Привод рольганга и роликового конвейера: устройство, схемы и расчёт

Рольганг перемещает заготовки, слитки, листовой прокат и другую продукцию за счёт вращения роликов. Но сами ролики не создают усилие — его даёт привод. От того, как он подобран и рассчитан, зависит, будет ли транспортёр работать без сбоев на протяжении многих лет или потребует ремонта уже через полгода. Разберёмся, из чего состоит привод роликового конвейера, какие схемы применяются и на что смотреть при подборе.

Из чего состоит привод рольганга

Привод — это не только электродвигатель. В классическом виде в него входят:

• электродвигатель — источник вращающего момента. Для рольгангов чаще всего применяют серии, специально приспособленные к ударным и вибрационным нагрузкам;

• редуктор — снижает частоту вращения вала двигателя до рабочей скорости роликов и увеличивает крутящий момент;

• муфта — соединяет вал двигателя с редуктором, компенсирует небольшие несоосности и смягчает пусковые толчки;

• передаточные звенья к роликам — цепная передача, зубчатые муфты или карданные валы, через которые момент передаётся непосредственно на ролики стола.

Такая цепочка нужна потому, что двигатель обычно вращается быстрее, чем требуется ролику, а момента на валу двигателя для сдвига груза не хватает — редуктор решает обе задачи одновременно.

Групповой и индивидуальный привод

Ролики рольганга приводятся в движение по одной из двух схем.

Групповой привод. Один электродвигатель через редуктор и цепную или карданную передачу раскручивает сразу несколько роликов — иногда весь участок стола. Это самая распространённая и наиболее ремонтопригодная схема: меньше двигателей, меньше точек отказа, проще обслуживание. Применяется там, где скорость движения груза одинакова по всей длине участка.

Индивидуальный привод. Каждый ролик или небольшая группа роликов получает вращение от собственного электродвигателя, часто встроенного прямо в барабан ролика — мотор-ролик — или через компактный мотор-редуктор. Такая схема даёт больше гибкости: скорость каждого ролика можно регулировать отдельно, что важно для участков с перепадом скоростей, поворотных секций или зон позиционирования заготовки. Плата за гибкость — больше единиц оборудования и, соответственно, выше стоимость обслуживания.

Выбор схемы определяется технологией участка, а не привычкой: там, где груз должен просто ехать из точки А в точку Б с постоянной скоростью, групповой привод почти всегда экономичнее.

Режимы работы: непрерывный и повторно-кратковременный

Транспортёр, который включается и останавливается по несколько раз в минуту — например, перед прокатной клетью, где заготовку нужно точно позиционировать, — работает в повторно-кратковременном режиме S4 или S5. Электродвигатель для такого участка должен выдерживать частые пуски и переключения без перегрева обмоток.

Конвейер, который движется постоянно и подаёт продукцию потоком, работает в продолжительном режиме S1. Здесь на первый план выходит не стойкость к частым пускам, а тепловая устойчивость при длительной нагрузке.

Если перепутать режим при подборе двигателя — поставить рассчитанный на S1 привод на участок с частыми реверсами, — обмотка будет перегреваться при каждом пуске, и ресурс двигателя резко сократится. Поэтому режим работы узла — первое, что нужно определить до выбора модели.

Как рассчитать привод рольганга

Порядок расчёта, если коротко, такой:

1. Определить массу транспортируемого груза и его геометрию — от этого зависит распределение нагрузки на ролики.

2. Задать требуемую скорость перемещения — она определяет частоту вращения ролика.

3. Рассчитать сопротивление движению — трение в подшипниках роликов, сопротивление от контакта груза с роликом, потери в передачах.

4. Определить требуемый крутящий момент и мощность на валу с учётом КПД редуктора и передач.

5. Подобрать электродвигатель по мощности, частоте вращения и режиму работы, с запасом на пусковые и ударные нагрузки, типичные для металлургического производства.

На практике для типовых линий такой расчёт обычно уже выполнен производителем оборудования, и на площадке остаётся задача подбора аналога вышедшего из строя двигателя по паспортным данным старого агрегата — мощности, частоте вращения, монтажному исполнению и присоединительным размерам.

Особые требования к электродвигателю в приводе рольганга

Независимо от схемы привода, к электродвигателю на рольганге предъявляют более жёсткие требования, чем к обычному промышленному мотору общего назначения:

• повышенная стойкость к ударным и вибрационным нагрузкам — металл на роликах не всегда ложится плавно;

• повышенный класс теплостойкости обмотки — особенно важно рядом с прокатными станами и печами;

• защита корпуса от пыли, окалины и влаги — на уровне не ниже IP54;

• ресурс подшипников и смазки, достаточный для непрерывной эксплуатации без частого обслуживания.

Двигатели общего применения таким требованиям, как правило, не соответствуют, поэтому для рольгангов выпускаются отдельные специализированные серии.

Что выбрать: готовый привод или подбор по узлам

Если оборудование проектируется с нуля, привод рассчитывают и комплектуют как единый узел — двигатель, редуктор и муфту подбирают друг под друга. Если же речь о замене вышедшего из строя электродвигателя на уже работающем рольганге, задача проще: нужен аналог с теми же мощностью, частотой вращения, монтажным исполнением и присоединительными размерами вала, что и у прежнего мотора.

Ассортимент рольганговых электродвигателей с разными типоразмерами и исполнениями вала рассчитан на такую задачу подбора аналога, а для расчёта передаточного числа под конкретную скорость роликов пригодится каталог редукторов.

Правильно подобранный привод — это в первую очередь совпадение по трём параметрам: мощности с запасом на пусковые нагрузки, режиму работы S1 или S4/S5 и присоединительным размерам под уже смонтированную раму рольганга. Если хотя бы один из этих параметров не сойдётся, узел либо не встанет физически, либо быстро выйдет из строя.