Способ гашения колебаний разгрузочной стрелы роторного экскаватора

Способ гашения колебаний разгрузочной стрелы роторного экскаватора

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ ГАШЕНИЯ КОЛЕБАНИЙ ; РАЗГРУЗОЧНОЙ СТРЕЛЫ РОТОРНОГО ЭКСКАВАТОРА , заключающийся в том, что измеряют амплитуду колебаний разгрузочной стрелы, сравнивают с заданным Означением и при превышении его отключают привод поворота, о т л и :чающийся тем, что, с целью повышения эффективности работы экс;каватора , измеряют фазу колебаний . :разгрузочной стрелы и включают , если направление включения совпадает по фазе с собственными ;колебаниями разгрузочной стрелы. (Л 00 ю со

ÄÄSUÄÄ 2 01 А

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

3(59 Е 02 F 3 26

)(ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCH0IVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 3474978/29-03 (22) 21.07.82 (46) 30.03.84. Бюл. 9 12 (72) C.Â.Èíîñoâ, Ю.В.Чудутов, В.В.ГУжовский, В.E.Ôåëüäøåðîâ, Г.М.Волошин и В.A.Ëåðíåð (71) Государственный научно-исследовательский, проектно-конструкторский и проектный институт угольной промышленности СССР (53) 622,316(088.8) .(56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 383794, кл. E 02 -F 3/26, 1973..

2. Боголюбов M.Â. и др. Опыт применения устройства защиты металлоконструкций добычных роторных экскава,торов от недопустимых колебаний.

Сб. "Исследование по технологии и комплексной механизации разработки угля открытым способом". Вып. 15 л .М., Изд. - во института горного дела им. A.A.Скочинского, 1977, с.53-57 (прототип).

r (54 ) (57 ) СПОСОБ ГАШЕНИЯ КОЛЕБАНИЙ

РАЗГРУЗОЧНОЙ СТРЕЛЫ РОТОРНОГО ЭКСКА

ВАТОРА, заключающийся в том, что измеряют амплитуду колебаний разгрузочной стрелы, сравнивают с заданным .значением и при превышении его от ключают привод поворота, о т л и—

;ч а ю шийся тем, что, с целью повышения эффективности работы экс,каватора, измеряют фазу колебаний

:разгрузочной стрелы и включают при,вод, если направление включения совйадает по фазе с собственными

;колебаниями разгрузочной стрелы.

1082901

Изобретение относится к автоматизации производственных процессов на открытых горных разработках и может быть использовано для увеличения надежности и стабильности работы роторного экскаватора, в частности его разгрузочной стрелы.

Известен способ демпфирования колебаний стреловых конструкций роторных экскаваторов, заключающийся в том, что измеряют усилие в элементе металлоконструкции стрелы, дифференцируют сигнал, пропорциональный этому усилию и изменяют ток в обмотке возбуждения привода поворота стрелы пропорционально первой гроизводной 35 от усилия $13.

Однако для гашения колебаний разгрузочной стрелы, оборудованной асинхронным приводом поворота, указанный способ неприменим. К недостаткам 2щ относится также изменение характерис— тик привода (снижение жесткости, увеличение времени пуска) и постоянное вмешательство в работу машиниста, даже если колебания не превосходят допустимого уровня.

Известен способ защиты стреловых конструкций роторных экскаваторов от недопустимых колебаний, заключающийся в том, что измеряют амплитуду ,колебаний разгрузочной стрелы, срав нивают с заданным значением и при превышении его отключают привод поворота Г23.

Недостатком способа является сни- 35 жение технологической эффективности роторных экскаваторов иэ-за простоев; для разгрузочной стрелы известный способ оказывается неэффективным, так как неизбежные частые отключения 4() привода поворота разгрузочной стрелы приводят к большим просыпям, простоям и потере производительности.

Цель изобретения - повышение эффективности работы экскаватора. 45

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу гашения колебаний разгрузочной стрелы роторного экскаватора, заключающемуся в том, что измеряют амплитуду колебаний разгрузочной стрелы, сравнивают с заданным значением и при превышении его отключают привод поворота, измеряют фазу колебаний разгрузочной стрелы и включают привод, если направление включения совпадает по 55 фазе с собственными колебаниями разгрузочной стрелы.

Способ осуществим ) при условии, если недопустимые колебания стрелы вызваны не внешними силами, а не- 60 правильными действиями машиниста, что типично для разгрузочной стрелы.

Привод поворота разгрузочной стрелы роторных экскаваторов при нагрузке угля в вагоны работает в режиме чабтых пусков, остановок и реверсов.

