Содержание к диссертации
Введение
1. Состояние вопроса и задачи исследования 12
1.1. Анализ условий эксплуатации и конструктивных схем двухбарабанного привода мощных ленточных конвейеров для горной промышленности 12
1.2. Анализ научно-исследовательских работ по исследованию режимов работы двухбарабанных раздельных приводов мощных ленточных конвейеров 33
1.2.1. Анализ теоретических исследований реализации тягового усилия в приводах мощных ленточных конвейеров 33
1.2.2. Анализ теоретических исследований распределения нагрузок между приводными барабанами в двухбарабанных раздельных приводах мощных ленточных кон-вечеров 40
1.2.3. Анализ экспериментальных исследований режимов работы и реализации тягового усилия в двухбарабанных раздельных приводах мощных ленточных конвейеров 50
1.3. Цель и задачи исследования 56
2. Теоретические исследования реализации тяговых усилий на приводных барабанах двухбарабанного раздельного привода при возможных вероятностных отклонениях его параметров . 59
2.1. Анализ условий реализации тягового усилия в двухбарабанных нерегулируемых раздельных приводах мощных ленточных конвейеров 59
2.2. Оценка распределения нагрузки между приводными барабанами двухбарабанного раздельного привода при возможных вероятностных отклонениях его параметров 73
2.3. Методика расчета тяговой способности двухбарабанного раздельного привода мощных ленточных конвейеров 88
2.4. Выводы 94
3. Теоретические исследования динамических свойств электромеханической системы двухбарабанного раздельного привода мощных ленточных конвейеров 97
3.1. Математическое описание электромеханической системы двухбарабанного раздельного привода ленточных конвейеров 97
3.2. Анализ динамических свойств приведенной электромеханической системы двухбарабанного раздельного привода ленточного конвейера 105
3.3. Анализ средств, обеспечивающих устойчивую работу двухбарабанного раздельного привода ленточных конвейеров. 117
3.4. Выводы 123
4. Экспериментальные исследования режимов работы двухбара-банных раздельных приводов ленточных конвейеров в промышленных условиях 125
4.1. Цель, задачи и методика проведения экспериментальных исследований 125
4.2. Аппаратура и измерительные устройства для проведения экспериметнальных исследований 131
4.3. Результаты экспериментальных исследований режимов работы двухбарабанных раздельных приводов мощных ленточных конвейеров и их сравнение с теоретическими выводами 136
4.4. Выводы 146
5. Исследование режимов ра.боты ленточного конвейера с двух-барабанным раздельным приводом на АВМ 148
5.1. Математическое описание движения ленточного конвейера с двухбарабанным раздельным приводом 148
5.2. Приведение системы дифференциальных уравнений к машинному виду и методика моделирования 157
5.3. Результаты исследования работы ленточного конвейера с двухбарабанным раздельным приводом на АВМ 166
5.4. Технико-экономическое обоснование эффективности при менения разработанных предложений 197
5.4.1. Определение тяговой способности привода и максимально допустимой длины конвейера в соответствии с ОСТоми разработанной методикой 201
5.4.2. Определение годового экономического эффекта от при менения демпфирующего устройства для конвейера 2ЛУІ20А 204
5.4.3. Определение годового экономического эффекта от применения регулируемого привода 211
5.4.4. Определение годового экономического эффекта от использования разработанной методики расчета тяговой способности привода 215
5.5. Выводы 216
Заключение 219
Список литературы 221
Приложение 229
- Анализ научно-исследовательских работ по исследованию режимов работы двухбарабанных раздельных приводов мощных ленточных конвейеров
- Оценка распределения нагрузки между приводными барабанами двухбарабанного раздельного привода при возможных вероятностных отклонениях его параметров
- Анализ динамических свойств приведенной электромеханической системы двухбарабанного раздельного привода ленточного конвейера
- Аппаратура и измерительные устройства для проведения экспериметнальных исследований
Введение к работе
"Основными направлениями экономического и социального развития СССР на I98I-I985 годы и на период до 1990 года" , утвержденными ХХУІ съездом КПСС, предусмотрено "... увеличение выпуска новых видов самоходного горного оборудования и горнотранспортных машин непрерывного действия большой производительности ", а также "... осуществление работ по созданию систем машин для комплексной механизации труда горняков в сложных горно-геологических условиях ".
