Автоматизация склада хранения цемента

Размещено на http://www.allbest.ru/

Обозначения и сокращения

ИМ - исполнительный механизм;

МП - магнитный пускатель;

ПУ - пульт управления;

СС - система сигнализации;

V - скорость;

М - двигатель.

Рис. - рисунок;

Тр - тепловое реле;

Н - левый контакт;

В - правый контакт;

НР - нулевое реле;

L_r - установленный срок службы;

з - КПД электродвигателя;

Р - требуемая мощность электродвигателя;

n_р - частота вращения привода вала;

L_h - Срок службы приводного устройства;

t_c - продолжительность смены в часах;

L_c - число смен.

Введение

В настоящее время на предприятиях и заводах многие действующие установки значительно изношены. Установки, как правило, работают на устаревшем дозирующем оборудовании, не оснащены современными автоматическими электронными тензометрическими дозаторами и автоматизированными системами управления технологическим процессом производства бетона. Создавшееся положение не позволяет обеспечить необходимое качество и соблюдение рецептуры бетонной смеси. Поэтому автоматизация действующих бетоносмесительных установок в настоящее время является одной из актуальных проблем в строительной индустрии.

Автоматизация основных производственных процессов обеспечивает: соблюдение заданной рецептуры и технологии производства бетонной смеси с возможностью документального подтверждения рецептуры на каждую выпущенную партию бетона, при необходимости возможна выдача отчетов по каждой дозе смеси с указанием как необходимого по рецепту, так и фактически израсходованного сырья; повышение качества выпускаемой бетонной смеси за счет высокой точности дозирования инертных материалов-заполнителей (песка и щебня), с учетом изменения влажности песка, а также потребляемой мощности электродвигателей бетоносмесителей; соблюдение технологии производства бетона путем максимально возможного исключения человеческого фактора; рациональное использование сырья; автоматизированный учет расхода материалов, а также бетона, произведенного за определенный период времени; обеспечит дальнейший рост производительности труда, позволит уменьшить расход топлива и электроэнергии, повысить качество бетона. Последнему обстоятельству уделяется особое внимание. Ориентировочные подсчеты показывают, что стабилизация технологических процессов, достигаемая путем автоматизации, позволит на ряде заводов повысить качество бетона.

Одной из основных операций при производстве бетона является обеспечение автоматического дозирования компонентов. Система автоматического дозирования предназначена для автоматического контроля уровня заполнителей в расходных бункерах, выдаче требуемой фракции по команде оператора из бетоносмесительного отделения, и точного дозирования их выдачи согласно технологическому рецепту приготовления бетона. Для того чтобы превратить дозировочное отделение в современный автоматизированный комплекс, необходимо оборудовать его системой датчиков, объединенных в автоматизированную систему управления. Заводы железобетонных изделий оснащены автоматическими весовыми дозаторами, обеспечивающими точность взвешивания цемента и добавок ± 1%, а песка и щебня ±2%. Для этой цели используют циферблатные дозаторы порционного действия. Современная унифицированная аппаратура не только обеспечивает взвешивание и дозирование компонентов, но и передает показания результатов взвешивания на дистанцию. На циферблатных головках весовых дозаторов устанавливают бесконтактные фиксаторы положения типа БК. Циферблатные указатели весовых дозаторов могут работать в паре с вторичными приборами. Передача угла поворота указанной стрелки весового дозатора производится с помощью устройств -- сельсинов. В помещении оператора бетоносмесительного цеха монтируются вторичные приборы. При загрузке материала в весовой бункер дозатора ось стрелки циферблатного указателя поворачивается вместе с жестко связанным с ней ротором сельсина. Команда на таком перемещении передается на сельсин-приемник. Одновременно с измерительной стрелкой перемещается и укрепленный на ней флажок. Когда стрелка с флажком достигнет бесконтактного фиксатора, установленного на определенный вес дозируемого компонента, флажок входит в паз фиксатора и в электрическую схему подается сигнал, что заданное количество материала поступило в смеситель. На циферблате дозатора можно установить несколько бесконтактных фиксаторов. Это делают для того, чтобы при изменении заданий на выпуск различных марок бетона оператор мог переключать задания с пульта, не перестраивая дозатор.

