Соловьев А.С. Лекции по электроприводу машин для обогащения полезных ископаемых

21

N

КК1

К11

КМ1

КН1

0 В 0

М1

КМ2

К1.2

К1.1

К22

К12

К32

КМ1

SB1 SB11

QF1

КМ1

КК1

КН41

М 0 А

КН3

м1 м2

N

КК2

К21

КМ2

КН2

0 В 0

М2

КМ1

К1.6

К1.5

К22

К12

К31

КМ2

SB2 SB21

QF2

КМ2

КК2

КН42

М 0 А

КН3

М2 м1

Рис.6 Схема управления станцией густой смазки СП-500

(см. также стр. 23,24)

а

)

22

K1.8

K61

K51

K42

K21

K42

K32

K12

K22

SL1

К1.9

К61

К51

К1

K

KH42

M 0 A

KH41

M 0 A

K41

K11

K1.4

K41

K1.3

K31

K11

K31

QF3

Из схемы централизованного

управления

КЭП

Из схемы управления

механизмами

SL2

K21

K1.7

Контроль

затянувшейся

паузы

маслостанции М1

Контроль

затянувшейся

паузы

маслостации М2

Включение

маслостанции

и контроль

включения КЭП

Включение

маслостации на

первую магистраль

Включение

маслостанции на

вторую магистраль

Контроль

затянувшейся

паузы

маслостации М1

Контроль

затянувшейся

паузы

маслостанции М2

Размножение

контактов К51

Рис. 6 (Продолжение)

б)

23

контакта КЭП К1.4 (или К1.8) двигатель М1 (или М2) будет еще работать, и контакт

промежуточного реле К11 (К21) будет замкнут, то происходить включение реле К41

(К42), что свидетельствует о нарушении нормальной работы системы густой смазки.

Контакт КЭП К1.9 в случае централизованного отключения участка обеспечи-

вает работу системы маслосмазки в течение

времени, достаточного для полного запол-

нения магистрали.

Электроприводы маслонасосов имеют также режим ручного управления, избираемый

переключателями КН41, КН42. В этом случае включение насосов производится кнопками SB.

На рис. 7 приведена схема управления электроприводом станции жидкой групповой

маслосмазки с двумя маслонасосами. Схема предусматривает ручное управление от кнопочных

постов SB и централизованное управление. Выбор режима управления достигается поворотом

ключей К4, К41, К42. Один

из насосов является рабочим, второй – резервным. Выбор рабочего

насоса достигается поворотом ключа КН3.

В случае, когда рабочим является маслонасос М1, ключ КН3 ставится в правое поло-

жение. При избирании участка технологической цепочки и ее пуска замыкаются контакты из

схемы централизованного управления (Рис. 7,б). Через эти контакты и контакт К3 включается

реле КТ1, которое своим контактом включает пускатель КМ1 первого маслонасоса. После пус-

ка участка контакты схемы централизованного управления размыкаются, но цепь реле КТ1 са-

моблокируется.

Обозн. Замыкание контактов Назначение цепи

Контактов

К1.1 Включение насоса М1 на первую

магистраль

К1.2 Включение насоса М1 на вторую

магистраль

К1.3 Контроль затянувшейся паузы в работе

насоса М1

К1.4 Контроль затянувшейся работы

насоса М1

К1.5 Включение насоса М2 на вторую

магистраль

К1.6 Включение насоса

М2 на первую

магистраль

К1.7 Контроль затянувшейся паузы в работе

насоса М2

К1.8 Контроль затянувшейся работы

насоса М2

К1.9 Доработка КЭП’ а после отключения

Участка

t

p

t

П

t

p

Диаграмма переключений контактов КЭП (К1)

Рис.6 (продолжение)

в)

24

Пуск маслостанции возможен при температуре масла в отстойнике не ниже 30°С. Если

температура будет ниже 30°С, то замыкается контакт схемы автоматики, включающий реле К3.

КТ1

QF1

QF2

КМ2

КН2

0 B 0

КН1

0 B 0

КН3

M2 0 M1

SB21

SB2

SB1

SB11

КН3

M2 0 M1

К1

КV

КТ1

КН42

Р 0

А

КН41

Р 0

А

К21

К11

КМ1

КМ2

КМ1

КК2

КК1

КК1 КК1

КМ1

Рис. 7 Схема управления электроприводами

станции жидкой смазки (см. также стр.26)

а)

