斗式提升機(jī)的負(fù)載起動

1、斗式提升機(jī)的負(fù)載起動龐美榮王春維摘要按穩(wěn)定運(yùn)行選擇電動機(jī)后，還必須進(jìn)行負(fù)載起動驗(yàn)算，特別是對于大、中型斗式提升機(jī)的負(fù)載起動問題不容忽視。關(guān)鍵詞斗式提升機(jī)負(fù)載起動中圖分類號ts 211.3load starting of the bucket elevatorabstractafter the electric motor was selected based on its stable running, the check computation of the load starting should be made, especially to the load starting of th

2、e large-size and medium-scale bucket elevators.keywordsbucket elevatorload starting0前言對于斗式提升機(jī)的電動機(jī)配備，傳統(tǒng)的作法是按穩(wěn)定運(yùn)行即按靜載荷進(jìn)行計(jì)算，它基于下列條件：(1) 電動機(jī)一般不負(fù)載起動，在現(xiàn)場操作規(guī)程中規(guī)定：先開機(jī)，待運(yùn)行平穩(wěn)后再給料；停車前停止進(jìn)料約1 min再停機(jī)。(2) 提升機(jī)一般不裝止逆裝置。當(dāng)突然停電，驅(qū)動輪上失去動力時，現(xiàn)場中會出現(xiàn)兩種情況，一是物料的重力足以克服阻力發(fā)生倒轉(zhuǎn)，物料堆積在機(jī)座中，開機(jī)前打開排料門“扒料”；二是物料重力小出現(xiàn)平衡即物料“懸在空中”，這種現(xiàn)象出現(xiàn)在輸送量

3、小、高度低的小型斗式提升機(jī)上，即使電動機(jī)負(fù)載起動，由于被加速物體的質(zhì)量小，慣性力矩(加速力矩)小，加之電動機(jī)都有一定的過載能力，因此能滿足起動要求。然而，隨著生產(chǎn)節(jié)奏的加快，提升高度高、生產(chǎn)率大的大型斗式提升機(jī)的使用越來越普遍；特別是生產(chǎn)管理日趨嚴(yán)格，生產(chǎn)文明程度日益加強(qiáng)，“扒料”現(xiàn)象要取締。在新形勢下，斗式提升機(jī)的負(fù)載起動為不可避免，對此應(yīng)給予足夠的重視和研究。1運(yùn)動方程式的基本形式電動機(jī)工作時(包括起動、正常運(yùn)行)所產(chǎn)生的拖動轉(zhuǎn)矩總是與電動機(jī)軸上的負(fù)載轉(zhuǎn)矩(靜轉(zhuǎn)矩)、加速轉(zhuǎn)矩(慣性轉(zhuǎn)矩)相平衡，其運(yùn)動方程式的基本形式為：m=mjmd(1)式中：m電動機(jī)所產(chǎn)生的拖動轉(zhuǎn)矩,n.m；mj電動機(jī)軸

4、上的負(fù)載轉(zhuǎn)矩,n.m；md電動機(jī)軸上的加速轉(zhuǎn)矩,n.m。2穩(wěn)定運(yùn)行電動機(jī)起動后正常運(yùn)轉(zhuǎn)時，提升機(jī)整個系統(tǒng)處于穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)。這時加速轉(zhuǎn)矩md=0，因此有：m=mj(2)電動機(jī)軸上的負(fù)載轉(zhuǎn)矩可按下式計(jì)算：(3)式中：p驅(qū)動輪上所需的圓周力,n；d驅(qū)動輪直徑,m；i傳動裝置的傳動比；傳動裝置的總效率。電動機(jī)在其工作區(qū)域內(nèi)所產(chǎn)生的拖動轉(zhuǎn)矩隨外力矩的變化而變化。當(dāng)提升機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行且進(jìn)料均勻時，負(fù)載轉(zhuǎn)矩是一常量。如圖1所示，兩特性曲線交點(diǎn)a為其工作點(diǎn)。也就是說在初選電動機(jī)時，可按負(fù)載轉(zhuǎn)矩來確定電動機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩，即：me=mj(4)式中：me電動機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩,n.m。按穩(wěn)定運(yùn)行選擇電動機(jī)后，能否滿足負(fù)載起動要

