Nierównomiernoś

ć obciążeń 

silników 

w 

wielonapędowych

napędach 

głównych

przenośników 

taśmowych

 

 

Przykład - pomiary

Prąd silnika

Prąd silnika

Moment 

Moment 

Bęben pierwszy

Bęben pierwszy

Bęben drugi

Bęben drugi

rozruch

rozruch

30%

30%

100%

100%

ruch ustalony

ruch ustalony

 

 

W  obliczeniach  wstępnych  przenośnika  poprzedzających  analizę 
obciążeń  poszczególnych  silników  zakłada  się  rozkład  sił 
obwodowych 

na 

bębnach 

napędowych 

proporcjonalny 

do 

zainstalowanej  mocy.  Założenie  to  pozwala  na  wykonanie  pełnego 
cyklu  obliczeń  projektowych  łącznie  z  doborem  taśmy,  średnic 
bębnów, sił w taśmie w ruchu ustalonym i układem bębnów napędu 
głównego.  W  przenośnikach,  w  których  zastosowano  dwa  i  więcej 
bębnów  napędowych  po  obliczeniach  wstępnych  wyznacza  się 
następnie 

obciążenia 

(momenty) 

poszczególnych 

jednostek 

napędowych z uwzględnieniem się następujących czynników:
różne  sztywności  charakterystyk  silników  wynikające  z  odchyłek 
produkcyjnych  lub  zamierzonych  działań  (np.  dodatkowe  opory  w 
obwodzie elektrycznym silnika),
różne prędkości obwodowe w miejscach nabiegania taśmy na bębny 
wynikające z odkształceń sprężystych taśmy (z poślizgu sprężystego 
taśmy),
różne  promienie  bębnów  wynikające  z  ugięć  okładzin  gumowych  i 
okładek bieżnych taśmy.

 

 

obroty silnika

n

zn

Charakterystyka

„miękka”
M = k A S

k < 1

Charakterystyka

„twarda”

M = k A S

k > 1

Charakterystyka 

„znamionowa”

M = k A S

k =1

n

synch

s=1

s=0

poślizg

moment 

znamionowy

moment silnika

 

 

synchr

synchr

n

n

s









1

1





zn

zn

synchr

zn

zn

synchr

zn

zn

s

M

n

n

M

M

A











1

1





s

A

M





ij

i

ij

k

s

A

M







 

 

..

1

2

S

2

S

1

P

O2

P

O1



1



2

S

2

S

1

P

O1

M 

11

,  k 

11 

M 

12

,  k 

12 

i

p

A

.

 s

.

 k 

12

M 

12

M 

11

M 

A

.

 s

.

 k 

11

  s

s = 1-





synchr

M

1

M

2

M 

 s

s

1

s

2

a)

b)

 

Momenty rozwijane przez silniki nap

Momenty rozwijane przez silniki nap

ę

ę

du g

du g

ł

ł

ównego przeno

ównego przeno

ś

ś

nika 

nika 

ta

ta

ś

ś

mowego

mowego

•

a) wpływ ró

a) wpływ ró

ż

ż

nic w charakterystykach mechanicznych w przypadku 

nic w charakterystykach mechanicznych w przypadku 

równoległej współpracy dwóch silników na wspólnym wale jednego 

równoległej współpracy dwóch silników na wspólnym wale jednego 

b

b

ę

ę

bna nap

bna nap

ę

ę

dowego

dowego

•

b)  wpływ po

b)  wpływ po

ś

ś

lizgów elektrycznych wynikaj

lizgów elektrycznych wynikaj

ą

ą

cych z różnicy 

cych z różnicy 

pr

pr

ę

ę

dkości k

dkości k

ą

ą

towych w przypadku nap

towych w przypadku nap

ę

ę

dzania dwóch b

dzania dwóch b

ę

ę

bnów 

bnów 

silnikami o takich samych charakterystykach

silnikami o takich samych charakterystykach





2

1

2

1

i

i

i

i

i

i

k

k

s

A

M

M

M



















zn

A

s

s

A

M

M

M







1

2

2

1

2

1

2

1





















 

 

Dwubębnowy napęd 

czołowy

 

 

C

A

B

N = 3 x 1250 kW

Urządzenie napinające wciągarkowe

Dwubębnowy napęd 

czołowy

 

 

Dwubębnowy napęd 

czołowy

...

