Расчёт мощности двигателя шнекового конвейера для цемента должен включать мощность на вращение машины вхолостую и мощность на перемещение материала через фактическую компоновку. Одной производительности недостаточно. Длина, плотность, скорость шнека, подшипники, уплотнения, наклон, потери и режим повторного пуска — всё это может изменить выбранный двигатель.
Каталожный диапазон конфигураций шнековых конвейеров VOGO для цемента является границей отбора. Окончательная мощность и момент относятся к техническому предложению.
Определите границу расчёта
Если вышестоящее устройство ограничивает поток, шнек является конвейером с дозированной подачей. Если его вход остаётся покрытым под силосом и шнек регулирует отбор, это шнековый питатель. Последний включает напор и сдвиг на входе; используйте процесс проектирования выгрузки из силоса, а не рабочий лист мощности конвейера.
Структура расчёта мощности двигателя шнекового конвейера
Инженерный метод KWS разделяет мощность на трение, мощность на материал и потери в приводе. Его исходные данные включают коэффициент диаметра, коэффициент промежуточного подшипника, длину, скорость, объёмную производительность, плотность и материальный коэффициент. ANSI/CEMA 350 является более широкой отраслевой рекомендацией. Используйте лицензированные таблицы или расчёты поставщика, а не реконструированные коэффициенты.
Общая входная мощность = (мощность на трение вхолостую + скорректированная мощность на материал + проверенная поправка на наклон) ÷ КПД привода
Формула является рамкой; каждый коэффициент должен быть получен для выбранной конструкции.
Пример расчётной оценки
Конвейер с дозированной подачей должен подавать 12 т/ч. Рабочая плотность составляет от 1,05 до 1,25 т/м³.
- 12 ÷ 1.25 = 9,6 м³/ч
- 12 ÷ 1.05 = 11,43 м³/ч
Низкоплотностное условие определяет объём; более тяжёлое условие всё ещё важно для нагрузки. Предположим, что признанный метод даёт 0,8 кВт на трение вхолостую, 3,7 кВт скорректированной мощности на материал и 1,0 кВт поправки на наклон при КПД привода 90%:
(0.8 + 3.7 + 1.0) ÷ 0.90 = 6,11 кВт
Этот пример не является данными VOGO и не выбирает двигатель. Всё ещё применяются снижение номинала из-за окружающей среды, пуски и момент.
Перевод мощности в момент
Момент (Н·м) = 9550 × мощность на валу (кВт) ÷ скорость шнека (об/мин)
При 50 об/мин 6,11 кВт равняется 1167 Н·м. Это установившееся значение не является моментом пуска под нагрузкой. Осевший цемент, обратное сползание на наклоне или ограничение могут определяюще влиять; используйте руководство по пусковому моменту.
| Ошибка исходных данных | Последствие | Исправление |
|---|---|---|
| Одна плотность | Занижает либо объём, либо нагрузку | Укажите минимальную и максимальную правдоподобную плотность |
| Горизонтальное допущение | Пропускает подъём и обратное сползание | Используйте фактический угол |
| Игнорированные подшипники или уплотнения | Занижает трение | Определите количество и тип |
| Догадка о КПД | Искажает входную мощность двигателя | Используйте данные выбранного привода |
| Нет аварийного случая | Работающий двигатель может не перезапуститься | Зарегистрируйте нормальную нагрузку и нагрузку при повторном пуске |
Выберите привод как систему
После расчёта мощности на валу проверьте непрерывный номинал двигателя, выходной и пиковый момент редуктора, тепловую ёмкость редуктора, момент муфты и вала, перегрузку ЧП, охлаждение двигателя, ускорение и защиту от нулевой скорости. Руководство по проектированию SEW-EURODRIVE показывает, почему нагрузки двигателя и зубчатого агрегата связаны, но различны.
Зафиксируйте материал, плотность, производительность, длину, угол, диаметр, шаг, скорость, загрузку, тип входа, подшипники, уплотнения, КПД, пуски, выдержку и блокировки. Отметьте допущения и источники. Руководство по расчёту производительности охватывает объёмную сторону; поддерживайте оба рабочих листа связанными.
Явно учитывайте работу подъёма
Для наклонного конвейера материал приобретает потенциальную энергию. Полезная физическая перекрёстная проверка:
Идеальная мощность подъёма (кВт) = массовый расход (кг/с) × 9,81 м/с² × вертикальный подъём (м) ÷ 1000
При 12 т/ч массовый расход составляет 3,33 кг/с. Для подъёма 4 м идеальная мощность подъёма:
3.33 × 9.81 × 4 ÷ 1000 = 0,131 кВт
Эта маленькая цифра не представляет собой общую мощность конвейера. Она исключает внутреннее скольжение, обратное сползание, трение витков и корпуса, подшипники, уплотнения, потери в приводе и аварийную нагрузку. Это проверка разумности: рассчитанный наклонный вклад ниже идеальной работы подъёма невозможен, в то время как значительно большее значение требует объяснения его допущений.
