Струговая установка

Струговая установка

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ ,ИЗО БР ЕТ ЕН И Я

1?ц649843

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 01.06.76 (21) 2366628/22-03 с присоединением заявки М (23) Приор итет (43) Опубликовано 28.02.79. Бюллетень М 8 (45) Дата опубликования описания 28.02.79 (51) М. Кл. Е 21С 27/32

Государственный комитет по делам изобретений н открытий (53) УДК 622.232.75 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. Н..Лотарь, В. С. Беляев, В. М. Безуглов, А. Д. Игнатьев и А. Ф. Свириденко

Ордена Трудового Красного Знамени институт горного дела им. А. А. Скочинского (71) Заявитель (54) СТРУГОВАЯ УСТАНОВКА

Изобретение относится к средствам механизации выемки полезных ископаемых, в частности к струговым установкам, предназначенным для использования в очистных забоях угольных пластов.

Известны струговые установки, включающие конвейер, струг, тяговую цепь и два привода струга, расположенные по концам конвейера, в которых с целью сокращения продол>кительности перегрузки двигателя основного привода, т. е. привода, в направлении которого в данный момент происходит движение струга, в переходных режимах (после запусков) используется принцип опережающего включения двигателя вспомогательного привода (1).

Однако указанный принцип запуска двигателей приводов струга не исключает тя>келые условия работы двигателя основного привода в установившемся режиме и является причиной значительных ударных нагрузок в трансмиссии струговой установки.

Извсстны струговые установки с двумя приводами струга, редукторы которых имеют по две кинематичсские ветви с различными передаточными числами, обеспечивающими избирательную возможность осуществления движения струга с двумя различными средними скоростями (2).

В этих установках двигатель основного привода также работает в более тяжелых (по абсолютным значсниям и характеру нагрузок) условиях, чем двигатель вспомога5 тельного привода, их установленная мощность используется весьма нерационально, что способствует возникновению предпосылок для нарушения их нормального теплового режима работы, и в итоге — снижение

10 производительности струговой установки.

Цель изобретения — создание конструкции двухприводной струговой установки, обеспечивающей повышение эффективности использования электродвигателей и тяго15 вой цепи струга.

Для этого кинсматичсские встви каждого редуктора снабжены механизмами свободного хода одностороннего действия, установленными таким образом, что электро20 двигатель вспомогательного привода постоянно подключается к кинематической ветви с меньшим передаточным числом, а электродвигатель основного привода — к кинематической ветви с ббльшим переда25 точным числом и выполнен при соотношениях их передаточных чисел, равных 1,01—

1,05.

На чертеже представлена кинематичсская схема струговой установки.

649843

Струговая установка состоит из струга 1, тяговои цепи 2, конвейера 3 и двух приводов струга 4, расположенных по концам конвейера и включающих приводчые звезды 4 и 4, электродвигатели 5 и 5 и редукторы 6 и 6 .

Редукторы имеют по две кинематические ветви, выполненные при соотношении их передаточных чисел, равном 1,01 — 1,05.

В каждую кипсматическую ветвь встроены механизмы свободного хода (МСХ) одностороннего действия, обеспечивающие передачу движения и, следовательно, нагрузки только в одном направлении. Расположение МСХ в кинематических ветвях может быть осуществлено, например, так, как показано на чергеже (позиции 7, 7 и 8, 8 ) ..

В этом случае ведущими звеньями МСХ являются их звезды 9 и 9, а обоймы МСХ выполнены в виде зубчатых венцов (обойм)

10 и 10 . МСХ, встроенные в кинематические ветви каждого редуктора 8, 7 и 8, 7 передают на приводные звезды 4 и 4 вращение противоположного направления, поочередно включая в работу соответствующую кинематическую ветвь. Если один из

МСХ редуктора передает на приводную звезду вращение заданного направления, то второй МСХ при этом находится в режиме свободного хода, т. с. вращается без передачи нагрузки. Действительно, если, например, при вращении приводной звезды 4 в направлении движения часовой стрелки работает МСХ 7, вращаясь в противоположном направлении, то обойма 10 (через зубчатые колеса 11 и 12) и звезда 9 МСХ 8 также вращаются в направлении, противоположном движению часовой стрелки.

Так как угловая скорость вращения звезды 9 больше угловой скорости вращения обоймы 10 (редукторы приводов струга понижающие), то, следовательно, имеет место движение звезды 9 относительно обоймы

10 в направлении, противоположном дви>кению часовой стрелки.