25

Из схемы цен-

трализован-ного

KV

K6

K5

Разомкнут при температуре

масла выше +45

о

K4

K3

Разомкнут при температуре

масла выше +30

о

K3

КТ

K2

K6

K1

КТ1

K3

SB SB1

KH4

Р Ц

KH4

Р Ц

QF3

VD3 VD4

VD1 VD2

КТ1

КТ

КТ1

Замкнут

при пуске

КТ1

Разомкнут при

отключении

Замкнут при

избирании

N

K6

K2

Замкнут при уровне масла

выше нижнего допустимого

Замкнут при нормальном уровне

масла на общей сливной магистрали

Рис. 7 (продолжение)

б)

Включе-

ние

станции жидкой

смазки

Включение

резервного

насоса

Реле памяти

наличия масла в

общей сливной

магистрали

Реле времени

отключения станции

Температура

минимально

допустимая

Температура

максимально

допустимая

Контроль нижнего

уровня масла в

отстойнике

Контроль уровня

Масла в общей

сливной магистрали

К

Контроль

температуры

26

Последнее своим контактом разрывает цепь КТ1 (после включения маслонасоса контакт КЗ

блокируется замыкающим контактом КТ1). В то же время замыкающий контакт К3 включает

реле К4, которое управляет включением электронагревателей масла (на схеме не показаны).

После нагревания масла до 45°С реле К4 лишается питания, что приводит к отключению нагре-

вателей.

При нормальном

уровне масла на общей сливной магистрали реле К6 находится во

включенном состоянии, что приводит к включению реле К2. Если при неисправности маслона-

соса уровень масла понизится, то реле К6 выключится, но реле К2 остается включенным через

свой контакт. В этом случае через контакты К6 и К2 получает питание реле включения

резерва

К1, которое своим контактом включает пускатель КМ2 резервного маслонасоса М2. Одновре-

менно размыкающий контакт КМ2 выключает пускатель КМ1 первого маслонасоса. Кроме то-

го, через другую пару замкнувшихся контактов К2 и К6 включается реле времени КТ. Если в

течение трех минут нормальный уровень масла не восстановится, и реле К6 не включится

, то

разомкнувшийся контакт КТ выключит маслостанцию.

6 Валковые и молотковые дробилки

В валковых дробилках дробление выполняется путем раздавливания материала между

двумя встречно вращающимися валками (Рис. 8). Большие маховые массы вращающихся вал-

ков и приводных шкивов обеспечивают сглаживание нагрузки двигателя, но затрудняют пуск

привода. Вследствие этого для крупных валковых дробилок применяют асинхронные двигатели

с фазовым ротором. Для лучшего использования кинетической энергии, запасенной в маховых

массах, в роторной цепи оставляют при работе постоянное сопротивление, снижая жестковсть

механической характеристики двигателя.

Для валковых дробилок средней производительности применяют асинхронные корот-

козамкнутые двигатели с повышенным скольжением.

В молотковых дробилках (рис. 9) разрушение производится ударами, наносимыми

вращающимися частями машины. Молотковые дробилки также, как и валковые, характеризу-

ются большой механической инерцией вращающихся

частей, поэтому при работе нагрузка

электропривода постоянна. Пуск дробилок производится вхолостую, однако, привод при пуске

должен развивать значительный динамический момент для разгона маховых масс. Поэтому у

мощных молотковых дробилок в качестве привода используются асинхронные двигатели с фа-

зовым ротором; для дробилок средней производительности применяются асинхронные корот-

козамкнутые двигатели.

Рис.8 Процесс дробления в валковой

дробилке

Рис.9 Принцип действия молотковой дробилки

27

Мощность двигателя может быть определена по формуле

P=(0,1÷0,15)i Q, кВт (8)

где i – степень измельчения;

Q – производительность, т/час.

7 Барабанные мельницы

Барабанная мельница представляет собою барабан с дробящими телами (рис. 10), ко-

торые, перекатываясь, непрерывно раздавливают или истирают материал. В качестве дробящих

тел используются шары или стержни. Применяются

также мельницы без дробящих тел, в которых проис-

ходит самоизмельчение за счет перекатывания кус-

ков дробимого материала.

Под действием центробежной силы дробя-

щие тела прижимаются

к внутренней поверхности

барабана и поднимаются до определенной высоты,

после чего начинают падать, измельчая загруженный

в барабаны материал [5].

Для барабанной мельницы можно ввести

понятие критической скорости, т.е. такой скорости,

при которой шары наружного слоя перестанут па-

дать. При критической скорости выполняется соот-

ношение

2

D

mmg

0

2

КР

ω= . (9)

Отсюда значение критической скорости

0

КР

D

g2

=ω

, (10)

где D

0

– внутренний диаметр барабана, м.

Практически скорость вращения барабанных мельниц составляет (0,75÷0,8)

ω

КР

.