2

1

A

B

Szczegół  "A"

Szczegół  "B"

odkształcenie 

postaciowe

okładki bieżnej

odkształcenie 

postaciowe

wykładziny 

bębna

r

1

D

bn

2

przemieszczenie

(poślizg  sprężysty)

skrócenie sprężyste

         taśmy

h

r

h

1

h

bn

v



12

rdzeń taśmy

płaszcz bębna

v



v

 



 

Promień obliczeniowy

Promień obliczeniowy





















B

E

P

v

v

db

O1

1

12

1

 

 

B

E

P

v

v

db

spr









01

1

)

(

B

E

P

v

v

db









01

1

12

1

B

E

P

v

v

db







01

1

2

1





12

11

1

1

1

12

11

01

k

k

r

s

A

i

r

M

M

i

P

m

p

m

p





























22

21

2

2

2

22

21

02

k

k

r

s

A

i

r

M

M

i

P

m

p

m

p

























 

 





12

11

1

01

1

1

1

k

k

A

i

r

P

s

m

p

synchr



























22

21

2

02

2

2

1

k

k

A

i

r

P

s

m

p

synchr































22

21

2

02

12

11

1

01

22

21

2

02

12

11

1

01

1

2

1

1

k

k

r

P

i

A

k

k

r

P

i

A

k

k

A

i

r

P

k

k

A

i

r

P

m

p

m

p

m

p

m

p





























































 

 

2

2

2

1

1

1

r

v

r

v





































B

E

P

r

r

v

v

r

r

db

01

2

1

1

2

2

1

1

2

1





22

21

2

02

12

11

1

01

1

2

01

1

k

k

r

P

i

A

k

k

r

P

i

A

r

r

B

E

P

m

p

m

p

db

































W

P

P





02

01

 

 









0

1

1

1

22

21

2

1

01

2

22

21

12

11

22

21

2

01











































































W

k

k

i

A

r

r

P

B

E

W

B

E

r

k

k

i

A

k

k

k

k

B

E

P

m

p

db

d

m

p

db





Po  rozwiązaniu  równania  kwadratowego  względem 
niewiadomej  P

P

01

01

 

 

można  w  dalszej  kolejności  określić 

względne obciążenie każdego silnika.

 

 

Dwubębnowy napęd 

czołowy

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

1.1

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

kz

o

b

c

ią

ż

e

n

ie

 s

il

n

ik

ó

w

bęben nr 1

bęben nr 2

Względne obciążenie silników napędu głównego przenośnika transportującego węgiel 

(długość 2,5 km, prędkość taśmy 5,24 m/s, taśma EP1250, B1600, napęd 3x360kW na stacji 

głównej) - standardowa charakterystyka silników i średnice bębnów napędowych 

 

 

Dwubębnowy napęd 

czołowy

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

1.1

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

kz

o

b

ci

ą

że

n

ie

 s

iln

ik

ó

w

bęben nr 1
silnik nr 2

bęben nr 1
silnik nr 1

bęben nr 2
(jeden silnik)

Względne obciążenie silników napędu głównego przenośnika transportującego węgiel dla 

skorygowanej charakterystyki napędu:  

 zmienione średnice bębnów  (D1=1257 mm, D2=1250 mm)  

 zmiękczone charakterystyki silników: bęben nr 1 [0.95, 0.92], bęben nr 2 [0.99]  

 

 

2

1

P

1

v

1





4

3

W

d

P

z



2

v

3

Schemat przenośnika z dwubębnowym 

Schemat przenośnika z dwubębnowym 

napędem rozdzielonym

napędem rozdzielonym











































B

E

W

B

E

P

r

r

r

r

v

v

d

d

db

z

z

z

1

1

01

1

1

1

3

1





22

21

0

12

11

1

01

1

01

1

1

k

k

r

P

i

A

k

k

r

P

i

A

r

r

B

E

W

B

E

P

z

z

m

p

m

p

z

d

d

db































































 

 

Przenośnik z napędem 

zwrotnym

2

1

P

1

v

1





4

3

W

d

P

z



2

v

3

Po przeliczeniu sił obwodowych na momenty rozwijane przez poszczególne silniki okaże się, że silniki 

napędzające bęben na stacji czołowej będą pracowały z momentem równym 117,7% momentu 

znamionowego, a silnik napędzający bęben zwrotny z momentem równym tylko 57,9% momentu 

znamionowego. Przedstawiony przykład ilustruje wyraźnie jak bardzo niekorzystne jest stosowanie 

napędu na bębnie zwrotnym. W długich przenośnikach z taśmą bardzo elastyczną może dochodzić 

nawet do generatorowej pracy silników napędu zwrotnego (silniki przechodząc na obroty 

nadsynchroniczne zamiast napędzać hamują wtedy przenośnik). Stosowanie napędu zwrotnego musi 

być poprzedzone szczegółową analizą obciążeń silników.

 

Napęd: 2×1000 kW stacja czołowa + 2×1000 kW 
stacja zwrotna 
Taśma St 3150 B=2,25 m

 

 

Taśmowy napęd pośredni

4

3

1

2

P

O2

P

O1

W

g4 - 5

1

2

S

6

S

5

S

4

S

1

1

2

T

P

op

W

dp

L

p

S

5p

S

6p

5 

/

6

5

6 

/

b)

a)

 

 

Taśmowy napęd pośredni

R

1

R

m

R

2

(m

u

+ B+ m

t

)

, 

g 

, 

l

g

1

2





1



2

l

g

S

p

b)

a)

S

1

2

c)

naciski

r

0

taśma pędzona

taśma pędząca

 

 

Taśmowy napęd pośredni

S

S

l

g

S

P

S

P

x

y

y(x,t)

p(x,t)

g

.