Но в этом случае МСХ 8 находится в режиме свободного хода, так как при принятом расположении МСХ 7 и 8 в редукторе

6 рабочий ход МСХ 8 возможен лишь при движении его звезды относительно обоймы в направлении движения часовой стрелки.

МСХ одного редуктора установлены по отношению к МСХ другого редуктора таким образом, что МСХ каждого редуктора, передающие вращение приводным звездам в одном направлении, включены в кинематические ветви с различными передаточными числ а ми.

Например, если МСХ 7 редуктора 6 передает вращение приводной звезде 4 в направлении движения часовой стрелки через кинематическую ветвь с передаточным числом i, то МСХ 7 редуктора 6 передает вращение приводной звезде 4 через кпнематическую ветвь с передаточным числом

11ри этом установка МСХ в редуктора произведена таким образом, что независимо от направления движения струга двигатель вспомогательного привода постоянно работает с использованием кинематической ветви с меньшим передаточным числом. В рассмотренном вышс примере соблюдается условие 4(4, а движение струга происходит в направлении стрелки А.

Предлагаемая струговая установка работает следующим образом.

Допустим, что нсобходимо осуществить перемещение струга в направлении стрелки

A. После одновременного запуска двигателей приводов струга вращение на приводную звезду 4 вспомогательного привода от двигателя 5 через МСХ 7 передается по кинематической ветви с передаточным числом

L,, в то время как вращение на приводную звезду 4 основного привода передается через МСХ 7 по кинематичсской ветви с передаточным число 4. Так как i (iq, то угловая скорость вращения звезды 4 будет больше, чем звезды 4 . Следовательно, процесс распределения нагрузки между двигателями основного и вспомогательного приводов в переходном режиме ускоряется.

Нагружение двигателя вспомогательного привода происходит достаточно быстро и плавно, ударные нагрузки в трансмиссии струговой установки при этом исключаются.

В установившемся режиме вращение приводных звезд основного и вспомогательного приводов происходит с постоянной и равной скоростью. Угловая скорость вращения роторов приводных двигателей устанавливается в соответствии с нагрузкой и их естественными механическими характеристиками. При идентичных механических характеристика.; приводных двигателей установившаяся угловая скорость ротора двигателя вспомогательного привода меньше соответствующей скорости ротора основного привода. Тогда тяговый момент, развиваемый двигателем вспомогательного привода, превышает тяговый момент двигателя основного привода и, следовательно, в установившемся режиме двигатель вспомогательного привода загружается большей статической нагрузкой, чем двигатель основного привода. Так как двигатель вспомогательного привода в установившемся режиме работает практически при полном отсутствии динамической нагрузки, то, следовательно, статическими нагрузками он может быть загружен до более высокого уровня, чем двигатель основного привода.

При этом обеспечивается существенное улучшение условий нагружения и работы двигателя основного привода, Величина превышения уровня загрузки двигателя вспомогательного привода устанавливастся соответствующей величиной

649843 (2) т а:a

2 (6) 35

65 разницы псредато иных чисел кинематических ветвей каждсго редуктора.

В установившемся режиме работы отношение усилий, развиваемых двигателями основного и вспомогательного приводов струга и приведенных к приводным звездам, есть величина постоянная (при постоянной нагрузке на струге) и равная

F, a,b, — a,b, -+- Fb>

F a>b< — аф + Рб где F — нагрузка на струге; а и b„a> и b — параметры уравнений, приведенных к приводным звездам, механических характеристик двигателей соответственно основного и вспомогательного приводов.

В случае асинхронных короткозамкнутых электродвигателей параметры приведенных к приводным звездам уравнений устойчивых участков их механических характеристик определяются в соответствии с известными выражениями

Ма ЗОМ„. а= " >1 b=

Я /> „Д2Я где М„и S„, критические значения момента и сколь>кения двигателя;

i — передаточное число редуктора;

R — радиус делительной окружности приводной звезды;

no — синхронное число оборотов ротора двигателя, Силовые параметры двигателей приводов струга двухприводной струговой установки выбираются таким образом, чтобы выполнялось условие

2М„И (3)

R где ̄— номинальный момент двигателя;

h — КПД привода.