Мощность двигателя барабанных мельниц может быть определена по формуле

0

Ш

DS

G

31,2P

ϕ

= , кВт (11)

где G

Ш

– вес шаровой загрузки, т;

φ – коэффициент заполнения мельницы, отн. ед.;

S – коэффициент мощности, являющийся функцией скорости мельницы и ее за-

полнения.

Для коэффициента мощности S имеется ряд формул, рекомендуемых различными ав-

торами. Так, проф. Н.П. Неронов рекомендует формулу

(

)

(

)

(

)

(

)

886443

k13k18k16S −ϕ+−φ−−φ= , (12)

а В.А. Олевский [8]

28

(

)

(

)

(

)

(

)

[

]

{

}

1281048467

k18k18,28k136k11695,0S −φ+−φ−−φ−−φ= , (13)

где ψ=ω/ω

КР

– скорость в долях к критической;

k=R

2

/R

1

– отношение радиусов внутреннего и внешнего слоев загрузки.

Существуют также упрощенные эмпирические формулы для определения мощности

привода мельниц [6]: формула Бланка, преобразуя которую, можно перейти к виду (11), где

S=(3,5 – 14(0,5 – φ

2

)); (14)

формула Таггарта

P=(4,15+2,6D

0

)G

Ш

; (15)

формула ВТИ- -ЦКТИ

9,05,2

000

LD23,3LD23P φγ+φ= , (16)

где L – внутренняя длина барабана, м;

γ

0

– объемный вес дробящих тел вместе с дробимым материалом (4,9 т/м

3

).

Остальные обозначения в формулах (14 – 16) те же, что и для формул (11 – 13).

Мощность электропривода мельниц значительна и доходит до 1100 кВт (создаются

мельницы и с еще более мощными электроприводами). Обогатительные фабрики крупных гор-

но обогатительных комбинатов имеют отделения измельчения с большим числом мельниц, по-

этому измельчение является одной из наиболее энергоемких стадий процесса

обогащения.

Потребление мощности электроприводом мельниц мало зависит от загрузки мельницы

рудой. Энергия тратится, в основном, на подъем дробящих тел, и при отсутствии руды проис-

ходит их самоизмельчение. Поэтому для повышения экономичности работы и снижения удель-

ной энергоемкости производства необходимо, чтобы мельницы работали с максимальной про-

изводительностью.

Работы привода барабанных мельниц

характеризуется равномерной нагрузкой, вслед-

ствие чего для мельниц применяются в основном синхронные двигатели. Применение син-

хронных двигателей большой мощности позволяет повысить cosφ не только на обогатительных

фабриках, но и при необходимости компенсировать потребление реактивной мощности рудни-

ков, входящих в состав горно-обогатительных комбинатов.

Для мельниц с самоизмельчением требуется регулирование скорости на

30% вниз от

основной. На опытном образце пока применяется электропривод постоянного тока. В

дальнейшем предполагается применение регулируемого привода переменного тока.

Наиболее сложным режимом работы приводов мельниц является пуск. В этот период

момент сопротивления зависит от угла поворота барабана. В момент трогания сопротивление

движению зависит, главным образом, от трения в подшипниках. После

начала движения бара-

бана характер трения изменяется, что приводит к некоторому снижению момента сопротивле-

ния. Далее при повороте барабана на угол более 10˚ начинается подъем дробящих тел и момент

сопротивления начинает возрастать (рис. 11) до тех пор, пока не начнется падение дробящих

тел. Поскольку стержни менее подвижны, чем шары, то падение их

начинается при повороте на

больший угол. Это приводит к пику в кривой момента сопротивления. У шаровых мельниц этот

пик выражен слабо [3, 4].

29

Как следует из рис. 11 пус-

ковой момент синхронного двигателя

должен быть не ниже (1,4÷1,5) номи-

нального момента двигателя для

стерженевой мельницы и (1,2÷1,3) –

для шаровой мельницы. Избыточный

момент идет на создание ускорения

привода.

Подсинхронный момент

двигателя, т.е. момент при сколь-

жении, равном 0,05 для барабан-

ных мельниц должен быть не ни-

же (1,1 – 1,3) номинального мо-

мента.

Барабаны мельниц имеют

низкую скорость вращения

(15÷40)об/мин, причем согласно

формуле (10) чем больше диаметр ба-

рабана, тем ниже должна быть ско-

рость. Поэтому для мельниц приме-

няются тихоходные двигатели с но-

минальной скоростью вращения ро-

тора 250, 187, 167 об/мин

Схемы управления мельни-

цами во многом сходны со схемами управления дробилками, так

как для включения статора

высоковольтного двигателя применяются типовые решения с высоковольтными ячейками.