1. Автоматизация дозирования из расходных бункеров заполнителей

Дозировочное отделение имеет емкости для инертных материалов. В дозаторном отделении устанавливается комплект дозаторов серии АДУБ-1200Ф, состоящий из трех дозаторов для заполнителей типа АВДИ-1200Ф.

Все дозаторы представляют собой цилиндрические баки, подвешенные при помощи рычажных систем к расходным бункерам. Дозаторы инертных материалов оборудованы двумя впускными затворами. Все дозаторы имеют по одному выпускному затвору.

Управление затворами производится пневмоцилиндрами с электровоздушными клапанами. Электровоздушный клапан впускного затвора дозатора цемента управляет также и подачей воздуха в аэропитатель. Для фиксации положения всех затворов предусмотрена установка конечных выключателей. С рычажными системами дозаторов связаны циферблатные указательные приборы, устройство которых для всех дозаторов одинаково.

Рис. 1

Внутри корпуса циферблатного указателя со стороны задней крышки установлены элементы автоматики, которые позволяют осуществлять установку требуемых доз и дистанционно управлять дозаторами. Элементы автоматики состоят из фотосопротивления, установленного на конце указывающей стрелки, и кольца, прикрепленного к корпусу циферблатного указателя. На кольце при помощи специальных держателей укреплены осветители.

Когда фотосопротивление оказывается против включенного осветителя, фотоэлемент через усилитель действует на выходное реле, которое замыкает свои контакты.

Фиксация опорожнения бункера производится концевыми микропереключателями.

Работа дозировочного отделения должна проходить в следующей последовательности: 1) открываются затворы емкостей инертных материалов первых фракций и компоненты начинают поступать в дозаторы; 2) отвешивание--указывающая стрелка с фотоэлементом дойдет до заданного значения веса, срабатывают соответствующие реле и затворы емкостей закрываются; 3) открываются затворы инертных материалов вторых фракций и начинается их отвешивание; 4) после окончания отвешивания вторых фракций компоненты выгружаются в бетономешалку. Предварительно должны быть получены данные о готовности мешалки принять материалы.

2. Дозаторы

Бетонные смеси заданных составов получают при точном дозировании компонентов перед поступлением в бетоносмеситель. Цикличное или непрерывное дозирование осуществляют с помощью дозаторов. Дозаторы цикличного действия отмеривают загруженную в мерник дозу материала и после разгрузки повторяют цикл. Дозаторы непрерывного действия выдают равномерным потоком материал, отмериваемый непрерывно.

По принципу действия дозаторы делятся на объемные, весовые и объемно-весовые (смешанные).

Объемные дозаторы просты по конструкции, однако обеспечить на них необходимую точность дозирования сыпучих составляющих бетонной смеси трудно. Объясняется это влиянием физико-механических свойств сыпучих материалов (влажность, крупность, объемная масса), а также способом заполнения мерника. Погрешность дозирования повышается с увеличением крупности материалов, интенсивности и высоты его истечения. Системы, основанные на измерении массы сыпучих материалов с помощью объемных дозаторов, являются устаревшими и не позволяют точно измерять наличие и расход материалов на складах.

Весовой дозатор представляет собой устройство для автоматического дозирования материалов, предназначенных для последующего введения в состав смесей.

Для использования в промышленных условиях наиболее распространены дозаторы, принцип действия которых основан на определении веса (весовые), в комплектацию системы дозирования входят тензометрические весы.

Тензометрический датчик представляет собой наиболее современную и точную разновидность датчиков нагрузки. Датчик нагрузки - это прибор, который способен преобразовывать механическую силу в необходимые показания. Широкое распространение тензодатчиков связано с их высокой точностью (погрешность взвешивания составляет всего 0,03-0,25%). Из основных разновидностей тензодатчиков выделяют кольца на изгиб, балки на сдвиг, «канистры» и цилиндрические датчики.

Выбор тензодатчика зависит от пределов, в которых будет проводиться взвешивание (максимально возможный вес - 220 тонн), условий и особенностей работы. При этом каждый датчик имеет свои преимущества и недостатки, которые необходимо учитывать при выборе. Например, кольца на изгиб предназначены в первую очередь для применения в дозаторах бункерного типа и отличаются сравнительно низкой стоимостью, простотой и надежностью конструкции.