Большие возможности повышения производительности труда, снижения себестоимости продукции, а также создание благоприятных условий для комплексной механизации и полной автоматизации транспортных процессов на горных предприятиях, открывает применение поточных видов транспорта, в основном конвейерного. Из существующих типов конвейеров наибольшее распространение получили ленточные конвейеры традщионной конструкции. Они являются основным средством непрерывного транспорта на шахтах, рудниках и карьерах .
Характерной тенденцией современного развития ленточных конвейеров в СССР и за рубежом является значительное увеличение их производительности, длины и мощности. Зто связано с увеличением грузопотоков и длины транспортирования. Для обеспечения современных шахтных и карьерных грузопотоков отечественной промышленностью выпускаются конвейеры производительностью до 5000-6000 м3/ч. На горных предприятиях СССР эксплуатируются конвейерные линии длиной 10 км и более, а в мировой практике известны конвейерные линии длиной более 100 км при длине одного конвейера 8-Ю км.
- б -
Оценивая современные темпы повышения мощности шахт и карьеров, можно предвидеть, что самое ближайшее время потребует конвейеры производительностью до 10000 м3/ ч и более для шахт и до 20000 м3/ч для карьеров. Мощность приводов таких конвейеров будет достигать 10000 кВт. При таких нагрузках на ленточные конвейеры обеспечить необходимое тяговое усилие с помощью одного приводного барабана при допустимых натяжениях ленты не всегда удается. Это объясняется тем, что ленточные конвейеры эксплуатируются в сложных горнотехнических и горногеологических условиях, характеризующихся значительной неравномерностью грузопотоков и малыми значениями коэффициентов сцепления ленты с приводными барабанами. Поэтому высокопроизводительные конвейеры на горных предприятиях имеют по два и более приводных барабана.
Наибольшее распространение на шахтах, рудниках и карьерах, в силу своих преимуществ, получил двухбарабанный привод с близко расположенными приводными барабанами и раздельными приводными механизмами на каждый барабан. Из всех существующих схем таких приводов особым преимуществом пользуется схема с обводкой приводных барабанов чистой нерабочей стороной ленты. Такой привод позволяет наиболее эффективно использовать тяговые способности обоих приводов в различных режимах работы конвейера, допускает дробление мощности между 2-4 двигателями, позволяет существенно уменьшать потери на истирание ленты, обладающей большшл удлинением. Особьті достоинством двухбарабанного раздельного привода является то, что он может "подстраиваться" под изменение скорости ленты в точках набегания на приводные барабаны, связанные с продольным удлинением.
Основной задачей проектирования раздельных приводов является рациональное распределение тяговых усилий между приводными
барабанами, обеспечивающее их работу без пробуксовки. 3 процессе эксплуатации поддержать заданное рациональное распределение тяговых усилий без значительных потерь энергии, связанных с принятыми методами смягчения характеристик двигателей, не удается . В предыдущих работах, посвященных выбору средств и способов, обеспечивающих заданное распределение нагрузки, не ставилась задача исследования колебательных процессов, протекающих в электромеханической системе рассматриваемых конвейеров при срыве сцепления на одном из приводных барабанов.
При нарушении заданного рационального распределения возможен срыв сцепления на одном из приводных барабанов. При проектировании конвейеров стремятся к унификации основных узлов, в том числе, и приводных блоков. В этом случае распределение установленных мощностей принимают кратным 2:1 или 1:1 , что еще в большей степени увеличивает возможность срыва сцепления на одном из приводных барабанов. Кроме того, принятое установленное распределение нагрузки может отличаться от действительного распределения из-за возможных отклонений параметров привода от расчетных в связи с допусками на номинальное скольжение двигателей и изготовление приводных барабанов.
3 выполненных до настоящего времени работах [J3I, 33, 3?'J учитывалось влияние вариации параметров привода на распределение нагрузки. При определении тяговой способности привода учитывалось максимальное значение возможного отклонения параметров привода от расчетного. Однако, в действительности, вероятность того, что отклонения параметров будут достигать максимальной величины, незначительна. Поэтому при проектировании конвейеров необходимо применять вероятностную оценку возможного отклонения распределения нагрузки.
При срыве сцепления на одном из приводных барабанов в электромеханической системе конвейера с двухбарабангош раздельным приводом возможно возникновение устойчивых колебаний . Частота и амплитуда возникающих автоколебаний зависит от параметров привода и условий эксплуатации. Поэтому при проектировании конвейеров необходимо учитывать возможность возникновения автоколебаний и принимать меры, которые бы позволили снизить их влияние на ленту и двигатели.
