Przenośnik taśmowy Dynamika

Transkrypt

1 Przeośik taśmowy obliczeia dyamiki Katedra Maszy Góriczych, Przeróbczych i Trasportowych AGH Przeośik taśmowy Dyamika Dr iż. Piotr Kuliowski pk@imir.agh.edu.pl tel. (1617) 3 74 B- parter p.6 kosultacje: poiedziałek Literatura Literatura podstawowa 1. MURZYŃSKI Z.: Wytycze doboru taśm, Bełchatowskie Zakłady Przemysłu Gumowego Stomil Bełchatów S.A.. Żur T., Hardygóra M.: Przeośiki taśmowe w górictwie. Wydawictwo Śląsk sp. z o. o., Katowice 1996 r. 3. Norma Gurtförderer für Schüttgüter - DIN 11. Literatura uzupełiająca 1. Alles R. Főrdergurte Berechuge Trasportbad-Diest. CotiTechik, Editio Haoer 1985 r.. Atoiak J.: Urządzeia i systemy trasportu podziemego w kopaliach. Wydawictwo Śląsk, Katowice 199 r. 3. Atoiak J.: Przeośiki taśmowe. Wprowadzeie do teorii i obliczeia. Wydawictwo Politechiki Gliwickiej, Gliwice 4 r. 4. Atoiak J.: Systemy trasportu przeośikami taśmowymi w górictwie. Wydawictwo Politechiki Gliwickiej, Gliwice 5 r. 5. Breidebach H.: Foerdergurt - Techik, Projektierug ud Berechug, BTR DUNLOP BELTING GROUP 6. Gładysiewicz L.: Przeośiki taśmowe.teoria i obliczeia. Wrocław 3. 1

2 Masa zredukowaa przeośika 1. Redukcja mas elemetów obrotowych E o E P ω R ω D J ω m zr m ω J m zr 4 J D J zr m D 4 Masa zredukowaa przeośika. Redukcja mometów bezwładości podzespołów apędu a oś bęba ( J + J + J + J ) s h sp p ωs J ap ωb ω ω s b i ap ( Js + Jh + Jsp + J p ) i Jb J +

3 Masa zredukowaa przeośika Masa zredukowaa a powierzchię bęba apędowego m zr + g 4 + m z g 4J g g ( J + J + J + J ) s D + m h t + d sp b D + z d 4J D p d d i + + 4J D b b osiwo, taśma krążiki apęd Masa zredukowaa przeośika Momet bezwładości przeośika zredukoway a wał bęba J zr b m b D 4 + m t b D 4 + g z g J g D b D g + d z d J d D b Dd + + ( J s + J h + J sp + J p ) i + J b Momet bezwładości przeośika zredukoway a wał silika J J zr b zr s i 3

4 Określeie maksymalej siły w taśmie a podst. P S 1 R b α P r S S r ma k p Pr 1+ µα e 1 α - kąt opasaia bębów apędowych [rad] µ - współczyik tarcia między taśmą a bębem P - siła apędowa (pociągowa) [N] S z, - siła w taśmie zbieg. i abiegającej [N] M - momet apędowy [Nm] R b- - promień bęba [m] Statycze oszacowaie sił dyamiczych m zr (υ p -1) P u a r t r d P m a r d u zr ( υp ) Pu P P P 1 r Pr υp P u t r k υ 1 p P u m zr k wsp. elastyczości taśmy ; >1 4

5 Siły w taśmie - program QNK S ma Wielomasowy dyskrety model przeośika taśmowego M Mot ω Mot ω Ma I Mot M Ma I Ma M Mot ω Mot M Ma I Mot 5

6 Redukcja mas elemetów ruchomych j Zredukowaa masa odcika trasy Model reologiczy taśmy σ j Zredukowaa masa odcika trasy E a σ σ Model reologiczy taśmy E η E η E a σ Stadard Hooke & Keli-Voigt σ Keli-Voigt σ Hooke 6

