Способ стабилизации скорости подачи угольного комбайна и устройство для его реализации

Способ стабилизации скорости подачи угольного комбайна и устройство для его реализации

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. Способ стабилизации скорости подачи угольного комбайна, основанный на изменении кинетической энергии привода подачи, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности за счет повышения эффективности подавления колебаний в направлении подачи корпуса комбайна, определяют величину среднего момента нагрузки привода подачи , сравнивают ее с уставкой и, если величина среднего нагрузки привода подачи меньше уставки , увеличивают кинетическую энергию привода путем изменения момента инерции привода подачи, если величина среднего момента нагрузки привода подачи больше либо равна уставке, то величину момента инерции привода подачи восстанавливают до номинального значения. (О

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (ll) .(5)) 4 .Е 21 С 35/24

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ж .„,,," „"""

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (54,) СПОСОБ СТАБИЛИЗАЦИИ СКОРОСТИ

ПОДАЧИ УГОЛЪНОГО КОМБАЙНА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУ111ЕСТВЛЕНИЯ (57) 1. Способ стабилизации скорости подачи угольного комбайна, ос(21) 3799093/22-03 (22) 07.10.84. (46) 30.03.86. Бюл. )) 12 (71) Научно-производственное объединение по созданию и выпуску средств автоматизации горных машин и Институт прикладной математики и механики АН УССР (72) А.М.Райхман, А.А.Коротков, В.К.Обабков и А.Ç.Куфман (53) 622.232(088.8) (56) АвторСкое свидетельство СССР

Ф 624202, кл. С 05 В 5/01, 1975. нованный на изменении кинетической энергии привода подачи, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности за счет повышения эффективности подавления колебаний в направлении подачи корпуса комбайна, определяют величину среднего момента нагрузки привода подачи, сравнивают ее с уставкой " и, если величина среднего момента нагрузки привода подачи меньше уставки, увеличивают кинетическую энергию привода путем изменения момента инерции привода подачи, если величина среднего момента нагрузки привода подачи больше либо равна уставке, то величину момента инерции привода подачи восстанавливают до номинального значения.

122

2. Способ по п. 1, о т л и ч аю шийся тем, что момент нагрузки для гидропривода подачи определяют по величине перепада давления на гидромоторе, а для электропривода — по величине тока нагрузки.

3. Устройство стабилизации скорости подачи угольного комбайна, содержащее привод подачи, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что оно дополнительно снабжено повышающей зубча"той передачей, управляемой фрикци1343 онной муфтой, маховыми массами, релейным управляющим элементом и блоком определения среднего момента нагрузки привода подачи, причем выходной вал привода подачи через управляемую фрикционную муфту связан с повышающей зубчатой передачей,на выходных валах которой установлены две маховые массы, а блок определения среднего момента нагрузки привода подачи через релейный управляющий элемент соединен с входом управляемой фрикционной муфты.

Изобретение относится к управлению горными машинами и может быть использовано для автоматического управления движением очистного комбайна.

Цель изобретения — повьппение надежности за счет повышения эффективности подавления колебаний в направлении подачи корпуса комбайна.

Иа фиг, 1 представлена схема системы стабилизации скорости подачи.

Система содержит привод подачи с выходным валом 1, управляемую фрикционную муфту 2, повышающую зуб чатую передачу 3, маховые массы 4, управляющий релейный элемент 5, блок 6 определения среднего момента нагрузки привода подачи, Выходной вал 1 привода подачи через управля емую фрикционную муфту 2 связан с повьппающей зубчатой передачей 3, на выходных валах которой соосно установлены две одинаковые, вращающиеся с равной скоростью в йротивоположные стороны, маховые массы 4.

Фрикционная муфта 2 также связана с управляющим релейным элементом 5, соединенным через блок 6 определения среднего момента нагрузки привода подачи с энергетическими магистралями привода подачи.

Система стабилизации скорости подачи функционирует .следующим образом.

Угольный комбайн в процессе работы может пребывать в трех основ30

35 где V(,j ä) — частотная характеристика линейной части системы комбайн-забой;

/ %

q v,v) — коэффициент гармонической линеаризации существенно нелинейной части системы комбайн-забой, v,v — - среднее и амплитудное значения скорости подачи. ных динамических режимах: м, ф и

В режимах Ж и 8 наблюдаются пульсирующие колебания корпуса комбайна в направлении подачи, а в режиме / безостановочное движение. В режимах ж и Р комбайн работает в тяжелых условиях, поскольку имеют местб существенные динамические нагрузки в режущей для режима Ы и подающей

10 для режима р частях комбайна. В режиме амплитуды колебаний скорости и нагрузок корпусной группы комбайна невелики, комбайн движется плавно, без пульсаций. Назначение сис15. темы стабилизации состоит в переводе комбайна из режимов g и /5 в режим что становится возможным при вполне определенном сочетании параметров системы комбайн-забой. На гра20 нице перехода от пульсирующего движения к плавному наблюдаются гармонические колебания, хорошо описываемые уравнением гармонического баланса для системы комбайн-забой

V(jv)=-q (v,v), (1) 1221343 4

Пульсирующие автоколебания в системе подачи порождаются в основном неустойчивым начальным участком -oc,I| характеристики трения (п(ч) и могут быть сорваны и полностью подавлены путем увеличения отрицательной обратной связи через привод подачи за счет увеличения его момента инерции.