Расчеты показали, что вероятностный подход к оценке распределения нагрузки между барабанами в мощных ленточных конвейерах (с суммарной мощностью более 1000 кВт) дает возможность выбирать параметры конвейера и привода, которые обеспечивают увеличение длины конвейера на I5-205S при той же установленной мощности привода и при этом коэффициент запаса по тяговой способности для станции остается на том-же уровне. Экономический эффект за счет этого может составлять 35360 рублей на одну конвейерную установку ( для конвейера типа 2ЛУІ20А ) .
Таким образом, данные исследования, посвященные режимам работы ленточного конвейера с двухбарабанным раздельным приводом и выбору параметров привода с учетом характера распределения нагрузки между приводными барабанами на основе вероятностного метода являются актуальными.
Научно й задачей данной работы является обоснование способов обеспечения устойчивой работы двухбарабан-ного привода мощных ленточных конвейеров для горной промышленности .
Цель работы. Установление зависимости распределения нагрузки между приводными барабанами в двухбарабанном раздельном приводе ленточного конвейера от параметров привода с учетом вероятностного характера отклонения диаметров приводных
барабанов и скольжений двигателей для обоснования способов обеспечения устойчивой работы двухбарабанного привода мощных ленточных конвейеров для горной промышленности.
Идея работы. Путем учета случайного разброса значений диаметров приводных барабанов и скольжений двигателей выбрать рациональные способы обеспечения устойчивой работы двухбарабанного привода мощных ленточных конвейеров для горной промышленности.
Научные положения, разработанные лично соикателем, и новизна.
Коэффициент распределения нагрузки между приводными барабанами является случайной величиной,отличающейся тем, что имеет нормальный закон распределения плотности вероятностей.
Коэффициент запаса по тяговой способности для приводной станции, отличающийся тем, что учитывает случайный характер разброса параметров привода ( значений диаметров приводных барабанов, скольжений двигателей, действительного коэффициента распределения нагрузки ) , зависит от значения минимального гарантированного коэффициента сцепления ленты с барабанами и углов обхвата.
Процесс передачи тягового усилия в двухбарабанном раздельном приводе при срыве сцепления на одном из приводных барабанов, отличающийся тем, что носит автоколебательный характер, определяется частотой и амплитудой, зависящими , в основном, от коэффициента сцепления ленты с барабанами и жесткости ленты на участке между приводными барабанами.
Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается применением аналитических методов анализа движения электромеханических систем, принятых в теории электропривода, применением сов-
ременных математических методов теории вероятностей с использованием ЭВМ для определения рациональных параметров привода, удовлетворительной сходимостью результатов экспериментальных исследования, выполненных в промышленных условиях, и результатов исследования системы ленточного конвейера на аналоговой модели, расхождение не превышает 10-159о.
Значение работы. Научное значение работы состоит в установлении зависимостей устойчивой работы привода от его параметров, учитывающих случайный разброс значений диаметров приводных барабанов и скольжений двигателей, что является уточнением теории расчета двухбарабанных раздельных приводов мощных ленточных конвейеров.
Практическое значение работы состоит в разработке методики расчета тяговой способности двухбарабанного раздельного привода мощных ленточных конвейеров, позволяющей улучшить эксплуатационные показатели работы конвейера за счет повышения эффективности использования установленной мощности привода, и рекомендаций по оптимальньш параметрам демпфирующего устройства, обеспечивающего устойчивую работу привода и конвейера в автоколебательном режиме при возможном ухудшении условий реализации тягового усилия.
Реализация выводов и рекомендаций работы.
Методика расчета тяговой способности двухбарабанного раздельного привода мощных ленточных конвейеров использована Александровским машиностроительным заводом при разработке новых конструкций двухбарабанного привода конвейеров типа 2ЛУІ20 .
Установленные в работе зависимости распределения нагрузки между приводными барабанами в двухбарабанном раздельном приводе от его параметров также использована Брянским ордена " Знак Почета" институтом транспортного машиностроения в учебном процессе.
- II -
Использование разработанной методики при проектировании конвейеров типа 2ЛУІ20 позволит исключить пробуксовку привода в номинальном режиме и увеличить длину конвейера при той же установленной мощности привода. Расчетный годовой экономический эффект при этом составит 35360 рублей на одну конвейерную установку.
Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы доложены на межотраслевой конференции " Пути повышения надежности и производительности работы конвейерного транспорта на горнодобывающих предприятиях", г. Челябинск, I960 г. ; на заседании секции промышленного транспорта 43-й научно-технической конференции профессорско-преподавательского состава БИТМ, г. Брянск , 1984 г.
Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 5 печатных работ.
Объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав и заключения ; содержит 235 страниц машинописного текста, 62 рисунка, 18 таблиц , список литературы из 76 наименований и приложения.
Автор выражает глубокую благодарность канд.техн.наук,доц. Запенину И.В. за научную консультацию, оказанную при вьшолнении диссертационной работы.
Анализ научно-исследовательских работ по исследованию режимов работы двухбарабанных раздельных приводов мощных ленточных конвейеров
При создании двухбарабанного привода с возможно полным использованием его тяговой способности необходимо учитывать факторы, влияющие на реализацию тягового усилия на каждом из приводных барабанов.
Условие отсутствия срыва сцепления ( пробуксовки ленты по барабану) на ленточном конвейере при натяжении набегающей ветви у привода "н$ и сбегающей ucS , при угле обхвата лентой барабана оС и коэффициенте трения / между лентой и барабаном имеет вид,
Соотношение (1.5.) выведено Л.Эйлером для идеальной нерастяжимой нити. В действительности лента обладает свойствами упругости и имеет на ветви с больпіим натяжением большую упругую вытяжку, чем на ветви с меньшим натяжением. Поэтому на барабане при его вращении происходит постоянное упругое проскальзывание ленты от меньшего натяжения к большему , отличающееся от про буксовки тем, что в точке набегания лента и поверхность барабана имеют одинаковую скорость, а при буксовании лента отстает от поверхности барабана по всему контакту 2, 57, 59, 61, 72 J .
М.Кретц вывел уравнение, учитывающее влияние деформации гибкой упругой связи на передачу тягового усилия, установил и объяснил прискальзывание ремня на ведущем шкиве. Это послужило поводом для дискуссии о применимости формулы Эйлера для расчета ременной передачи, которая продолжалась на протяжении многих лет.
Вначале Н.П.Петров , а позднее Н.Е.Чуковский в своих работах доказали, что при передаче тяговой силы упругой растяжимой гибкой нитью ( связью ) на дуге обхвата ведущего и ведомого шкивов со стороны сбегающих ветвей ремня возникают дуги скольжения см, в пределах которых происходит упругое проскальзывание ремня ( нити ) по шкивам вследствие его упругой деформации. Со стороны набегающих ветвей возникают дуги покоя oL , на которых дуги не деформируются и сохраняют свое первоначальное натяжение.
Н.Е.Жуковский установил, что формула Эйлера справедлива, для растяжимой гибкой связи, но должна принять вид где оіек - дуга скольжения, рад.
Полная дуга обхвата приводного барабана состоит из двух участков оС = оС + оі .От соотношения дуг скольжения и покоя зависит запас силы трения на барабане, характеризующий надежность против пробуксовки ленты по барабану.
3 последствие многие ученые и исследователи ( С.Э.Хайкин, В.С.Поляков, Е.Г.Глухарев, И.Г.Штокман и другие ) пытались уточнить уравнение Эйлера, учитывая влияние эксцентриситета приложения касательной нагрузки, центробежной силы, жесткости связи, сил инерции и изменения величин коэффициента трения в зависимости от скорости скольжения. Однако,было установлено, что учет перечисленных факторов не дает значительной разницы в подсчете тягового усилия в сравнении с формулой Эйлера.
В настоящее время в практических инженерных расчетах все неизученные факторы учитываются величиной коэффициента сцепления в уравнении Эйлера ,т.е. его применяют в следующем виде [73 ] : где у% - коэффициент сцепления гибкого тягового органа с поверхностью барабанов, величину которого устанавливают на основании данных эксплуатации и эксперимента и принимают почти в два раза меньше, чем коэффициент трения [2] . Е.А.Иванов [25] установил, что дуга покоя может рассматриваться как дуга относительного покоя, так как при передаче тягового усилия фиксируется проскальзывание, постоянное по всей дуге обхвата.