7 j j j Przemieszczeie, prędkość, przyspieszeie 1 δ j-1-1 j+1 Zredukowaa masa odcika trasy Model reologiczy taśmy i Przemieszczeie Siły biere W 1 δ W W 1 j-1 W W j-1-1 j+1 W W -1 j+1 W Zredukowaa masa odcika trasy Model reologiczy taśmy Siły biere (hamulce, opory ruchu) W i() i Przemieszczeie 7

8 j j j j j Siły ciężkości W 1 δ W G W G 1 1 j-1 W G W G j-1 j-1-1 j+1 W G W G -1 j+1-1 j+1 W Zredukowaa masa odcika trasy Model reologiczy taśmy Siły biere W i() i Przemieszczeie Siły ciężkości G i Siły czye P i W 1 P δ W P 1 P W G G 1 1 P G P G W W j-1 j-1 j-1 j-1-1 j+1 P G P G -1 j j+1 j+1 P W W W Zredukowaa masa odcika trasy Siły czye (układ apędowy i apiający) Pi Model reologiczy taśmy Siły biere W i() i Przemieszczeie Siły ciężkości G i 8

9 Siła apędowa P i model apędu uproszczoe modele układów rozruchowych M [Nm] P i [N] M kr. -.6 M z M r M z M z [mi -1 ] i [m/s] Silik dwubiegowy Sterowik t p t [s] p(t) M [Nm] Napęd M [mi -1 ] Przeośik Model of belt coeyor M 9

10 Tyrystorowy układ rozruchowy Sterowik t U [V] t [s] U(t) M [Nm] Napęd M [mi -1 ] Przeośik Model of belt coeyor M Styczikowo-oporowy oporowy układ rozruchowy Sterowik t R[Ω] t [s] R(t) M [Nm] Napęd M [mi -1 ] Przeośik Model of belt coeyor M 1

11 Przemieik częstotliwości Sterowik t f [Hz] t [s] R(t) M [Nm] Napęd M [mi -1 ] Przeośik Model of belt coeyor M Sprzęgła hydrokietycze Sterowik t fg[%] t [s] fg(t) M [Nm] Napęd M [mi -1 ] Przeośik Model of belt coeyor M 11

12 Badaia symulacyje i W( i ) mi i δi Pi Gi j Badaia symulacyje przeprowadzoe a takim modelu umożliwiają aalizę wpływu a parametry pracy przeośika: dowolych charakterystyk apędów usytuowaych w różych miejscach trasy przeośika, charakterystyk hamulców, zastosowaia dowolych typów urządzeń apiających, własości reologiczych taśmy składającej się z różych odcików, zmieego obciążeia przeośika materiałem trasportowaym. Chwilowy pobór mocy poprzez układ apędowy wyiki badań przemysłowych 4 S S N (S1 S) * POMIAR 5 N [kw] t [s] 1

13 Chwilowy pobór mocy poprzez układ apędowy wyiki badań przemysłowych i obliczeń QNK S1 S N (S1 S) * QNK fcost - DIN11 POMIAR 5 N [kw] t [s] Chwilowy pobór mocy poprzez układ apędowy wyiki badań przemysłowych i obliczeń QNK-TT S1 S N (S1 S) * QNK fcost - DIN11 QNK-TT (Wk4N) - TasmTest POMIAR 5 N [kw] t [s] 13

14 Chwilowy pobór mocy poprzez układ apędowy wyiki badań przemysłowych i badań symulacyjych S1 S N (S1 S) * DyaBelt (fcost) POMIAR 5 N [kw] t [s] Przebieg zmia sił w taśmie przeośika podczas pracy ustaloej, rozruchu i hamowaia badaia przemysłowe 18 STA - POMIAR STB - POMIAR 1 S [kn] t [s] 14