Возбуждаемые при этом горизонтальные колебания стрелы (c частотой около

0 5 Гц) имеют в значительной степени случайный характер и могут превышать допустимый (по условиям усталостной прочности элементов металлоконструкции и привода) уровень в

1,5;2 раза. Исследования показали, что возникновение недопустимых колебаний связано с резонансной раскачкой стрелы на ее собственной частоте, когда машинист реверсирует привод синхронно с колебаниями стрелы. Такой режим управления стрелой недопустим, так как приводит к развитию усталостных явлений в элементах металлоконструкции стрелы и привода.

Кроме того, такой режим обусловлен не технологической необходимостью, а связан с возможными ошибочными действиями машиниста в сложных условиях управления.

Предлагаемый способ позволяет защитить разгрузочную стрелу от недопустимых колебаний, вызванных неправильным управлением приводом поворота. Гашение колебаний осуществляют путем кратковременных (на 0,6-1,2 с) блокировок выполнения команд на включение поворота стрелы вправо или влево. Блокировку осуществляют при одновременном выполнении следующих условий: колебания уже превосходят допустимый уровень; машинист пытается включить привод поворота стрелы в такой момент и в такую сторону, при которых включение вызовет дополнительную раскачку стрелы. Такие действия машиниста считают запрещенными и автоматически блокируют. Интервалы времени, когда включения поворота вправо (влево) вызывают дальнейшее увеличение колебаний, составляют не более половины периода колебаний, по этому время блокировки не превышает

0,6-1,2. Включение привода в другие моменты времени разрешено, так как приводит к уменьшению колебаний.

Предлагаемый способ позволяет эффективно гасить недопустимые колебания разгрузочной стрелы роторного экскаватора без потери производительности. Это приводит к снижению динамических напряжений в элементах металлоконструкции разгрузочной стрелы и привода, повышению надежности и долговечности стрелы. При этом сни жения производительности, увеличения просыпей не происходит так как время блокировки команд ручного управления минимально (1/4-1/2 периода коле. баний). Известный способ, когда привод поворота полностью отключают на неопределенное время (до следующего включения машинистом), не обеспечивает эффективной защиты разгру1 CIR 2901

ВНИИПИ Заказ 1697/28 Тираж б44 Подписное

Филиал IIIIII "Патент", r. Ужгород, ул.Проектная, 4 зочной стрелы от недопустимых колебаний, так как вызывает большие просыпи и потери производительности, На фиг. 1 представлена схема, поясняющая предлагаемый способ! на фиг. 2 — осциллограммы колебаний 5 стрелы (a), команд управления (б) и включений привода (в) в наихудшем случае, когда частота реверсов совпадает с собственной частотой стрелы. 10

Схема содержит стреловую конструкцию (вид сверху) 1, имеющую привод 2 поворота (электродвигатель) с ручными органами 3 управления, включающими, например, командоаппа- 15 рат 4 и пускорегулирующую аппаратуру 5, управление приводом поворота осуществляется машинистом M. Перечисленные элементы являются основным контуром обратной связи управления стрелой, замкнутым в результате визуального контроля за положением конца стрелы со стороны маши-. ниста и ручного управления приводом ,поворота стрелы, например, по трехпозиционной cxexe (команды "Влево", "Вправо",и "Стоп" ). Управление поворотом стрелы реализуется дополнитель ным контуром обратной связи, включающим датчик колебаний D и регулятор. Р 30

На фиг. 2 символами +1 и -1 обозначены соответственно команды на пово-рот стрелы "Влево" и "Вправо", а

"О" — команда "Стоп".

Способ осуществляют следующим 35 образом.

Пусть управление поворотом стрелы приводит к увеличению колебаний стрелы (фиг.2а), что происходит в случае, если машинист реверсирует привод синхронно с колебаниями стрелы (фиг.26). Если амплитуда колебаний не превышает некоторый заданный уровень 4 (величина которого определяется допустимым уровнем напряжения в корневых элементах стрелы), то переключение привода (фиг.2в1 происходит в полном, соответствии с командами машиниста (фйг.Хб). При этом колебания нарастают (фиг.2а). Если действия машиниста приводят к превышению амплитудой колебаний стрелы заданного уровня ii) (момент времени фиг.2а), то в исполнение последующих команд машиниста вводят кор- .„ рекцию. Эту коррекцию осуществляют путем блокировки выполнения команды включения привода поворота в ту сторону и в те моменты, когда эти включения могут вызвать дополнительное увеличение колебаний. Так, с момента времени Ф до t запрещенным является включение йривода влево и в интервале времени 1 — 2 блокируют

11 выполнение приводом команды Поворот влево" (фиг.2в). С момента времени t< до момента t< запрещенным является включение вправо, и в интервале t> — t блокируют выполне+

И ние приводом команды Поворот впра во".

Предлагаемый способ может быть применен на всех роторных экскаваторах, осуществляющих погрузку угля в вагоны. При этом максимальные амплитуды колебаний разгрузочной стрелы могут быть уменьшены в 2-2,5 раза, что существенно увеличит надежность и долговечность разгрузочной стрелы,