В условиях бетоно-смесительной установки точность дозирования компонентов для приготовления бетона или строительных растворов является решающей для обеспечения высокого качества готовой продукции и ее соответствия требованиям ГОСТ 7473-94. В связи с этим замена дозаторов, входящих в состав оборудования для производства бетона, на более современные является важным этапом модернизации и автоматизации оборудования для бетонных заводов. Дозаторы, входящие в состав оборудования бетонного завода, как неотъемлемый элемент АСУ, позволяют отслеживать в динамике процессы, которые происходят на БСУ.

Рис. 2

Для БСУ наиболее подходящими являются весовые дозаторы с вертикальной подачей материала, который дозируется. Такие дозаторы состоят из верхней емкости (бункера), оборудованного системой подачи материала и, дополнительно, устройством для сводообрушения, которое может представлять собой вибратор или пневмомолоток.

Из верхнего бункера дозируемый материал поступает в корпус весового дозатора, совмещенного с устройством для выгрузки. С корпусом дозатора непосредственно связаны один или несколько тензометрических датчиков и различные устройства, предназначенные для управления дозированием.

Объемно-весовые дозаторы предназначены для дозирования компонентов бетона на легких заполнителях -- керамзитобетона. По объему дозируют керамзит, поскольку его доза по массе не является характерной величиной из-за колебания в широких пределах величины объемной массы.

3. Сигнализация

Предусматривается световая контрольная и аварийная сигнализации и звуковая аварийная. Световая контрольная и аварийная сигнализации выполняются индивидуальными сигнальными лампами (механизм-лампа), которые отключены при неработающих механизмах, загораются ровным светом при включении механизмов и мигающим -- при аварийном отключении их. Схемы световой сигнализации работают следующим образом. При автоматизированном режиме управления механизмами ПТС ключ устанавливается в положение А и подается питание через замыкающий контакт на шину. В результате по мере запуска механизмов и замыкания контактов выходных реле загораются ровным - светом соответствующие сигнальные лампы, например при замыкании контакта включается лампа.

Схемы включения ламп конвейера, грохотов и вентилятора аналогичны схеме включения лампы конвейера, а ламп шибера -- лампам шибера. После окончания запуска линии контакт размыкается и отключает все сигнальные лампы, кроме ламп дробилки и положения шиберов. При необходимости все отключившиеся лампы диспетчер может включить, установив ручку в положение (включено). При аварийном отключении любого из механизмов замыкаются контакты и подключаются шина и прерыватель, который подает пульсирующее напряжение на шину. В результате лампы работающих механизмов горят ровным светом, а лампы отключившихся механизмов -- мигающим. Одновременно с этим включится звонок аварийной сигнализации.

Работа схемы звуковой аварийной сигнализации происходит следующим образом. При подаче питания в схемы запуска и схемы сигнализации выключателем включается звонок, так как реле при этом обесточено и его контакт в цепи звонка замкнут. Одновременно с этим замыкается цепь разрядки конденсатора и последний разряжается на сопротивление. Диспетчер, убедившись, что аварийный звонок работает, нажатием кнопки снятия сигнала ставит под ток реле, подготавливая схему аварийной сигнализации к принятию любого аварийного сигнала.

Контроль работы ПТС осуществляется через реле, которое включается при запуске питателя и отключается при остановке питателя. Таким образом, когда заканчивается запуск всей цепочки механизмов, реле обесточивается и своими контактами размыкает цепь разрядки конденсатора и замыкает цепь зарядки. После этого, в случае аварийного отключения питателя, когда обесточивается реле, а контакт замыкается, конденсатор разряжается на сопротивление, подав при этом положительный потенциал на правый конец обмотки реле. В результате этого реле обесточивается и своим контактом включает аварийный звонок. Диспетчер кнопкой отключает звонок и приводит схему в рабочее состояние, а по световой сигнализации определяет причину аварийного отключения. При всех остановках завода диспетчером становится под ток реле, размыкающее при этом свой контакт в цепи разрядки, и поэтому при отключении питателя и включении реле цепь разрядки не замыкается.