15 Przebieg zmia sił w taśmie przeośika podczas pracy ustaloej, rozruchu i hamowaia badaia przemysłowe i symulacyjy model obliczeiowy QNK S1 - QNK S - QNK STA - POMIAR STB - POMIAR 1 S [kn] t [s] Przebieg zmia sił w taśmie przeośika podczas pracy ustaloej, rozruchu i hamowaia badaia przemysłowe oraz badaia symulacyje dyskretego modelu przeośika S - SYM DyaBelt S1 - SYM DyaBelt STA - POMIAR STB - POMIAR 1 S [kn] t [s] 15

16 Przemieszczeie wózka apiajacego wyiki badań przemysłowych 4, 3, Przemieszczeie wózka apiającego [m], 1,, -1, -, Czas [s] Przemieszczeie wózka apiajacego wyiki badań przemysłowych i obliczeń symulacyjych QNK 4, 3, Przemieszczeie wózka apiającego [m], 1,, -1, -, Czas [s] 16

17 Przemieszczeie wózka apiajacego wyiki badań przemysłowych i obliczeń symulacyjych Przemieszczeie wózka apiającego [m] 4, 3,, 1,, QNK DyaBelt POMIAR , -, Czas [s] DyaBelt Program DyaBelt jest przezaczoy do aalizy wyików badań symulacyjych przeprowadzoych a dyskretym, wielomasowym modelu przeośika. Aaliza wyików obejmuje cztery podstawowe, wyikowe parametry pracy modelu przeośika: siły w taśmie przyspieszeia taśmy prędkości taśmy przemieszczeia taśmy oraz trzy dowolie wybrae wielkości określoe podczas badań symulacyjych 17

18 Aaliza poprawości budowy modelu szacukowe obliczeia błędu symulacji (1) Różica pomiędzy wartością maksymalą a miimalą daej wielkości (przyspieszeia, prędkości, przemieszczeia lub siły) w zadaym przedziale czasu e 1 Wma Wmi Największa różica między wartościami maksymalymi i miimalymi a wartością średią w zadaym przedziale czasu e ( W W, W ) MAX ma śr mi Wśr Stosuek różicy wartości maksymalej i miimalej do wartości średiej w zadaym przedziale czasu Wma Wmi e3 1% Wśr Aaliza poprawości budowy modelu szacukowe obliczeia błedu symulacji () Stosuek ajwiększej różicy między wartościami maksymalymi i miimalymi a wartością średią do wartości średiej w zadaym przedziale czasu e MAX ( W W, W W ) ma śr mi śr 4 Wśr 1% Stosuek różicy wartości maksymalej i miimalej do ajwiększej wartości wektora wyikowego w zadaym przedziale czasu e Wma W W mi 5 V ma 1% Stosuek ajwiększej różicy między wartościami maksymalymi i miimalymi a wartością średią do do ajwiększej wartości wektora wyikowego w zadaym przedziale czasu MAX( Wma Wśr, Wmi Wśr ) e6 1% WV ma 18

19 aimoway, dyamiczy wykres sił w taśmie, wykresy statycze, aaliza dyamicza, siły miimale i maksymale, wskaźiki jakości rozruchu aaliza poprawości budowy modelu. Aaliza dyamicza - wykresy sił Wskaźiki ocey pracy ieustaloej przeośika (t) (i) 19

