Расчёт мощности электроприводов лифтов

В промышленности, как правило, применяют грузовые лифты небольшой мощности со скоростью перемещения платформы (кабины) 0,1 – 1,5 м/с. Грузовые лифты (как и пассажирские) могут быть двух конструктивных исполнений: с противовесом и без противовеса.

Мощность двигателя (кВт) лифта без противовесов при подъёме груза определяется по формуле

Р = (G_O + G_H ) υ / 1000 η , (8.13)

где G_O – вес кабины (платформы), Н;

G_H – вес номинального поднимаемого груза, Н;

υ – скорость подъёма груза, м/с;

η – КПД подъёмного механизма.

В том случае, когда лифт имеет противовес, мощность электропривода лифта определяется по формуле

Р = (G_O + G_H - G_ПР ) v / 1000 η = G_H · (1 – k) · v / (1000· η) , (8.14)

где G_ПР – вес противовеса, Н;

k – коэффициент уравновешивания (обычно принимается равным 0,5).

Расчёт мощности электроприводов конвейеров

В промышленности основными видами конвейеров (транспортёров) являются ленточные, цепные, скребковые, роликовые, винтовые и шнековые конвейеры. Средняя скорость движения ленты обычно составляет от 0,8 до 2 метров в секунду. Скорость движения скребковых и цепных транспортёров непрерывного действия составляет от 0,15 до 0,8 м/с, транспортных до 3 м/с.

Производительность транспортёров в основном зависит от скорости движения рабочего органа (ленты, ролика, винта и т.д.) и его размеров.

Мощность двигателя (кВт) ленточных конвейеров с учётом конструктивных особенностей (параметров) определяется по формуле

Р = ( ) ∙ ( + + + С ) , (8.15)

где А – коэффициент холостого хода ленты (таблица 8.1)

В – коэффициент груза (таблица 8.1)

С – коэффициент сбрасывателя (таблица 8.1);

L₁ – длина конвейера между барабанами, м;

L₂ – длина перемещения груза на конвейере, м;

Н – высота подъёма груза, м;

Q – производительность конвейера, т/ч;

- скорость движения ленты, м/с;

k₁ – коэффициент, учитывающий дополнительные потери мощности
(при длине конвейера до 15 метров – k₁ = 1,2; до 30 метров - k₁ =
1,1; до 45 метров - k₁ = 1,06; свыше 45 метров – k₁ = 1,0);

k₂ – коэффициент, учитывающий увеличение сопротивления при пуске
(значение k₂ принимается равным от 1,2 до 1,5);

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

Таблица 8.1 - Значения коэффициентов А, В и С

Коэффи-циенты	Ширина ленты, м
до 0,45	0,45	0,5	0,6	0,75	0,9	1,05	1,2	1,5
А	0,026	0,026	0,03	0,04	0,05	0,06	0,07	0,08	0,1
В	0,14	0,14	0,13	0,13	0,12	0,11	0,1	0,1	0,09
С	0,15	0,15	1,5	1,75	2,5	3,0	4,0	5,0	7,0

Мощность электропривода (кВт) горизонтальных ленточных конвейеров без промежуточных сбрасывателей определяется по формуле

Р = (Q ∙ L ∙ k_F) / 367 ∙ η , (8.16)

где Q – производительность конвейера, т/ч;

L – длина конвейера (транспортёра), м;

k_F – коэффициент трения в подшипниках (для подшипников скольже-
ния k_F = 0,1, для подшипников качения k_F = от 0,01 до 0,05).

Мощность электропривода (кВт) передвижных ленточных конвейеров, имеющих небольшую длину ленты (до 5 – 7 метров между центрами барабанов) можно определить по формуле

Р = (k₁ · k₂ · L₁ · υ + 15·10 ^-5 ·Q · L₂ + 27·10^-4 · Q · H) · k₃ / η_П, (8.17)

где k₁ – коэффициент, учитывающий конструкцию подшипников (для опор
скольжения k₁ = 1,25; для опор качения k₁ = 1,0);

k₂ – коэффициент, учитывающий ширину ленты конвейера: k₂ = 0,03В;

В – ширина ленты конвейера, м;

υ – скорость перемещения ленты, м/с;

L₁ – длина горизонтальной проекции конвейера (длина перемещения
груза), м;

Q – производительность конвейера, т/ч;

L₂ – длина конвейера, м;

Н – высота подачи материала, м;

k₃ – коэффициент, зависящий от длины ленты конвейера (при длине ленты конвейера менее 15 метров - k₃ = 1,25);

η_П – КПД передачи (приложение Е).

В том случае, если длина конвейера превышает 7 метров, но не более 20 метров, мощность электропривода (кВт) передвижных ленточных конвейеров (транспортёров) определяется по формуле

Р = [k · В · L₂ · υ + (39 · 10 ^-5 · L₂ + 30 · 10 ^-4 · H) · Q] / η_П, (8.18)

где k – коэффициент, зависящий от месторасположения привода
конвейера (транспортёра): при расположении у приводного
барабана – k = 0,08, у натяжного барабана – k = 0,085, в
середине конвейера – k = 0,09.

Мощность электродвигателя (кВт) для скребкового транспортёра с учётом коэффициента сопротивления материала определяется по формуле

Р = (Q ∙ k₂ / 367 ∙ η) ∙ (k₃ ∙ L₂ + H) , (8.19)

где k₂ – коэффициент, учитывающий увеличение сопротивления при
пуске (k₂ = от 1,2 до 1,5);

k₃ – коэффициент сопротивления материала (для малоабразивных
материалов k₃ = 2,5; для абразивных материалов k₃ = 3,2; для
сильноабразивных и липких материалов k₃ = 4,0).

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

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

где Q – подача элеватора, т/ч;

H –высота подъёма, м;

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

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

Подача элеватора определяется по формуле

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

где V – объём ковша, м³;

k_нк – коэффициент наполнения ковша, k_нк = 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 ∙ k_3. ∙ (L ∙ k₁ + H) / ( 367 ∙ η ) , (8.22)

где Q – подача конвейера, т/ч;

L – горизонтальная проекция конвейера, м;

k₃ – 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 ∙ k_СП / η_П , (8.23)

где Q – производительность транспортёра т/ч;

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

Коэффициент сопротивления k_СП 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 k_СП

Ширина ленты, мм	Подача, кг/с	k СП
	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

М_ДВ = М_С + М_Б = (G_P + G_ПОЛ)· μ · r + G_ПОЛ· f + G_ПОЛ · μ₁· R , (8.24)

где М_С – момент статический, Н·м;

М_Б – момент буксовки, Н·м;

G_P – масса ролика (роликов), Н;

G_ПОЛ – 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).