Расчёт мощности электроприводов основных производственных машин и механизмов, страница 3

          Мощность на валу электродвигателя (кВт) ковшового элеватора определяется по формуле

                              P = (Q ∙ H ∙ k3) / ( 367 ∙ ηЭ) ,                                             (8.20)

где     Q – подача  элеватора, т/ч;

          H высота  подъёма, м;

          k3 коэффициент  запаса; k3 = от 1,2 до 1,3;

          ηЭ – КПД  элеватора, ηЭ = от 0,4 до 0,7 (включая кинематическую пару
                  от двигателя к элеватору).

          Подача  элеватора определяется по формуле

                              Q = 3600 ∙ V ∙ kнк ∙ p ∙ υ / a ,(8.21)

где     V – объём  ковша, м3;

          kнк – коэффициент наполнения ковша, kнк = от 0,7 до 0,85;

          p – насыпная плотность материала, т/м 3;

          υ – скорость ленты, м/с;

          a – шаг  ковшей: a = от 2,5 до 3 h, м;

          h – высота  ковша, м.

          Привод ковшового элеватора, как правило, нерегулируемый, статический  момент нагрузки приближённо можно считать постоянным, не зависящим  от  частоты вращения.

          Мощность электропривода (кВт) винтового, цепного конвейеров и шнекового  питателя (дозатора) определяется по формуле

                    P = Q ∙ k3. ∙ (L ∙ k1 + H) / ( 367 ∙ η )  ,                                          (8.22)

где     Q – подача  конвейера, т/ч;

          L – горизонтальная проекция конвейера, м;

          k– коэффициент  запаса: k3 = от 1,1 до 1,3;

          H – высота подъёма материала, м;

          k1 - коэффициент сопротивления транспортируемого материала 
                      движению  ходовой части или движению материала по желобу  
                      (таблица 8.2).

Мощность двигателя (кВт) пластинчатого транспортёра определяется по формуле

                              P = Q ∙ k3 kСП  / ηП  ,                                              (8.23)

где     Q – производительность транспортёра т/ч;

      ηП – КПД передачи: зависит от типа редуктора (приложение Е).

          Коэффициент  сопротивления  kСП определяется  по  таблице 8.3.

Таблица 8.2 – Значения коэффициента k1 для различных типов транспортёров

Подача конвейера,

 т/ч

Значения коэффициента k1

цепной транспортёр с роликовыми цепями

цепной транспортёр со скользящими цепями

4,5

9,0

18,0

27,0

36,0

45,0

2,25

1,70

1,30

1,10

1,05

0,97

4,20

3,00

2,25

1,90

1,70

1,60

          Средние значения k1 для винтовых конвейеров (шнеков) при перемещении различных материалов принимаются следующими: для малообразивного  материала – 2,5; для абразивного (гравий, песок, цемент) – 3,2; для  сильноабразивных и липких материалов (известь, сера, зола  и  т.д.) – 4,0.

Таблица 8.3 – Значение коэффициента сопротивления kСП

Ширина ленты, мм

Подача, кг/с

k СП

400

600

800

1000

4,7

11,1

17,1

21,6

0,32

0,19

0,16

0,14

При определении мощности двигателя (кВт)роликового транспортёра (рольганга) необходимо сначала определить момент двигателя по формуле

          МДВ = МС + МБ = (GP + GПОЛ)· μ · r + GПОЛ· f + GПОЛ · μ1· R ,                (8.24)

где     МС – момент статический, Н·м;

          МБ – момент буксовки, Н·м;

          GP – масса ролика (роликов), Н;

          GПОЛ – масса полезного перемещаемого груза на ролик или рольганг, Н;

          μ –  коэффициент трения в подшипниках качения: μ = от 0,05 до 0,01

          μ1 – коэффициент трения перемещаемого груза по роликам: μ1 = 0,3 –
                   для горячего металла, μ1 = 0,15 – для холодного металла;

          r – радиус шейки вала ролика, м;

          R – радиус ролика, м;

          f – коэффициент трения качения: f = от 0,01 до 0,05.

          После определения момента двигателя, можно произвести расчёт мощности электродвигателя, например, по формуле (5.22).

          8.4 Расчёт мощности электроприводов насосов,            
                 вентиляторов и компрессоров

          Насосы предназначены для подъёма и перекачки жидкости (воды, нефти, нефтепродуктов, кислот, щелочей  и т.п.). Существуют специальные насосы  для перекачки жидкостей, содержащих твердые частицы.

          В зависимости от температуры перекачиваемых сред различают  насосы ”холодные” (до + 2000С) и ”горячие”(от + 200 до + 4000 С).

          Привод насосов в основном нерегулируемый. При необходимости  регулирование расхода жидкости чаще всего дросселируют задвижкой  сечение трубопровода на стороне нагнетания. Однако при этом возникают  дополнительные потери энергии, как на задвижке, так и на самом насосе, который в этом случае работает с пониженным КПД; упрощённо считают, что КПД изменяется пропорционально изменению напора в сети.

          Более экономичным является регулирование частоты вращения  двигателя. Так как требуемый диапазон регулирования не превышает 1 : 1,5, на приводе центробежных насосов целесообразно применение асинхронных  двигателей с короткозамкнутым ротором (АД с к.з.р.), регулируемых  изменением напряжения сети с помощью дросселей насыщения или  тиристорных регуляторов напряжения (при неизменной частоте питания).

          Для насосов большой мощности (сотни и тысячи киловатт) наиболее  экономично регулирование частоты вращения приводных двигателей по  схеме асинхронно-вентильного каскада (двигатель с фазным ротором,  питаемый от сети трёхфазного тока через согласующий трансформатор, и  ведомый сетью инвертор – тиристорный преобразователь частоты, изменяющий частоту ЭДС в роторе).

          Мощность двигателя (кВт) для привода центробежного насоса определяется по формуле

                              P = (k3 ∙ Q ∙ H ∙ γ) / 1000 · ( ηН · ηП ) ,(8.25)

где     Q – подача  насоса, м3/с;

          H – полный напор, м;

          γ - удельный вес перекачиваемой жидкости, Н/м3 (удельный  вес воды           γ = 9810 Н/м3);

          k3 – коэффициент запаса, k3 = от 1,1 до 1,5 (большие  значения  соот-
                   ветствуют  меньшей  мощности двигателя, до 5 кВт);