Расчёт мощности привода для конвейера и дробилки

Конвейер и дробилка стоят на одном участке и часто питаются от одного щита, но мощность привода для них считается по-разному. У конвейера нагрузка ровная и предсказуемая, у дробилки — ударная, с пиками в несколько номиналов. Из этого следуют разный запас по мощности, разные требования к перегрузочной способности преобразователя и разный подход к пуску.

Ниже разобрано, какие исходные данные нужны для расчёта, как считают мощность в обоих случаях, какой запас закладывают, по какому параметру подбирается преобразователь частоты и что добавляется в спецификацию кроме двигателя.

Исходные данные для конвейера

Мощность на валу определяется произведением силы сопротивления движению на скорость ленты. Силу складывают из трёх частей: сопротивления движению груза и ленты по роликам, подъёма груза на высоту и сопротивления в узлах натяжения и очистки.

• Производительность. Тонн в час и плотность материала — от них зависит погонная нагрузка на ленту.
• Длина и угол подъёма. Горизонтальный участок даёт только трение, наклонный добавляет подъём груза, и на углах свыше десяти градусов эта составляющая становится основной.
• Скорость ленты. Задаётся технологией; при той же производительности более медленная лента требует большей ширины, но меньшей мощности.
• Масса движущихся частей. Лента, ролики и барабаны участвуют в сопротивлении независимо от того, загружен конвейер или идёт порожняком.
• Условия. Запылённость, влажность и отрицательные температуры увеличивают сопротивление и влияют на исполнение двигателя.

Для оценки годится приближение: мощность на подъём равна массовому расходу, умноженному на ускорение свободного падения и высоту подъёма; мощность на трение — той же величине расхода, умноженной на длину и коэффициент сопротивления порядка 0,02–0,03. Сумма, делённая на коэффициент полезного действия редуктора, даёт требуемую мощность двигателя.

Исходные данные для дробилки

Здесь расчёт по силе и скорости не работает: энергия уходит на разрушение материала. Исходят из удельной энергии дробления — числа киловатт-часов на тонну для конкретного материала и степени измельчения. Эту величину берут из данных изготовителя машины или по испытанию материала.

• Материал и его прочность. Одна и та же машина на мягкой породе и на граните потребляет разную мощность.
• Степень измельчения. Отношение размера куска на входе к размеру на выходе; чем оно выше, тем больше энергии на тонну.
• Характер нагрузки. Пики возникают при попадании крупного куска и при завале камеры. Кратковременная перегрузка в полтора-два номинала — рабочий режим, а не авария.
• Маховые массы. У роторных и молотковых машин разгон ротора занимает секунды и требует момента, превышающего номинальный.
• Режим работы. Непрерывная работа или циклы с остановками — от этого зависит, можно ли использовать тепловой запас двигателя.

Какой запас закладывают

Подбор преобразователя частоты

Преобразователь подбирается по току двигателя, а не по совпадению строки мощности в описании. Совпадение киловатт — только первый фильтр.

• Номинальный ток. Ток преобразователя должен превышать ток двигателя с учётом запаса; у двигателей с повышенным скольжением и у старых машин ток при одинаковой мощности выше табличного.
• Режим перегрузки. В описаниях указываются два режима — для ровной нагрузки и для тяжёлой. В тяжёлом режиме та же модель отдаёт меньшую мощность, и именно эту строку смотрят для дробилки.
• Разгон и момент на низкой частоте. Для дробилки нужен режим управления с измерением параметров двигателя, иначе момент на старте не набирается.
• Тепловой режим. Шкаф на участке с пылью и температурой выше тридцати градусов требует снижения расчётной нагрузки преобразователя — ограничение указано в документации на модель.
• Защита механики. Ограничение момента в настройках преобразователя защищает редуктор и ленту лучше, чем тепловое реле: срабатывание происходит до повреждения, а не после нагрева.

Исполнения собраны в разделе преобразователей частоты, двигатели под них — в разделе электродвигателей.

Что входит в привод кроме двигателя

• Редуктор или мотор-редуктор. Подбирается по выходному моменту, передаточному отношению и допустимой радиальной нагрузке на вал, с коэффициентом эксплуатации для ударной нагрузки. Позиции — в разделе редукторов и мотор-редукторов.
• Дроссели и фильтры. Входной дроссель снижает нагрузку на сеть, моторный — защищает изоляцию двигателя на длинном кабеле. Исполнения — в разделе компонентов приводов.
• Тормозной модуль и резистор. Нужны там, где нагрузка возвращает энергию: наклонный конвейер на спуске, частые остановки дробилки.
• Датчик скорости. На конвейере он контролирует пробуксовку ленты; привязка к приводу позволяет остановить линию до разрыва.

Что прислать для расчёта

• Для конвейера — производительность, длину, угол подъёма, ширину и скорость ленты, материал и его плотность.
• Для дробилки — модель машины, материал, размер куска на входе и выходе, требуемую производительность.
• Паспортные данные установленного двигателя, если привод меняется на существующей машине.
• Напряжение сети, допустимый пусковой ток, длину кабеля от шкафа до двигателя.
• Условия участка — температура, пыль, влажность, режим работы по сменам.

Частые вопросы

Можно ли поставить преобразователь той же мощности, что двигатель, без запаса? Для конвейера с ровной нагрузкой — да, если ток преобразователя не ниже тока двигателя. Для дробилки запас обязателен: модель, выбранная по номиналу, уйдёт в защиту на первом же крупном куске.

Нужен ли преобразователь дробилке вообще? Пуск напрямую для неё тяжёлый, и на машинах с большими маховыми массами преобразователь или устройство плавного пуска экономят ресурс механики и снижают просадку сети. Регулирование частоты в работе требуется не всегда — иногда достаточно управляемого разгона.

Что даёт регулирование скорости на конвейере? Согласование производительности с остальной линией и экономию на порожнем ходу. На коротких транспортёрах с постоянной загрузкой выигрыш невелик, и привод оставляют нерегулируемым.

Как учесть работу двух двигателей на одну ленту? Мощность делится между приводами, но каждый подбирается с учётом того, что при неравномерном распределении нагрузки один может взять на себя больше. Для согласования применяют режим распределения момента между преобразователями.

Что делать, если расчётная мощность попадает между типоразмерами? Берут старший типоразмер. Двигатель, работающий на пределе, греется и теряет ресурс изоляции, а разница в цене между соседними типоразмерами меньше стоимости внеплановой остановки участка.

Что мы поставляем

В каталоге Азияторг есть преобразователи частоты в режимах для ровной и тяжёлой нагрузки, электродвигатели в общепромышленном и защищённом исполнении, редукторы и мотор-редукторы под требуемый момент, компоненты приводов — дроссели, фильтры и тормозные модули.

Пришлите параметры конвейера или модель дробилки с данными по материалу на prom@tkasiatorg.ru — посчитаем мощность на валу, подберём двигатель, редуктор и преобразователь с нужной перегрузочной способностью, укажем, где потребуется тормозной резистор.