А.В.Андреев , изучая процесс передачи тягового усилия трением, в работах [.--2, 3, ЗЗ] физику этого ЯВЛЕНИЯ объяснил с позиции депланационной теории упругости. В работах [2,3] показано, что при установившемся режиме работы привода с гибкой связью силы трения на приводном барабане (со стороны сбегания ) растут по логарифмическому закону согласно уравнению Эйлера в пределах дуги скольжения - основной рабочей дуги. Далее в пределах остаточной рабочей дуги они уменьшаются сначала интенсивно, а затем медленно. Таким образом, рабочая дуга—дуга,где реализуется тяговое усилие состоит из основной и остаточной зоны, т.е. тэа-бочая дуга распространяется за счет депланации сечения на дугу покоя. При очень жесткой поверхности нефутерованного барабана ( например, стального ) и упругой лентк основная рабочая дуга распространяется практически только на дуге скольжения, а остаточная на дуге относительного покоя.
В направлении, обратном направлению вращения барабана в пределах дуги скольжения, происходит интенсивное упругое проскальзывание, вызванное деформациями сдвига сжатия ленты. В пределах дуги относительного покоя наблюдаются малые проскальзывания, вызванные затухающими деформациями депланационного сдвига, т.е. наблюдается отставание линейной скорости верхней обкладки ленты от линейной скорости обода барабана. В.А.Дьяков [40J , рассматривая взаимодействие конвейерной ленты с барабаном, футерованным эластичным материалом,приходит к выводу, что в этом случае на дуге относительного покоя передается часть тяговой силы деформацией сдвига упругой футеровки, вызванного силами сцепления, т.е. на дуге относительного покоя имеют место контактные силы трения Т( рис.I.3.,кривая 2) . При жесткой поверхности барабана сдвигающие контактные силы J на дуге относительного покоя практически отсутствуют ( рис.1.3., кривая I) и, следовательно, тяговое усилие на этой дуге практически не передается.
Оценка распределения нагрузки между приводными барабанами двухбарабанного раздельного привода при возможных вероятностных отклонениях его параметров
Возможные отклонения распределения нагрузки обуславливаются следующими факторами : отклонениями величин номинальных скольжений двигателей, отклонениями диаметров приводных барабанов от номинальных размеров, изменением скорости ленты при ее деформации,
Используя соотношения (2.19 ) , ( 2.20 ) , (2.21 ) проанализируем возможные отклонения действительного козфшициента распределения нагрузки от расчетного.
Значения номинальных скольжений двигателей, принятых для расчета из каталожных данных, могут значительно отличаться от действительных значений он . Это объясняется тем, что ГОСТом на электродвигатели допускаются существенные отклонения пара метров машин от их каталожных значений. Для асинхронных двигателей допускается отклонение скольжений до 25%, а максимального вращающего момента до 10% от гарантированных значений.
Международной электрической комиссией( МЭК) были приняты рекомендации для национальных стандартов по вращающимся электрическим машинам. Рекомендации МЭК предусматривают для асинхронных двигателей допускаемые отклонения скольжений + 20%, максимального вращающего момента - 10% от гарантированных значений.
Рекомендации МЭК предусматривают ограничения отклонения максимального вращающего момента только в одну сторону, в сторону уменьшения значения. Практически бывают значительные отклонения максимального момента в сторону увеличения( до + 30% и более). Допуски на изготовление приводных барабанов предусматривают возможные отклонения их диаметров от 0,1% до 0,6% диаметра ( для нефутерованных барабанов) . Для футерованных барабанов допуски составляют 0,25% диаметра.
Большое влияние на распределение нагрузки оказывает непостоянство модуля упругости ленты. Исследованиями, проводимыми в Д0НУГИ установлено, что модуль упругости ленты может отличаться на 25;;» - 30% от расчетных значений.
В соответствии с существующими нормами возможных отклонений номинальных скольжений двигателей и,диаметров приводных барабанов определим возможные значения коэффициента распределения нагрузки /и. для двухбарабанных приводов мощных ленточных конвейеров ( с резинотканевой лентой) роторных комплексов, работающих на вскрыше Михайловского ГОКа. КМА . На рис.2.7 приведены графики зависимости максимального и минимального значения коэффициента распределения нагрузки /L„ от коэффициента сцепления М. . На рисунке кривая 3 обозначает изменение оптимального коэф фициента распределения нагрузки от III . Из графика видно,что при /U = 0,3 расчетное значение распределения /\ = 2 близко к оптимальному. Однако, действительное распределение нагрузки ( кривые 2 и I) могут значительно отличаться от расчетного ( = 3,3, / = 1,45).