4. Сигнальные устройства

Для коммутации цепей управления, их переключения, включения катушек электромагнитных аппаратов и сигнальных устройств служат кнопки управления, пакетные переключатели, ключи управления и выключатели. Чтобы включать катушки аппаратов, на фасадах щитов управления устанавливают одно-, двух- и трехштифтовые кнопки управления КУ-121 или кнопки К-03, К-20 и К-23 меньших габаритов. Кнопки КУ-121, состоят из стандартных элементов, каждый из которых имеет по одному мостиковому контакту. Такую же комбинацию контактов имеет кнопка К-03.

При необходимости одновременного одинакового воздействия на две независимые цепи применяются кнопки К-23 (с двумя контактами) или К-20 (с двумя контактами). Конструкция их аналогична конструкции кнопки К-03 и отличается от последней расположением контактов. Кнопки управления, устанавливаемые на импортных щитах управления, набираются из элементов, сходных с элементами кнопки КУ-121. В случае необходимости одновременного воздействия на несколько цепей элементы устанавливаются один над другим таким образом, чтобы их штифты служили как бы продолжением друг друга.

Для переключения целей управления используются обычные пакетные переключатели серии ПК в открытом (для установки на щитах и внутри шкафов) и в защищенном исполнении. Если надо переключать более трех независимых цепей, то вместо пакетных переключателей ПК используют многоцепные универсальные переключатели серии УП. Последние имеют различные схемы соединений и изготовляются как с фиксацией положения рукоятки (и контактов), так и с самовозвратом последней.

Для сигнализации работы механизмов, положения переключающих органов технологического потока, наличия или отсутствия необходимых величин давления, температуры и т.п. на щитах управления устанавливают оптические сигнальные устройства. На щитах дистанционного управления отечественного производства для оптической сигнализации применяют, как правило, сигнальные лампы в арматурах или сигнальные табло.

Для увеличения срока службы лампы и обеспечения ее включения на определенные напряжения, соответствующие напряжению цепей управления щита, в котором устанавливается лампа, в арматуру встраивается добавочное сопротивление, величина которого выбирается в зависимости от напряжения, подводимого к лампе. Лампы снабжаются стеклянными или пластмассовыми колпачками различного цвета.

Арматуры сигнальных ламп АСЭ-48 и ЛС-53, предназначенные для цилиндрических ламп с нормальным цоколем, не имеют встроенных добавочных сопротивлений, и последние устанавливаются на внутренней стороне панели щита рядом с арматурой. Величина сопротивлений, как и для арматур

АСС-ДС-38, зависит от напряжения сети, к которой подключается лампа.

В качестве устройств предупредительной оптической сигнализации устанавливаются светосигнальные арматуры СОМ-200 с красным стеклом. Для звуковой сигнализации (предпусковой, командной и аварийной) используются, как правило, звонки громкого боя в пыле- брызгозащищенном исполнении, а также сирены. Звонки и сирены предназначены для включения в цепь постоянного тока и переменного.

Рисунок 3 - Общий вид поворотного сигнализатора

5. Реле

Реле - электромагнитный аппарат (переключатель), предназначенный для коммутации электрических цепей (скачкообразного изменения выходных величин) при заданных изменениях электрических или не электрических входных величин. Широко используется в различных автоматических устройствах. Различают электрические, пневматические, температурные, механические виды реле, но наибольшее распространение получили электрические (электромагнитные) реле.

Основные части реле: электромагнит, якорь и переключатель. Электромагнит представляет собой электрический провод, намотанный на катушку с сердечником из магнитного материала. Якорь -- пластина из магнитного материала, через толкатель управляющая контактами. При пропускании электрического тока через обмотку электромагнита возникающее магнитное поле притягивает к сердечнику якорь, который через толкатель смещает и тем самым переключает контакты. Переключатели могут быть замыкающими, размыкающими, переключающими.

Классификация реле:

· По начальному состоянию контактов выделяются реле с:

- Нормально замкнутыми контактами;

- Нормально разомкнутыми контактами;

- Переключающимися контактами.