Избегайте двойного учёта и пропуска потерь
Рабочие листы мощности часто терпят неудачу двумя противоположными способами. Один метод может уже включать коэффициенты подшипников или материала, и инженер добавляет их снова. Другой метод может рассчитывать только теоретическое перемещение и пропускать механическое трение. Ведите карту расчёта, показывающую, где вступает каждый эффект.
| Эффект | Учитывайте один раз в | Проверка |
|---|---|---|
| Трение ненагруженного шнека и подшипников | Мощность на трение | Ток вхолостую после пусконаладки |
| Скольжение материала и внутреннее трение | Расчёт материального коэффициента | Ток под нагрузкой и метод поставщика |
| Вертикальный подъём | Наклонный метод или явный член подъёма | Проверка геометрии и массового расхода |
| Потери редуктора/передачи | КПД привода | Данные выбранного редуктора |
| Сопротивление уплотнений | Метод трения или отдельная поправка | Ток вхолостую до/после регулировки |
| Повторный пуск и затор | Случаи момента, а не непрерывные кВт | Временная трасса момента |
Подбирайте по диапазону, а не по одной точке
Выполните расчёт при минимальной, нормальной и максимальной пропускной способности; минимальной и максимальной правдоподобной плотности; ненагруженном и нагруженном состояниях; а также минимальной и максимальной скорости. Конвейер, управляемый ЧП, может испытывать наибольший тепловой стресс двигателя на низкой скорости с высоким моментом, а не обязательно при максимальной пропускной способности.
Для прерывистого режима определите фактический цикл. Мощный пуск каждые несколько минут может определять тепловой выбор двигателя и редуктора, даже если средняя пропускная способность невелика. Для непрерывного режима могут определять температуру окружающей среды и вентиляция оболочки.
Согласование расчёта с пусконаладкой
До подачи материала измерьте ток фазы, скорость вала, напряжение, мощность, если доступна, температуру подшипников и состояние уплотнений. При контролируемой нагрузке измерьте поданную массу и повторите электрические измерения. Сравните измеренную входную мощность с прогнозируемой мощностью на валу после учёта КПД двигателя и привода.
Если измеренная мощность вхолостую высока, исследуйте соосность, предварительную нагрузку подшипников, сжатие уплотнений, трение и смазку. Если мощность вхолостую совпадает, но мощность под нагрузкой высока, проверьте плотность, влажность, избыточную подачу, обратное сползание на наклоне и ограничение выгрузки. Не просто устанавливайте двигатель большего размера: дополнительный доступный момент может перенести отказ на вал или муфту.
Результаты расчёта
Закупочный пакет должен включать ревизию расчёта, эталонный стандарт, единицы исходных данных, диапазон материала, нагрузочные случаи, выбранный двигатель, передаточное число редуктора, об/мин шнека, КПД, непрерывный момент, пусковой момент и предохранительный предел. Требуйте от поставщика указания допущений и запасов. Результат одной строкой «двигатель = 7,5 кВт» не поддаётся аудиту и не может безопасно повторно использоваться при изменении компоновки.
Вопросы независимой проверки
До утверждения спросите, использует ли расчёт массу или объём на каждом шаге, какая плотность определяющая, включён ли уже наклонный член, как вступают трение подшипников и уплотнений, какой КПД привода применяется и какой нагрузочный случай задаёт размер двигателя. Подтвердите, что мощность на валу и электрическая входная мощность не путаются.
Любое изменение длины, угла, диаметра, скорости, числа подшипников, уплотнения или состояния материала требует ревизии. Номинал двигателя из предыдущего проекта не является доказательством для модифицированной компоновки.
Укажите неопределённость
Материальные коэффициенты, плотность и аварийное заполнение являются оценками до проверки. Определите диапазон или консервативный случай, используемый для каждого, вместо того чтобы представлять рассчитанную десятичную дробь как точную. Отделите арифметическую точность от инженерной уверенности.
Пусконаладочные измерения должны замыкать цикл. Если измеренный режим выходит за пределы предполагаемого диапазона, пересмотрите расчёт, уставки защиты и документацию, а не оставляйте необъяснённый запас.
Заключение
Защищаемый расчёт мощности двигателя шнекового конвейера разделяет трение вхолостую, работу на материал, наклонные эффекты и потери в приводе, затем независимо проверяет пусковой момент. Используйте низкую плотность для объёма и тяжёлое или осевшее состояние для нагрузки. Не применяйте метод к питателю с непрерывной загрузкой без расчёта, специфичного для питателя. Отправьте полную границу расчёта для подтверждения поставщику.