Из уравнения гармонического баланса (1) получена зависимость значений момента инерции привода подачи от существенных параметров системы комбайн-забой, при которых происходит срыв пульсаций и полное подавление колебаний корпуса комбайна в направлении подачи. Например, для гидропривода подачи такая зависимость имеет следующий вид:(2) ((„„п„(к„+4 Д ((» о)-с((,, + ы,(., + 1(:ol))

Д °

"n" мм и коэффициент гидравлической жесткости силовой магистрали ГПП; рабочий объем гидромотора; коэффициент диссипативных потерь гидромотора; коэффициент потерь рабочей жидкости в силовом контуре ГПП; коэффициент жесткости системы подачи; коэффициент передачи редуктора подающей части комбайна. где К„„К м

Г и

Изменение момента инерции производится с помощью подключения допол нительных маховых масс, величина момента инерции которых определяется по формуле:

a„=(a.-3 )i, (3) где 7 — номинальный момент инерции двигателя привода подачи; — передаточное отношение повьппающей передачи.

Однако возможны случаи, когда увеличение момента инерции двигателя привода подачи несмотря на работу комбайна в режиме . может оказаться нецелесообразным вследствие динамических перегрузок в приводе подачи при резком изменении сопротивляемости забоя разрушению.

Для устранения таких перегрузок система стабилизации управляет моментом инерции следующим образом.

Если сигнал на выходе блока 6 определения среднего момента нагрузки меньше заданной уставки, задаваемой настройкой управляющего релейного элемента 5, то управляющий релейный элемент 5 подает сигнал управления на включение фрикционной муфты 2, которая обеспечивает сцепле10

55 ние вала 1 привода подачи с повьппающей зубчатой передачей 3, на выходных валах которой установлены маховые массы 4. Привод подачи работает с повышенным моментом инерции, обеспечивая срыв пульсаций в направлении подачи корпуса комбайна. Если произошло резкое увеличение сил сопротивления движению комбайна и сигнал на выходе блока 6 стал равен сигналу уставки либо больше его, то управляющий релейный элемент отключает фрикционную муфту 2,сцепление выходного вала 1 привода подачи с повьппающей зубчатой передачей 3 нарушается, маховые массы оказываются не связанными с валом 1 привода подачи, в результате чего привод пода чи функционирует при номинальной величине момента инерции его двигателя, снижая динамические нагрузки, обусловленные резким увеличением сил сопротивления движению комбайна.

Таким образом, в режимах нормальной эксплуатации комбайн движетая плавно с малыми нагрузками на подающую часть, а при кратковременных экстремальных нагрузках на комбайн привод подачи работает в облегченном динамическом режиме, сохраняя высокую надежность подающей части.

Фрикционная муфта 2, маховые массы 4 и релейный элемент 5 представляют собой выпускаемые промышленностью изделия. Повышающая зубчатая передача 3 выполнена таким образом, чтобы один из ее выходных валов выходил Hs колеса с внутренним зацеплением, а другой — из колеса с внешним зацеплением, что позволяет обеспечить одновременное противоположное вращение маховых(масс 4, необходимое для устранения гироскопического эффекта, Управляюп(ий релейный элемент 5 для гидропривода подачи представляет собой двухпозиционный золотник, а для электропривода — электромагнит. Блок 6 определения среднего мо1221343

Составитель А.Лукашанец

Техред Н.Бонкало Корректор А.Зимокосов

Редактор М.Циткина

Заказ 1562/39

Тираж 470 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 мента. нагрузки привода подачи представляет собой для гидропривода подачи дроссель, включенный в напорную магистраль гидропривода подачи, на выходе которого формируется среднее давление, пропорциональное среднему нагрузочному моменту, а для электропривода — датчик тока нагрузки, соединенный с электрическим фильтром, обеспечивающим усреднение сигнала датчика тока на заданном временном интервале.

Время усреднения при определении среднего момента нагрузки составляет для комбайна с цепным тяговым органом 2 с, а для комбайна с бесцепной системой подачи — 0,1 с.

В качестве базового объектапринята подающая частькомбайна 1.ГШ68,серийно изготавливаемая Горловскиммашиностроительным заводомим.С.М.Кирова.

Преимущества предложенного технического решения по сравнению с баip зовым объектом состоят в том, что оно обеспечивает надежную стабилизацию движения очистного комбайна в направлении подачи за счет срыва пульсаций скорости подачи без

1 повышения динамичности работы привода подачи.