Такое отклонение распределения нагрузки может вызвать пробуксовку ленты на одном из приводных барабанов. На рис. 2.8 приведены графики граничных значений коэффициентов запаса по тяговой способности на каждом приводном барабане при возможном отклонении Г\ ( Пі =0,3 , натяжное устройство - жесткое) . В номинальном режиме коэффициент запаса по тяговой способности для станции в целом принят равным Л_= 1,2. из графиков видно, что пробуксовка ленты на первом приводном барабане возможна=даже когда конвейер существенно недогружен( /\, I при Щ/ ftJP0,85). Условия по сцеплению на втором приводном барабане более благоприятны ( Л/7,2 I при WI WH 0,95).
При проектировании ленточных конвейеров с двухбарабанным приводом , зная допуски на изготовление его элементов, можно определить предельные значения коэффициента распределения, а следовательно и предельное значение коэффициента запаса по тяговой способности (если мы хотим обеспечить работу привода в номинальном режиме без пробуксовки ). Однако, вероятность того, что выбранное значение отклонения параметров от номинала соответствует предельным величинам интервала его варьирования,весьма мала. Поэтому при выборе основных параметров конвейера необходимо использовать вероятностную оценку распределения нагрузки между приводами, т.е. возможные отклонения параметров привода должны рассматриваться как случайные величины.
Анализ динамических свойств приведенной электромеханической системы двухбарабанного раздельного привода ленточного конвейера
В качестве исходной для дальнейших исследований будет использована система дифференциальных уравнений ( 3.1 ) , описывающая электромеханическую систему в соответствии с приведенной эквивалентной схемой ( рис.3.3 ) .
Решая первое уравнение системы ( 3.1 ) относительно р& и, определяя с использованием полученного выражения значения U 0g / ut , подставляем его во второе уравнение системы (3.1 ). Тогда уравнение движения ротора двигателя будет иметь вид : энергии в демпфирующих элементах процесс, практически всегда, носит затухающий характер. Однако, как уже отмечалось выше, при срыве сцепления на одном из приводных барабанов другому передается дополнительный момент, определяемый натяжением тягового органа на участке между приводными барабанами. Этот момент для рассматриваемой системы будет являться внешним возмущением, которое приводит к возникновению в ситеме незатухающих колебаний.
Таким, одразом, законы изменения деформации упругой связи (вала двигателя),скорости вращения ротора, двигателя и приводного барабана имеет сложный колебательный характер. Причем, общее решение неоднородного дифференциального уравнения ( 3.2 ) будет зависеть от характера изменения момента двигателя [42J . Наличие упругих элементов в электромеханической системе также способствует возникновению устойчивых колебаний. Поэтому с целью повышения надежности и долговечности работы рассматриваемых ленточных конвейеров необходимо ограничивать динамические нагрузки в системе за счет снижения амплитуды этих колебаний.
Зта задача может быть решена за счет демпфирования колебаний. В работе [42] показано, что линейная зависимость момента, развиваемого двигателем, от частоты вращения дает эффект аналогичный введению в систему тязкого трения. Такое свойство электропривода с линейной механической характеристикой известно как его демпфирующее действие, за счет которого возникающие в механической части системы колебания могут затухать. В работе установлено, что при малой жесткости механических характеристик демпфирующее действие электропривода практически отсутствует. Увеличение жесткости механической характеристики, т.е снижение электромеханической постоянной времени двигателя, в общем случае приводит к ускорению переходного процесса. При этом процесс носит колебательный затухающий характер [ 28, 42 ] .
Для асинхронных приводов характерно уменьшение жесткости механической характеристики. Для исключения влияния возможного отклонения конструктивных параметров привода от их расчетных значений на распределение нагрузки, рекомендуется смягчать механическую характеристику и принимать ее жесткость равной 8-10% ( раздел 1.2 ). Таким образом, этот прием еще больше снижает демпфирующие свойства электродвигателя. При смягчении механической характеристики уменьшается амплитуда колебаний моментов, потребляемых двигателями, но увеличивается амплитуда колебаний скорости вращения ротора двигателя, что особенно опасно, т.к. приводит к их перегреву и , в конечном счете, к выходу из строя.
