Электропривод грохотов

Для привода грохотов, за исключением электровибрационных, применяют асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором, так как условия пуска этих механизмов нормальные и регулировать скорость не требуется. Для управления двигателями используют магнитные пускатели. В качестве промежуточной передачи от вала двигателя к валу грохота обычно применяют клиноременную передачу.

Мощность двигателя грохотов обычно не превышает 20¸25 кВт и для эксцентрикового грохота определяется по формуле

кВт,

где G – вес подвижной рамы с ситами и материалом, Н;

r – расстояние центра тяжести подвижной рамы от оси вала, м;

ω – скорость вращения вала, рад/сек;

R – радиус эксцентрика, м;

η – кпд промежуточной передачи.

Мощность электродвигателя инерционного грохота определяется по формуле

кВт,

где G₀ – вес инерционных грузов, н;

G – вес вибрирующих частей грохота и сортируемого материала, н;

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

d – диаметр цапфы вала, м;

δ – амплитуда колебаний сита, м;

ω – скорость вращения вала, рад/сек;

η – КПД промежуточной передачи.

Амплитуда колебаний обычно составляет 1,5¸5 мм, а скорость вращения вала 105¸210 рад/сек (1000¸2000 об/мин).

Мощность двигателя привода барабанного грохота определяется ориентировочно по формуле

где Q – производительность грохота, кН/ч.

Один из наиболее совершенных грохотов – это электровибрационный с двигателем-вибратором, совершающим возвратно-поступательное движение. Двигатели-вибраторы разделяют на реактивные и синхронные.

Наиболее прост по конструкции реактивный двигатель-вибратор (рис. 1). Этот двигатель в сущности представляет собой электромагнит переменного тока, якорь которого совершает возвратно-поступательное движение.

Основные части реактивного двигателя-вибратора: катушка 1, сердечник 2 и стальной якорь 3, укрепленный на пружинах 4. Грохот снабжен вибрирующим ситом или вибрирующей рамой с ситом. При значениях переменного тока, близких к максимальному (точки I на рис. 1), якорь 3 притягивается к сердечнику 2, а при спадании тока (точки II на рис. 1) он отталкивается силами реакции пружины 4, совершая возвратно-поступательное движение (вибрации). Вибрации якоря передаются ситу грохота (или вибрирующей раме с ситом).

Число вибраций в единицу времени зависит от частоты переменного тока, питающего катушку реактивного двигателя. При промышленной частоте 50 Гц за один период переменного тока якорь и сито будут совершать два колебания, а за 1 мин 2´50´60 = 6000 колебаний (вибраций). Однако такая частота колебаний чрезмерно велика и практически неприемлема. Обычно число колебаний сита составляет от 600 до 3000 в минуту, что необходимо для лучшего качества сортировки. В связи с этим двигатели-вибраторы грохотов питаются током пониженной частоты. Так для получения 1800 колебаний в минуту, соответствующих частоте тока около 15 гц, применяют двигатель-генератор, состоящий из синхронного генератора, питающего двигатель-вибратор, и асинхронного двигателя, вращающего генератор. Схема двигателя-вибратора с выпрямителем (рис. 2) позволяет в ряде случаев отказаться от питания катушки током пониженной частоты. Благодаря наличию выпрямителя ВС (селенового), включенного по однополупериодной схеме, сила тока в катушке достигает максимума уже не два раза за период, а один раз. В связи с этим двигатель-вибратор дает при частоте 50 Гц не 6000, а лишь 3000 вибраций в минуту, что приемлемо для грохочения.

Синхронный двигатель-вибратор (рис. 3) состоит из сердечника 1 Н-образной формы, двух якорей 4, соединенных обоймой, четырех катушек, снабженных двумя обмотками каждая: обмоткой 3 постоянного (выпрямленного тока) и обмоткой 2 переменного тока. Расположение обмоток постоянного и переменного токов таково, что витки охватываются одинаковыми переменными магнитными потоками. Благодаря соответствующему расположению и намотке ЭДС, наводимые в обмотках постоянного тока переменными магнитными потоками, поскольку они встречно направлены, уравновешиваются.

Двигатель-вибратор работает по двухтактному принципу при совместном действии постоянного (выпрямленного) и переменного токов. На рис. 4 приведены отдельные диаграммы магнитных потоков и сил притяжения для верхней и нижней половины двигателя-вибратора. На рис. 4, а показаны магнитные потоки для одной половины двигателя-вибратора, а на рис. 37, б — для другой половины.

Переменный магнитный поток Ф_пер, проходящий по внешнему контуру магнитной системы в каждой из половин двигателя-вибратора, в течение половины периода бывает направлен встречно постоянному магнитному потоку Ф_пост. Поэтому поток Ф_пост для различных половин двигателя-вибратора условно показан на диаграммах с различными знаками. Сложение постоянного и переменного магнитных потоков дает для каждой из половин двигателя-вибратора пульсирующие магнитные потоки Ф_рез. На рис. 4, в показаны диаграммы сил притяжения для каждой половины двигателя-вибратора F₁ и F₂, которые, как и результирующие потоки Ф_рез, имеют относительный сдвиг по фазе. Результирующую силу притяжения обеих половин двигателя-вибратора приближенно можно считать изменяющейся синусоидально (рис. 4, г). Как видно из диаграммы изменения этой силы, за время, равное периоду переменного тока, каждый из якорей притянется по одному разу. Однако, так как оба якоря механически связаны один с другим обоймой, при частоте 50 гц соединенное с якорями сито будет совершать 3000 колебаний в минуту.

Изменение величины выпрямленного тока позволяет по ходу широко и плавно регулировать амплитуду колебаний от нуля до максимума. Питание катушек 3 (рис. 3) выпрямленным током обусловливает относительно высокий коэффициент мощности (cos φ) синхронного двигателя-вибратора. Коэффициент мощности двигателя-вибратора конструкции «Механобр» достигает 0,8, в то время как коэффициент мощности аналогичных зарубежных установок составляет 0,1¸0,2.

Мощность, потребляемая катушками постоянного тока, незначительна и составляет примерно 10% мощности, получаемой из сети переменного тока. Технические данные электровибрационных грохотов приведены в табл. 1.

Таблица 1.

Техническая характеристика электровибрационных
грохотов с вибрирующим ситом