· По типу управляющего сигнала выделяются реле:

- Постоянного тока;

- Нейтральные реле: полярность управляющего сигнала не имеет значения, регистрируется только факт его присутствия/отсутствия. Пример: реле типа НМШ;

- Поляризованные реле: чувствительны к полярности управляющего сигнала, переключаются при её смене. Пример: реле типа КШ;

- Комбинированные реле: реагируют как на наличие/отсутствие управляющего сигнала, так и на его полярность.Пример: реле типа КМШ;

- Переменного тока.

· По дополнительной механике и количеству управляемых контактов:

- Электромеханический счётчик с предустановкой;

- Шаговой искатель.

· По напряжению и величине управляющего тока:

- Маломощные реле;

- Реле средней мощности;

- Мощные реле.

· По задержке срабатывания:

- Без предустановленной задержки (срабатывают так быстро, как могут);

- С задержкой (имеют специальную короткозамкнутую обмотку из 1 витка толстой медной шины);

- «Реле времени» (снабжены механическими узлами, позволяющими обеспечить очень высокую задержку -- до десятков минут).

· По типу исполнения:

- Электромеханические реле;

- Электромагнитные реле (обмотка электромагнита неподвижна относительно сердечника);

- Магнитоэлектрические реле (обмотка электромагнита с контактами подвижна относительно сердечника);

- Индукционные реле;

- Полупроводниковые реле;

- Термореле (биметаллическое);

- Герконовые реле.

· По контролируемой величине:

- Реле напряжения;

- Реле тока;

- Реле мощности;

- Реле направления мощности;

- Реле сопротивления;

- Фотореле (срабатывают от величины освещенности);

- Дифференциальные реле;

- Фильтр-реле.

Работа электромагнитных реле основана на использовании электромагнитных сил, возникающих в металлическом сердечнике при прохождении тока по виткам его катушки. Детали реле монтируются на основании и закрываются крышкой. Над сердечником электромагнита установлен подвижный якорь (пластина) с одним или несколькими контактами. Напротив них находятся соответствующие парные неподвижные контакты.

В исходном положении якорь удерживается пружиной. При подаче управляющего сигнала электромагнит притягивает якорь, преодолевая её усилие, и замыкает или размыкает контакты в зависимости от конструкции реле. После отключения управляющего напряжения пружина возвращает якорь в исходное положение. В некоторые модели, могут быть встроены электронные элементы. Это резистор, подключенный к обмотке катушки для более чёткого срабатывания реле, или (и) конденсатор, параллельный контактам для снижения искрения и помех.

Управляемая цепь электрически никак не связана с управляющей (такая ситуация часто обозначается в электротехнике как сухой контакт). Более того в управляемой цепи величина тока может быть намного больше чем в управляющей. Источником управляющего сигнала могут быть: слаботочные электрические схемы (например дистанционного управления), различные датчики (света, давления, температуры и т. п.), и другие приборы которые на выходе имеют минимальные значения тока и напряжения. Таким образом, реле по сути выполняют роль дискретного усилителя тока, напряжения и мощности в электрической цепи. Это свойство реле, кстати, имело широкое применение в самых первых дискретных (цифровых) вычислительных машинах. Впоследствии реле в цифровой вычислительной технике были заменены сначала лампами, потом транзисторами и микросхемами -- работающими в ключевом (переключательном) режиме. В настоящее время имеются попытки возродить релейные вычислительные машины с использованием нанотехнологий.

Другим важным свойством реле является возможность дистанционного управления различными объектами с помощью достаточно небольших токов и напряжений.

В настоящее время в электронике и электротехнике реле используют в основном для управления большими токами. В цепях с небольшими токами для управления чаще всего применяются транзисторы или тиристоры.

При работе со сверхбольшими токами (десятки-сотни ампер; например, при очистке металла методом электролиза) для исключения возможности пробоя контакты управляемой цепи исполняются с большой контактной площадью и погружаются в масло (так называемая «масляная ячейка»).

Реле до сих пор очень широко применяются в бытовой электротехнике, в особенности для автоматического включения и выключения электродвигателей (пускозащитные реле), а также в электрических схемах автомобилей. Например, пускозащитное реле обязательно имеется в бытовом холодильнике, а также в стиральных машинах. В этих устройствах реле намного надёжнее электроники, так как оно устойчиво к броску тока при запуске электродвигателя и, особенно, к сильному броску напряжения при его отключении.

