 皮帶式輸送機使用軟起動后其它特性 
  (1)解決過載保護問題。當帶式輸送機運輸量某一段時間內過載時,無論是液力偶合器的柔 性方式還是CST可控起動方式,均可以不通過電氣保護而自身達到過載保護的功能。
  (2)解決多極驅動的順序起動、均衡負荷、同步傳動問題。首先由于液力偶合器具有柔性傳 動、自動適應和過載保護功能,故可以利用液力偶合器對多極驅動進行順序起動,降低起動 電流對電網的沖擊。其次,可以通過調整液力偶合器的充液量和利用液力偶合器的自適應性 ,使多臺偶合器的輸出轉速一致,同步驅動,避免因電機輸出功率、轉速不一致而造成的損 失。
  (3)采用軟起動的方式,可以降低帶式輸送機的功率,解決長距離帶式輸送機動負荷大、起 動困難的問題,用較小容量的電機在接近額定工況下工作,提高電機的功率因數,降低起動 電流和對電網的沖擊。

五、 皮帶式輸送機幾種軟起動方式的比較 
  我們對三種軟起動方式進行比較,他們之間的共同特點是:起動力矩小,起動平穩,膠帶張 力降低,具有過載保護功能等。其不同點表現為以下幾個方面:
  (1)多極驅動方面,CST比液力偶合器響應快,平衡功率之間分配精度高。
  (2)在傳動效率方面,CST比液力偶合器效率高。
  (3)在起動穩定性方面,CST可控起動的加速度最低可以達005m/s2,而液力 偶合器柔性起動的加速度一般控制在01~03m/s2,也就是說,CST[HJ].

      河北衡水糧儲機械廠專業生產供應糧食輸送機,通風地籠,糧食機械,糧保器材,扒谷機系列,糧食清理篩,密封保溫門窗系列,螺旋式輸送包裝機系列,入倉機,移動式揚場機系列,自動定量包裝秤系列,玉米脫粒機系列,卸糧機系列,雙翼輪膠帶輸送機系列,多功能取樣機系列,輸送機配件系列等。

 
 
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