 (m

u

+ B

. 

m

t

)

g

.

 B

.

 m

tP

.

 

 

Taśmowy napęd pośredni

Obciążenia względne silników przenośnika z taśmowym 

napędem pośrednim przy różnym stopniu załadowania cięgna 

górnego (P- napęd pośredni, 1- pierwszy bęben na stacji 

czołowej, 2- drugi bęben na stacji czołowej) w warunkach gdy 

wszystkie silniki charakteryzują się taką samą sztywnością 

znamionową

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

kz

w

zg

lę

d

n

e

 o

b

c

ią

że

n

ie

 s

il

n

ik

ó

w

2

1

P

Przenośnik do 

Przenośnik do 

transportu rudy 

transportu rudy 

miedzi

miedzi

Q

Q

m

m

=2687 t/h

=2687 t/h

B=1,2 m

B=1,2 m

v

v

t

t

=2,5 m/s

=2,5 m/s

nap. gł. 3

nap. gł. 3

×

×

160 

160 

kW

kW

nap. pośr. 2

nap. pośr. 2

×

×

160 

160 

kW

kW

 

 

Taśmowy napęd pośredni

Obciążenia względne silników przenośnika z taśmowym napędem pośrednim 

przy różnym stopniu załadowania cięgna górnego (P- napęd pośredni, 1- 

pierwszy bęben na stacji czołowej, 2- drugi bęben na stacji czołowej) po 

korekcji średnic bębnów (grubość okładziny gumowej pierwszego bębna 

napędowego oraz bębna napędowego na stacji pośredniej zwiększona o 3 mm)

 

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

kz

w

zg

lę

d

ne

 o

bc

ią

że

n

ie

 s

iln

ik

ó

w

P

2

1

 

 

Taśmowy napęd pośredni

Obciążenia względne silników przenośnika z taśmowym 

napędem pośrednim przy różnym stopniu załadowania cięgna 

górnego (P- napęd pośredni, 1- pierwszy bęben na stacji 

czołowej, 2- drugi bęben na stacji czołowej) po korekcji 

charakterystyk silników polegającej na zmiękczeniu 

charakterystyki na pierwszym bębnie napędowym oraz na 

napędzie pośrednim (k

11

= 0,92, k

12

=0,95, k

21

=0,99, k

22

=0, k

P1

= 

0,89, k

P2

=0,92)

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

kz

w

zg

lę

d

n

e

 o

b

c

ią

ż

e

n

ie

 s

il

n

ik

ó

w

2

1

P

 

 

Taśmowy napęd pośredni

Obciążenia względne silników przenośnika z taśmowym napędem 

pośrednim przy różnym stopniu załadowania cięgna górnego (P- 

napęd pośredni, 1- pierwszy bęben na stacji czołowej, 2- drugi 

bęben na stacji czołowej) po korekcji średnic bębnów i 

charakterystyk silników (wersja b+c).

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

kz

w

zg

lę

d

n

e

 o

b

c

ią

że

n

ie

 s

il

n

ik

ó

w

1

2

P

 

 

Wnioski

• Przedstawione wyniki analiz i obliczeń 

wskazują na duże zróżnicowanie obciążeń w 
napędach wielobębnowych. Różnice 
obciążeń silników na poszczególnych 
bębnach rosną ze spadkiem modułu 
sprężystości podłużnej taśmy

• Podstawową przyczyną tego zjawiska są 

sztywne charakterystyki mechaniczne 
stosowanych powszechnie w transporcie 
taśmowym silników asynchronicznych prądu 
zmiennego

.

 

 

Wnioski

• Nierównomierne obciążenia poszczególnych silników 

mogą być spowodowane różnicami promieni bębnów. 

Należy zatem w eksploatacji przenośników taśmowych 

zwracać uwagę na dokładność wykonania płaszczy 

bębnów napędowych oraz grubości okładzin tych 

bębnów. Zanieczyszczenia powierzchni bębnów, 

nierównomierność zużycia okładzin oraz okładki bieżnej 

taśmy również powodują zmiany obciążeń silników. 

• Przyczyną zróżnicowania obciążeń na napędzie 

czołowym i pośrednim mogą być także różne odcinki 

taśm tworzące zamkniętą pętlę na przenośniku (taśm o 

różnej grubości okładek i różnej sprężystości podłużnej)

 

 

Sposoby wyrównywania 

obciążeń silników na 

bębnach napędowych

1.

Zróżnicowanie jednostek napędowych (na 

przykład w napędzie czołowym dwubębnowym 

na pierwszym bębnie 21250 kW a na drugim 

21000 kW)

2.

Zmiękczanie charakterystyk mechanicznych 

silników

3.

Napędy sterowane przemiennikami 

częstotliwości (falownikami)

4.

Sprzęgła hydrokinetyczne z dopasowanym 

stopniem wypełnienia 

5.

Konstrukcyjne zróżnicowanie promieni (poprzez 

dobór różnej grubości okładziny gumowej 

bębnów napędowych)