6. Контактор

Контактор - двухпозиционный электромагнитный аппарат, предназначенный для частых дистанционных включений и выключений силовых электрических цепей в нормальном режиме работы.

Рисунок 4 - Контактор

Наиболее широко применяются одно- и двухполюсные контакторы постоянного тока и трёхполюсные контакторы переменного тока. К контакторам из-за частых коммутаций (число циклов включения-выключения для контакторов разной категории изменяется от 30 до 3600 в час) предъявляются повышенные требования по механической и электрической износостойкости. Контакторы как постоянного, так и переменного тока содержат: электромагнитную систему, контактную систему, состоящую из подвижных и неподвижных контактов, дугогасительную систему, систему блок-контактов (вспомогательные контакты, переключающие цепи сигнализации и управления при работе контакторов). В отличие от автоматических выключателей контакторы могут коммутировать только номинальные токи, они не предназначены для отключения токов короткого замыкания.

Управление контактором осуществляется посредством вспомогательной цепи оперативного тока, проходящего по катушкам контактора. При этом величина оперативного тока, как правило, значительно ниже величины рабочего тока в коммутируемых цепях. Контактор не имеет механических средств для удержания контактов во включенном положении, при отсутствии управляющего напряжения на катушке контактора он размыкает свои контакты. Как правило, контакторы применяются для коммутации электрических цепей при напряжении до 660В и токах до 630А.

Основные области применения контакторов: управление мощными электродвигателями (например на тяговом подвижном составе: электровозах, тепловозах, электропоездах, лифтах), коммутация цепей компенсации реактивной мощности, коммутация больших постоянных токов.

7. Трёхфазный двигатель

Трёхфазный двигатель - электродвигатель, который конструктивно предназначен для питания от трехфазной сети переменного тока. Представляет собой машину переменного тока, состоящую из статора с тремя обмотками, магнитные поля которых сдвинуты в пространстве на 120°, и при подаче трехфазного напряжения образуют вращающееся магнитное поле в магнитной цепи машины, и из ротора - различной конструкции - вращающегося строго со скоростью поля статора (Синхронный двигатель) или несколько медленнее его (Асинхронный двигатель).

Рисунок 5 - Схема трехфазного короткозамкнутого двигателя

Режимы работы:

Пуск - вектор результирующего магнитное поля статора равномерно вращается с частотой питающей сети, делённой на количество отдельных обмоток каждой фазы (в простейшем случае - по одной). Таким образом, через любое сечение ротора проходит магнитный поток, изменяющийся во времени по синусу. Изменение магнитного потока в роторе порождает в его обмотках ЭДС. Так как обмотки замкнуты накоротко и сделаны из проводника большого сечения ("беличье колесо"), ток в обмотках ротора достигает значительных величин и, в свою очередь, создаёт магнитное поле. Так как ЭДС в обмотках пропорциональна скорости изменения магнитного потока (то есть - производной по времени от синусной зависимости - косинусу), наведённая ЭДС беличьего колеса и соответственно результирующее магнитное поле (вектор) ротора на 90 градусов "опережает" вектора статора (если смотреть на направления векторов и направление их вращения). Взаимодействие магнитных полей создаёт вращающий момент ротора. Электроэнергия, подводимая к электродвигателю в режиме пуска и полного торможения, тратится на перемагничивание ротора и статора, а также на активное сопротивление току в обмотке ротора. (Эквивалентно работе понижающего трансформатора с коротким замыканием вторичной обмотки).

Холостой ход - после начала движения, с увеличением оборотов ротора, его скорость относительно вектора магнитного поля статора будет уменьшаться. Соответственно будет уменьшаться и скорость изменения магнитного потока через (любое) сечение ротора, соответственно уменьшится наведённая ЭДС и результирующий магнитный момент ротора. В отсутствие сил сопротивления (идеальный холостой ход) угловая скорость ротора будет равна угловой скорости магнитного поля статора, соответственно разница скоростей, наведённая ЭДС и результирующее магнитное поле, ротора будут равны нулю. Электроэнергия, подводимая к электродвигателю в режиме холостого хода, не потребляется (индуктивная нагрузка). Эквивалентно работе понижающего трансформатора на холостом ходу (или короткозамкнутыми вторичными обмотками, расположенными вдоль сердечника)

