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 11. - 1. 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
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 +
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
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
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
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
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
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+1-1 -1 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
Siła apędowa P i model apędu uproszczoe modele układów rozruchowych M [Nm] P i [N] M kr. -.6 M z M r.3 -.7 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
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
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
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 S1 35 3 S N (S1 S) * POMIAR 5 N [kw] 15 1 5 5 45 65 85 15 15 145 165 t [s] 1
Chwilowy pobór mocy poprzez układ apędowy wyiki badań przemysłowych i obliczeń QNK 4 35 3 S1 S N (S1 S) * QNK fcost - DIN11 POMIAR 5 N [kw] 15 1 5 5 45 65 85 15 15 145 165 t [s] Chwilowy pobór mocy poprzez układ apędowy wyiki badań przemysłowych i obliczeń QNK-TT 4 35 3 S1 S N (S1 S) * QNK fcost - DIN11 QNK-TT (Wk4N) - TasmTest POMIAR 5 N [kw] 15 1 5 5 45 65 85 15 15 145 165 t [s] 13
Chwilowy pobór mocy poprzez układ apędowy wyiki badań przemysłowych i badań symulacyjych 4 35 3 S1 S N (S1 S) * DyaBelt (fcost) POMIAR 5 N [kw] 15 1 5 5 45 65 85 15 15 145 165 t [s] Przebieg zmia sił w taśmie przeośika podczas pracy ustaloej, rozruchu i hamowaia badaia przemysłowe 18 STA - POMIAR 16 14 STB - POMIAR 1 S [kn] 1 8 6 4 5 45 65 85 15 15 145 165 t [s] 14
Przebieg zmia sił w taśmie przeośika podczas pracy ustaloej, rozruchu i hamowaia badaia przemysłowe i symulacyjy model obliczeiowy QNK 18 16 14 S1 - QNK S - QNK STA - POMIAR STB - POMIAR 1 S [kn] 1 8 6 4 5 45 65 85 15 15 145 165 t [s] Przebieg zmia sił w taśmie przeośika podczas pracy ustaloej, rozruchu i hamowaia badaia przemysłowe oraz badaia symulacyje dyskretego modelu przeośika 18 16 14 S - SYM DyaBelt S1 - SYM DyaBelt STA - POMIAR STB - POMIAR 1 S [kn] 1 8 6 4 5 45 65 85 15 15 145 165 t [s] 15
Przemieszczeie wózka apiajacego wyiki badań przemysłowych 4, 3, Przemieszczeie wózka apiającego [m], 1,, -1, -, 5 45 65 85 15 15 145 165 Czas [s] Przemieszczeie wózka apiajacego wyiki badań przemysłowych i obliczeń symulacyjych QNK 4, 3, Przemieszczeie wózka apiającego [m], 1,, -1, -, 5 45 65 85 15 15 145 165 Czas [s] 16
Przemieszczeie wózka apiajacego wyiki badań przemysłowych i obliczeń symulacyjych Przemieszczeie wózka apiającego [m] 4, 3,, 1,, QNK DyaBelt POMIAR 5. 4. 3.. 1.. -1. 77 78 79 8 81 8-1, -, 5 45 65 85 15 15 145 165 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
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
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
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]
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 315 6 15 A kw C B 1
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]
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
13 7 3 1 H1_UN_AB - rozruch, praca ustaloa i hamowaie przeośika przeośika, z dwoma hydrauliczymi, stałociśieiowymi urządzeiami apiającymi taśmę 13 7 3 1 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
1B_SH_WC_Q1% Rozruch Praca ustaloa Hamowaie 3 3 1B_SH_UNN_Q1% Rozruch Praca ustaloa Hamowaie 1 4 3 5 S [N] S 3 [N] przemieszczeie wózka [m] prędkość wózka [m/s] 5