Для решения дифференциального уравнения( 3.2) определяющего закон движения ротора двигателя (вала двигателя )необходимо знать характер изменения дополнительного упругого момента /Та и вращающего момента двигателя Д/ . Прежде чем определить характер изменения Мд , определяемого натяжением промежуточного участка ленты между приводными барабанами, необходимо рассмотреть физико-механические свойства конвейерных лент.
Из литературы [21, 34І известно, что зависимость деформации ленты О от натяжения не является линейной в рабочем диапазоне нагрузок. При исследовании механических свойств конвейерных лент были обнаружены явления гистерезиса [2ІІ ,упругого последействия, ползучести, релаксации напряжения и затухания свободных колебаний. Простейшей моделью, которая позволяет описать поведение конвейерной ленты при растяжении является элемент Кельвина-Фохта, обладающий вязко-упругими свойствами. Напряжение и деформация в случае простого растяжения связаны зависимостью
Аппаратура и измерительные устройства для проведения экспериметнальных исследований
Скорость ленты з точках набегания ее на приводные барабаны и линейная скорость ободов приводных барабанов измерялась с помощью тахогенераторов и записывалась на осциллограмму. При экспериментальных исследованиях использовались тахогенераторы типа ТМГ-30. Диапазон скоростей тахогенераторов составляет от 50 об/мин до 4000 об/мин. На валу тахогенератора, установлены о резиненные диски, которые прижимаются к ленте и ободу приводных барабанов с силой достаточной для передачи вращательного движения. Крепление тахогенераторов на приводной станции показано на рис. 4.3. Принципиальная схема записи показаний тахогенераторов показана на рис.4.4. Каждый тахогенератор предварительно протарирован. Тарировка тахогенераторов проводилась на сверлильном станке при следующих числах оборотов в минуту : 90 , 180, 500, 1000, 1400. Показания тахогенераторов фиксирова -лись на шкале осциллографа при определенных гальванометрах. При записи скоростей на приводной станции каждый тахогенератор подключался к том} " гальванометру, на котором тарировался. По показаниям тарировки строились графики, использованные в дальнейшем при обработке экспериментальных данных. После проведения эксперимента была проведена проверочная тарировка тахогенераторов. Та-рировочные графики совпали.
Запись токов дзигателей проводилась включением измерительной аппаратуры во вторичную цепь. Схема расположения двигателей на приводной станции показана на рис. 4.5 а. На рис. 4.5 б показана принципиальная схема записи токов двигателей. Для того, чтобы избавиться от собственной частоты тока 50 Гц и произ вести запись только относительных отклонений тока был изготовлен Фильтр. Схема фильтра представлена на рис.4.6. Перед началом эксперимента проведена тарировка датчиков тока. Схема тарировки представлена на рис. 4.7. Показания амперметров фиксировались на шкале осциллографа. По показаниям амперметров построены та-рировочные графики,которые использовались при обработке осциллограмм. По окончании эксперимента также проведена проверочная тарировка датчиков тока.
Запись токов двигателей и скоростей движения ленты и обо-дов приводных барабанов производилась двенадцатиканальным магнитоэлектрическим осциллографом- KI2-22. Число одновременно записываемых осциллографом процессов равнялось семи. Осциллограф имеет восемь типов гальванометров. Основная погрешность регистрации электрического тока осциллографом в номинальных условиях + 1% для гальванометров Ш, Ша, ІУ и У типа и + 1,556 - для гальванометров УІ и УП типа. Запись производится на осциллографной фотобумаге типа Р0-ІСТУ79-І330-64 шириной 120 мм и чувствитель- ностью не менее 700 единиц.
Чтобы учесть погрешность от смещения нулевых линий гальванометров, необходимо производить прописи нулевых линий. Нулевые линии прописываются в каждый момент запуска приборов и периодически в процессе записи величин ( , rr,J. , J , J3 . При расшишровке осциллограмм необходимо учитывать то, что разрыв линий записи повторяется периодически в строгой последовательности порядковых номеров гальванометров.
В результате проведения эксперимента получено большое количество материала (осциллограмм ) , отражающего характер изменения тока двигателей и скоростей движения ленты и ободов приводных барабанов при пуске холостого и груженного конвейера, в.установившихся режимах работы, при различной загрузке конвейера и при нарушении условий сцепления (изменение климатических условий) ленты с приводными барабанами.