Двигательный режим - среднее между полным торможением и холостым ходом. Полезная нагрузка и механические потери не позволяют ротору достичь скорости магнитного поля статора, возникающее их относительное скольжение наводит некоторую ЭДС и соответствующее магнитное поле ротора, которое своим взаимодействием с полем статора компенсирует тормозной момент на валу. Механическая характеристика асинхронного двигателя является "жёсткой", то есть при незначительном уменьшении оборотов крутящий момент двигателя возрастает очень сильно - "стремится поддерживать номинальные обороты". Это хорошее свойство для приводов, требующих поддержания заданной скорости независимо от нагрузки. Электроэнергия, подводимая к электродвигателю в двигательном режиме, потребляется на совершение полезной работы и нагрев двигателя, остальная часть возвращается в сеть как индуктивная нагрузка.

Генераторный режим возникает при принудительном увеличении оборотов выше "идеального холостого хода". При этом магнитное поле ротора наводит ЭДС в обмотках статора и фазное напряжение на обмотках статора не падает, а увеличивается.

8. Расчет силового привода

Рисунок 12 - Кинематическая схема привода ленточного конвейера

9. Расчет ленточного конвейера

Для поднятия материала вертикально вверх или под большим углом к горизонту используются ковшевые элеваторы с тяговыми органами в виде ленты. Цепные ковшевые элеваторы применяются реже, так как шарниры их цепей быстро изнашиваются.

Однако элеватор менее надежен в эксплуатации, чем ленточный транспортер, требует сравнительно частой замены ковшей, потребляет больше энергии, особенно при поднятии сырых формовочных смесей. Поэтому по возможности применения элеваторов следует избегать.

Наиболее надежным и распространенным транспортным средством является ленточный транспортер, особенно для перемещения сырых материалов. Для уменьшения просыпа материала по трассе рекомендуется выбирать ширину ленты транспортера с некоторым запасом, беря для этого расчетный коэффициент неравномерности поступления материала равным 3--4. Кроме того, следует уменьшать расстояние между роликоопорами рабочей ветви до 1 м. Все это незначительно увеличит стоимость транспортера, но улучшит и удешевит их эксплуатацию.

Обычные ленточные транспортеры имеют максимальный угол наклона к горизонту для сухих формовочных материалов 18° и для сырых -- 23°, что обычно и приводит к необходимости использования элеватора. Для увеличения угла наклона транспортеров их ленты могут иметь поперечные вертикальные ребра. Некоторые зарубежные фирмы выпускают ленты с ребрами из резины высотой 200 мм и шагом между ними 300 мм. По продольной оси ребра имеют вырез для возможности придания ленте желобчатой формы. Такой транспортер позволяет увеличить угол подъема до 75°. Холостая ветвь опирается на направляющие. Ребра могут быть сделаны и из неравнобоких уголков.

Как уже было сказано, ленточные транспортеры используются для перемещения песков, формовочных и отработанных смесей, реже для подачи кусковой воздушно-сухой глины.

При подаче горячей отработанной смеси от выбивной решетки непосредственно на обычную ленту транспортера последняя быстро выходит из строя. Замена такой ленты теплостойкой с асбестовой прокладкой, позволит увеличить стойкость ленты с 20--25 дней до 4,5 месяца.

Концевые шкивы многих ленточных транспортеров, применяемых для транспортировки отработанной смеси, обычно являются магнитными сепараторами. Однако, как правило, в цехах нет приборов, контролирующих работу электромагнитного шкивного сепаратора. При перегорании плавких вставок предохранителей, обрыве проводов, их замыкании или при перегорании обмоток катушек электромагнитов сепараторы на долго прекращают свою работу. В смеси начинают оставаться куски металла, что приводит к браку и иногда вызывает поломку оборудования. Для предотвращения этих явлений разработана и внедрена в производство автоматическая блокировка работы смесеподающего ленточного транспортера с работой магнитного сепаратора.

Выбор электродвигателя

Исходные данные:

F = 2,0 кН;

V = 1,1 м/с;

D = 225 мм;

д = 7%;

Lr = 4 лет.