Аналогичны по построению цепи управления и сигнализации. Существенным отличием, свя-

занным с применением синхронных двигателей является наличие возбудителя и схемы синхро-

низации и управления возбуждением синхронного двигателя. В настоящее время для синхрон-

ных двигателей применяются комплектные тиристорные возбудители, в

состав которых входят

и схемы управления асинхронным пуском. Данный курс является составной частью общего

курса по электроприводу горных машин и установок. С применением тиристорных возбудите-

лей для синхронных машин можно познакомиться по учебному пособию [10] и книге проф.

Б.Н. Абрамовича [1].

8 Электрический привод грохотов и классификаторов

Грохоты и классификаторы предназначены для разделения материала по крупности и

имеют различные конструкции.

Качающийся (эксцентриковый) грохот совершает качания в горизонтальной

плоскости. Качание сообщается от двигателя через эксцентриковый вал с шатуном.

Мощность двигателя качающегося грохота определяется выражением [6]

⎟

⎠

⎞

⎜

⎝

⎛

⋅+

⋅

ω

η

ω

=

−5

4

2

1075,8

10102

rGR975,0

P , кВт (17)

где G – вес подвижной рамы с ситами и материалом;

R – эксцентриситет;

r – расстояние центра тяжести подвижной рамы от оси вала;

ω – скорость вращения вала;

η – КПД передачи.

30

Инерционный (гирационный) грохот состоит из короба, который опирается на эксцен-

триковый вал вибратора и совершает круговые движения в вертикальной плоскости. Динами-

ческие усилия частично уравновешиваются контргрузами, закрепленными на маховике эксцен-

трикового вала. Мощность двигателя инерционного грохота может быть определена по форму-

ле [8]

⎟

⎠

⎞

⎜

⎝

⎛

δ

+

⋅⋅

⋅η

ω

=

370

G

235

drG

10

9

P

2

0

4

3

, кВт (18)

где G

0

– вес инерционных грузов;

r – радиус окружности, по которой движется центр тяжести инерционного груза;

d – диаметр цапфы вала;

δ – амплитуда колебаний сита;

G – вес вибрирующих частей грохота и сортируемого материала;

ω – скорость вращения вала;

η – КПД передачи.

Барабанный грохот – сухой или с промывкой состоит из вращающегося металлическо-

го каркаса, на котором

закреплены решета, образующие просеивающие поверхности.

Мощность двигателя барабанного грохота ориентировочно определяется по формуле

P=0,075Q, (19)

где Q производительность, т/час.

Мощность двигателей грохотов обычно не превышает 10 кВт, регулирование скорости

двигателей не требуется, поэтому для привода грохотов применяются асинхронные коротко-

замкнутые двигатели.

Механические классификаторы служат для разделения материала на две фракции по

скорости

его падения в жидкой среде: осевшую фракцию, более крупную (пески) и взвешен-

ную, более мелкую (слив). Классификаторы бывают спиральные и реечные.

К приводу классификаторов не предъявляется специальных требований, регулирова-

ние скорости не требуется, условия пуска нормальные. Мощность двигателей для классифика-

торов невелика (не более 20 кВт). Наиболее подходящим типом двигателя являются

асинхрон-

ные короткозамкнутые двигатели закрытого исполнения с влагостойкой изоляцией (из-за высо-

кой влажности в помещениях, в которых устанавливаются классификаторы).

Наиболее тяжелым режимом при работе классификатора может оказаться пуск после

длительного останова, когда спираль или гребковая рама оказывается в осевшей массе. Для об-

легчения условий пуска двигателя у классификаторов предусмотрен механизм

подъема спирали

или гребковой рамы из корыта (вручную или с помощью вспомогательного привода). После

разгона спираль или рама опускаются в корыто, нагрузка привода при этом возрастает до уста-

новившегося значения.

На рис. 12 приведена схема управления электроприводом односпирального классифи-

катора [13], имеющим два двигателя: М1 – двигатель вращения спирали и М2 – двигатель

подъема

и опускания спирали. С помощью избирателей режима КН3 и КН4 могут быть выбра-

ны три способа управления: ручное (Р), местное сблокированное (М) и централизованное

управление (Ц).

При ручном управлении пуск и останов двигателя вращения спирали производится

двухкнопочным постом SB1, SB2, а управление подъемом и опусканием спирали – трехкно-

почным постом SB3 – SB5.

Соловьев А.С. Лекции по электроприводу машин для обогащения полезных ископаемых

Подождите немного. Документ загружается.