5、求，還須進(jìn)行負(fù)載起動驗(yàn)算。3負(fù)載起動(加速運(yùn)行)提升機(jī)處于起動階段，加速轉(zhuǎn)矩md0。負(fù)載起動時，加速轉(zhuǎn)矩應(yīng)有兩部分組成，一是整機(jī)系統(tǒng)中作直線運(yùn)動的質(zhì)量的加速轉(zhuǎn)矩；二是作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的質(zhì)量的加速轉(zhuǎn)矩。無論是哪一類加速轉(zhuǎn)矩，計(jì)算時都需要將它們轉(zhuǎn)化到電動機(jī)軸上。3.1作直線運(yùn)動的質(zhì)量的加速轉(zhuǎn)矩提升機(jī)系統(tǒng)作直線運(yùn)動的質(zhì)量包括物料的質(zhì)量以及斗和帶的質(zhì)量。它們所產(chǎn)生的加速轉(zhuǎn)矩并將其轉(zhuǎn)化到電動機(jī)軸上，計(jì)算如下：(5)式中：q料提升機(jī)有載分支物料的線載荷,nm；q帶斗提升機(jī)斗與帶的線載荷，nm；h提升機(jī)的提升高度，m；g重力加速度，ms2；v提升機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行時提升帶的速度，ms；t起動時間，s。圖1機(jī)械特性曲線3.

6、2作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的質(zhì)量的加速轉(zhuǎn)矩提升機(jī)整機(jī)系統(tǒng)作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的物體有：電動機(jī)轉(zhuǎn)子、減速裝置各旋轉(zhuǎn)件、驅(qū)動滾筒、張緊滾筒。計(jì)算時同樣將它們產(chǎn)生的加速轉(zhuǎn)矩全部轉(zhuǎn)化到電動機(jī)軸上。因此有：(6)式中：jm、j1、j2jn電動機(jī)轉(zhuǎn)子、減速器各傳動軸上的旋轉(zhuǎn)部件、驅(qū)動滾筒、張緊滾筒的轉(zhuǎn)動慣量(kg.m2)；m、1、2n電動機(jī)轉(zhuǎn)子、減速器各傳動軸、驅(qū)動滾筒、張緊滾筒的角加速度(rads2)；i1、i2i各傳動軸間以及減速器總的傳動比；1、2各傳動軸間以及減速器總的傳動效率。為了計(jì)算簡便，上式中略去了驅(qū)動滾筒與張緊滾筒軸承處的摩擦力，并將驅(qū)動滾筒與張緊滾筒的轉(zhuǎn)動慣量、角加速度視為相等。3.3負(fù)載起動驗(yàn)算當(dāng)負(fù)載起動時，

7、電動機(jī)的起動力矩必須大于或等于負(fù)載轉(zhuǎn)矩與加速轉(zhuǎn)矩之和，即：mqmjmdmjmd1md2式中：mq電動機(jī)的起動轉(zhuǎn)矩，n.m。將式(3)、(5)、(6)代入上式得：(7)在作具體驗(yàn)算時，角加速度可換算成相應(yīng)的轉(zhuǎn)速n，即：提升機(jī)的起動時間約為25 s。轉(zhuǎn)動慣量視具體情況而定，可直接代入轉(zhuǎn)動慣量計(jì)算，也可換算成飛輪矩gd2：如果驗(yàn)算結(jié)果表明不能滿足式(7)，則需重選電動機(jī)。對于y系列型號的電動機(jī)，根據(jù)上述計(jì)算結(jié)果可適當(dāng)增大電動機(jī)容量以滿足負(fù)載起動的要求，但在穩(wěn)定運(yùn)行情況下，功率因數(shù)較低。對于yr系列電動機(jī)，只要在轉(zhuǎn)子電路中接入適當(dāng)?shù)钠饎与娮杓纯?。因此，對于大型斗式提升機(jī)在經(jīng)常要求滿載起動的條件下，建議選用繞線型電機(jī)。作者單位:武漢工業(yè)學(xué)院(430022)參考文獻(xiàn)1機(jī)械工程手冊編輯委員會.電機(jī)工程手冊編輯委員會.電機(jī)工程手冊，第2版.電