Общий КПД привода:

з = з₁з₂з₃ = 0,98·0,99²·0,96 = 0,90;

P_д = F·V = 2,0*1,1 = 2,2кВт.

Требуемая мощность электродвигателя равна:

Р_тр 2,44 кВт;

Угловая скорость барабана:

щ₁ 9,77 рад/с;

Частота вращения барабана:

n_д== 93,3 об/мин.

Исходя из полученных данных подбираем двигатель серии 4А «4AM90L2Y3» с номинальной мощностью 3,0 кВт и номинальной частотой вращения барабана 110 об/мин.

Срок службы приводного устройства

Цеха по обжигу клинкера чаще работают по режиму прерывной недели в три смены. При этом при трехсменной работе в неделю с одним выходным днем в каждую восьмую неделю расчетное количество рабочих суток в году принимают равным - 253 рабочим дням (5 дней в неделю по 23 ч) в утреннюю и вечернюю смену по 7,5 ч с обеденным перерывом 0,5 ч и в ночную смену 7 ч без обеденного перерыва и 52 субботних дня с одной сменой по 8 ч.

Нагрузка маломеняющаяся. Принятый режим движения ленточного конвейера - реверсивный.

Срок службы приводного устройства рассчитывают по формуле:

L_h=365·L_r·K_r·t_c·L_c·K_c,

где L_r- срок службы привода (4 года)

K_r- коэффициент годового использования;

K_r===0,693;

t_c - продолжительность смены (7,5ч);

L_c- число смен (3);

K_c ==0,933.

Подставим значения:

L_h=365·4·0,693·7,5·3·3,75=21079,8ч.

Время простоя машинного агрегата принимаем 12% ресурса. Следовательно, рабочий ресурс привода составит:

L_h==18550ч.

дозатор бункер реле конвейер

Заключение

Автоматизация основных производственных процессов обеспечит дальнейший рост производительности труда, позволит уменьшить расход топлива и электроэнергии, повысить однородность и качество цемента. Последнему обстоятельству уделяется особое внимание.

Преимущества автоматизированного подхода очевидны: нет необходимости полагаться на изменчивый «человеческий фактор», можно установить полный контроль над процессами, которые происходят на уровне склада цемента, и тем самым оптимизировать расходы и увеличить прибыль. При условии подключения склада цемента к автоматизированной системе управления и контроля исключается возможность краж цемента, попытки внести несанкционированные изменения в работу системы фиксируются и отслеживаются.

Полезной функцией автоматической системы управления складом цемента является возможность автоматического запуска и контроля над перекачиванием цемента между емкостями. В случае возникновения нештатных ситуаций или резкого изменения показателей датчиков, АСУ автоматически отключает цементные насосы и другое оборудование, тем самым защищая их от аварийных ситуаций. Защита окружающей среды обеспечивается автоматическим контролем над состоянием фильтров, за счет которых происходит улавливание цементной пыли, которая образуется при любых процессах транспортировки цемента в пределах площадки БСУ.

Литература

1. Евдокимов В.А. Механизация и автоматизация строительного производства. - Л.: Стройиздат, 1985.

2. Врублевская В.И., Врублевский В Б. Детали машин и основы конструирования. - Г.: БелГУТ, 2006.

3. С.Г. Силезенок, А.А. Борщевский и др., “Механическое оборудование предприятий строительных материалов, изделий и конструкций”.

4. Горинштейн Л.Л., “Основы автоматики и автоматизация производственных процессов”, М., 1985.

Нормативные ссылки

1. ГОСТ 21.404-85 «Автоматизация технологических процессов»;

2. ГОСТ 2.702-75 «Правила выполнения электрических схем»;

3. СТБ 1217-2000 «Гравий, щебень и песок исуственные пористые заполнители. Технические условия»;

4. ГОСТ 30515-85 «Цементы. Общие технологические условия»;

5. ГОСТ 26.013-81 «Средства измерения и автоматизации. Сигналы электрические с дискретным изменением параметров входные и выходные»;

6. ГОСТ 7624-55 «Условные обозначения проводов, отдельных элементов машин и аппаратов».

Размещено на Allbest.ru

...