Принимая, что определенные выражением (2) параметры механических характеристик двигателей основного и вспомогательного приводов струга отличаются только значениями передаточных чисел соответствующих редукторов и используя условия (3), из выражения (1) получаем

Лz

i iä (i> — i ) + 21)ЗЬ (4)

l,i > (i — i )+2l i h

Ь, где n„; кратность критического момента двигателя (для асинхронных короткозамкнутых двигателей Л„=1,8 — 2,5); и — передаточные числа редукторов основного и вспомогательного приводов струга.

Для приводов струга современных струговых установок наиболее типичные следующие значения параметров $„, h и г

$,(— — 0,1 — 0,15; h=0,8 — 0,9; i=17 — 40.

Как видно из приведенного выше описания, работа приводных двигателей предлагаемой струговой установки характеризуется следующими особенностями.

Когда один из приводов выполняет роль вспомогательного привода, его двигатель развивает среднее усилие в а раз больше усилия, соответствующего номинальному моменту.

Когда тот же привод работает как основной, то его двигатель развивает среднее усилие в р раз меньше номинального.

С точки зрения обеспечения нормального теплового режима работы двигателей предлагаемой струговой установки (по средним нагрузкам) необходимо выполнение следующего условия где F„— усилие, развиваемое двигателем и соответствующее его номинальному моменту;

1 — время прохода струга по лаве.

Условие (5) представляет собой выражение для эффективного значения тягового усилия двигателя при двухступенчатом графике изменения его средней нагрузки за рабочий цикл (проход струга по лаве в одпo;. и другом направлениях).

Выражение (5) преобразуется к виду

Из выра>кения (6) получаем следующие возможные соотношения между коэффициентами а и P: а=1,1 и )=0,89; а=1,2 и

)=0 75; а=1,3 и )=0 56; а=1 41 и р=0.

Откуда

" = 0,81; 0,62; 0,43; О.

Так как из условия (3) Е=2Е„илн F> +

+Fz=2F„, то величина отношения меF нее 0,62 не пригодна для обеспечения нормального силового режима работы струговой установки.

Подставляя найденные значения отношеF, ния в выражение (4) и задаваясь разГ2 личными значениями параметров Л„, $, находим целесообразное соотношение между передаточными числами редукторов приводов струга предлагаемой струговой установки.

Как показывают расчеты, указанное соотношение находится в интервале 1,01—

1,05.

Например, при =062; Л,.=20; S =

F, 9

=0,15; h=0,85 и i=27,8 из выражения (4) имеем

571 — 16700 ь+ 36800 = О, 649843

Формула изобретения

12 — 1(—

Составитель Н. Ястребинская

Редактор Д. Павлова Техред А, Камышникова Корректоры: И. Позняковская и Л. Брахнина

Заказ 79/17 Изд. № 187 Тираж 657 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, /К-35, Раушская даб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 откуда i> — — 26,9 и = 1,03.

i 2

После реверсирования двигателей движение струга происходит в направлении стрелки В. Вращение приводной звезды 4 основного привода передается через МСХ

8 по кинематической ветви с передаточным числом i>, вращение приводной звезды 4 вспомогательного привода передается через

МСХ 8 по кинематической ветви с передаточным числом i .

Таким образом, независимо от направления движения струга осуществляется постоянная загрузка двигателя вспомогательного привода через кинематическую ветвь его редуктора, характеризуемую меньшим передаточным числом.

Струговая установка, включающая конвейер, струг, тяговую цепь и два привода струга, редукторы которых имеют по две кинематические ветви с различными пере- 25 даточными числами, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности использования электродвигателей и тяговой цепи струга, кинематические ветви каждого редуктора снабжены механизмами свободного хода одностороннего действия, установленными таким образом, что электродвигатель вспомогательного привода постоянно подключается к кинематической ветви с меньшим передаточным числом, а электродвигатель основного привода — к кинематической ветви с ббльшим передаточным числом и выполнены при соотношениях их передаточных чисел, равных 1,01—

1,05.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Вихров О. Ф., Плетенский А. Я., Мондрух М. В. Исследование работы электропривода из струговой установки КТС. Сб.

«Технология и техника струговой выемки антрацитов», вып. 15. Шахты,1974.

2. Нилов P. К., Кочнов А. П., Плотников

В. И., Лифшиц И. Я. Новые струговые установки для угольных шахт. Сб. «Технология и техника струговой выемки антрацитов», вып. 16. Шахты, 1975.