20 Wskaźiki ocey pracy ieustaloej przeośika (1) w (i) 1 S ma, mi tr w (i) S S dt dop i t r (i) Wartość maksymalej i miimalej siły w taśmie w czasie rozruchu lub hamowaia Wskaźik obiektywej jakości rozruchu wg Vierliga S w 3(i) S ma dop (i) Wskaźik określający stosuek siły maksymalej do siły dopuszczalej S P i d u z mi, ma dop tr - siła rozciągająca taśmę [N], - siła apędowa [N], - idetyfikator miejsca, puktu a trasie przeośika, - ideks ozaczający, że wartość parametru dotyczy dyamiczego, ieustaloego stau pracy p. rozruchu, hamowaia, - ideks ozaczający okres pracy ustaloej przeośika, - ideks ozaczający wartość siły w taśmie abiegającej a bębe apędowy, - ideks ozaczający wartość siły w taśmie zbiegającej z bęba apędowego, - wartość miimala, maksymala w aalizowaym okresie pracy - wartość dopuszczala - czas rozruchu [s] Wskaźiki ocey pracy ieustaloej przeośika () S(t) w 4(t) S (t) e z P d(t) w 5(t) P u µα Wskaźik poślizgu - stosuek wartości sił w taśmie abiegającej i zbiegającej z bębów apędowych do założoej (jako bezpieczej) wartości e µ. Wskaźik adwyżki dyamiczej - stosuek siły rozruchowej P r do siły apędowej podczas ruchu ustaloego P u Ed(t) w 6(t) E u Wskaźik w 6 - stosuek sprężystej eergii potecjalej gromadzoej w taśmie podczas aalizowaego, ieustaloego czasu pracy do sprężystej eergii potecjalej zmagazyowaej w taśmie podczas pracy ustaloej S P i d u z mi, ma dop tr - siła rozciągająca taśmę [N], - siła apędowa [N], - idetyfikator miejsca, puktu a trasie przeośika, - ideks ozaczający, że wartość parametru dotyczy dyamiczego, ieustaloego stau pracy p. rozruchu, hamowaia, - ideks ozaczający okres pracy ustaloej przeośika, - ideks ozaczający wartość siły w taśmie abiegającej a bębe apędowy, - ideks ozaczający wartość siły w taśmie zbiegającej z bęba apędowego, - wartość miimala, maksymala w aalizowaym okresie pracy - wartość dopuszczala - czas rozruchu [s]

21 Aplikacje Preprocessor QNK Pro Soler e.g. Matlab, TUTSIM,... Postprocessor Aplikacje Q a 15 t/h 6. m/s B 5 mm L 467 m δ.5 γ 17 kg/m 3 N z ST A kw C B 1

22 Aplikacje L 5 m, poziomy ST 315 kn/m, Q15 t/h, 4 15 kw + 15 kw Układ rozruchowy oporowostyczikowy C 1 B 1 A 1 Momet [Nm] Siły w taśmie [N] Prędkość [m/s] C B A Time [s] Aplikacje L 5 m, poziomy ST 315 kn/m, Q15 t/h, 4 15 kw + 15 kw Przemieik częstotliwości brak układu regulacji mometu apędowego M A ma 1Nm, M B ma 9Nm, M C ma 5Nm C 1 B 1 A 1 Momet [Nm] Siły w taśmie [N] Prędkość [m/s] C B A Time [s]

23 Aplikacje L 5 m, poziomy ST 315 kn/m, Q15 t/h, 4 15 kw + 15 kw DTPKL sprzęgła hydrodyamicze M A ma 715Nm, M B ma 65Nm, M C ma 5Nm Sekwecyjy start silików C 1 B 1 A 1 Momet [Nm] Siły w taśmie [N] Prędkość [m/s] C B A Time [s] Aplikacje L 165 m,δ -3.7, 3.15 m/s Q 16 t/h, 13 kw Power [kw] Time [s] 3

24 H1_UN_AB - rozruch, praca ustaloa i hamowaie przeośika przeośika, z dwoma hydrauliczymi, stałociśieiowymi urządzeiami apiającymi taśmę B A Przeośik taśmowy z pętlicowym adążym urządzeiem apiającym taśmę usuięcie drugiego wózka apiającego wyelimiowaie układu zliowaia (li i krążków) możliwość zrezygowaia z dodatkowego zasobika taśmy dwukrote obiżeie prędkość jazdy wózka apiającego 4

25 1B_SH_WC_Q1% Rozruch Praca ustaloa Hamowaie 3 3 1B_SH_UNN_Q1% Rozruch Praca ustaloa Hamowaie S [N] S 3 [N] przemieszczeie wózka [m] prędkość wózka [m/s] 5