Система автоматического управления подачей исполнительного органа горной машины на забой

 

СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПОДАЧЕЙ ИСПОЛНИТЕЛЬНОГО ОРГАНА ГОРНОЙ JMAIUIIHU НА ЗАБОЙ, включающая электроцвигатель привода исполнительного органа, имеющий мягкую характеристику, гидропривод подачи, регулятор потока, насос подачи и линии управления, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности системы в работе путем автоматической стабилизации работы электродвигателя в зоне номинальных режимов, гидропривод подачи снабжен гидроцилйндром подачи и дросселем, сообщенным с одной стороны с поршневой полостью гидродилиндра подачи и с управляющей полостью регулятора потока, i . а с другой стороны - с торцевой полостью регулятора потока, при этом насос (Л подачи кинематически связан с электродвигателем привода исполнительного органа .

СОЮЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИЙ (19) (11) А

3(51) Е 21 С 29/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPGHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3272933/22-03 (22) 09.04.81 (46) 07.10.83. Бюл. % 37 (72) Д. Н..Тарлавский, С. N. Юровский, N. N. Маркович, В. А, Ходош, И. А. Хлебников, И. Д. Фишман, В. А. Гарькавыф, А, Г. Канатаев и И. И. Мельников (71) Специальное конструкторскотехнологическое бюро Главтоннельметростроя" (53.) 622.358.002.5 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

М 274046, кл. Е 21 С 27/00, 1964.

2. Авторское свицетельство СССР

М 279531., кл. Е 21 С 29/00, 1968 (прототип). (54) (57) СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКО ГО УПРАВЛЕНИЯ ПОДАЧЕЙ ИСПОЛНИ

ТЕЛЬНОГО ОРГАНА ГОРНОЙ МАШИНЫ

НА ЗАБОЙ, включаюшая электроцвигатель привода исполнительного органа, имеюший мягкую характеристику, гидропривоц подачи, регулятор потока, насос подачи и линии управления, о т л и ч аю ш а я с я тем, что, с целью повышения нацежности системы в работе путем автоматической стабилизации работы электроцвигателя в зоне номинальных режимов, гидропривод подачи снабжен гидроцилиндром подачи и дросселем, сообшенным с одной стороны с поршневой полостью гидроцилиндра подачи и с управляющей полостью оегулятора потока, - а с другой стороны - с торцевой полос стью регулятора потока, при этом насос поцачи кинематически связан с электроцвигателем привоца исполнительного органа.

1046604 2

Изобретение относится к горной твх нике и касается системы автоматическо го управления поцачвй исполнительного органа горной машины па забой, которая может быть использована в прохоцчес- 5 ких, цобычных и камнврезных машинах.

Известна система автоматического управления подачей исполнитвльНого органа горной машины на забой, доцержащая электродвигатель постоянного тока с послецоватвльным возбуждением цля привода исполнительного органа и привод механизма подачи Pl) .

Недостатком этой системы является то, что при изменении крепости пород электродвигатель привода исполнитель ного органа буцет работать в произволь; ном рехлиме.

Каиболев близкой по технической суш ности и достигаемому результату к 20 изобретению является система автоматического управления подачей исполнительного органа горной машины на забой, включаюшая электродвигатель привода исполнительного органа, имеюший мягкую 5 характеристику, гидропривоц подачи, регулятор потока, насос поцачи и линии управления 2) .

Недостатком известной системы является низкая нацежность ее работы, обус- 3G ловленная отсутствием возможности стабилизации работы электродвигателя привода исполнительного органа в зонах номинальных режимов.

Белью изобретения является повышение нацежности системы в работе путем автоматической стабилизации рвботы двигателя в зонах HOMHHallbHBKK pe71cBMOB.

Поставленная цель noñòèãaåòñÿ тем, что в системе автоматического управления поцачей исполнительного органа гор-ной машины на забой, включв.юшвй элвктроцвигател1 привоца исполнительного органа, имеюший мягкую характеристику, гицропривод подачи, регулятор потока, насос подачи и пинии управления, гидропривоц подачи снабжен гицропплиндром подачи и дросселем, сообшвпным л.," одной стороны с поршневой полостью гидропилиндра подачи и с управляюшей полостью регулятора потока, а с другой стороныс торцевой полостью регуляторв. потока, при этом насос подачи к плвматллчески связан с электроцвига гелем привода испол- нительного органа.

На фиг. 1 иэобрахлена приннипиальная схема системы автоматического упраг.=ления подачей испохплителылого органа горной машины на забой; на фиг. 2 « типовая характеристика электродвигателя постоянного тока с последовательныМ возбуждением, построенная в координатах оборотов (И) и момента на валу (М); на фиг. 3 - графики зависимости удельной пода ли (Яя/и) от оборотов (И) электродвигателя, где g — график зависимости без применения в системе рвгучиро.вочного устройства и при открытом дроссвле, 6- график зависимости с исполь эованием в системе регулировочного устройства при открытом цросселе, Cl и д - графики зависимости с использованием в системе регулировочного устройство и цросселя.

Система автоматического управления подачей исполнительного органа горной маштны на забой содержит электродвигатель 1 псстоянного токе .с последовательным возбуждением, который обладает мягкой характеристикой и приводит одновременно исполнительный орган 2 и регулируемый гидравлический насос 3 подачи. Вал электродвигателя 1 кинематически связач с валом насоса 3 подачи.

Гидравлический насос 3 подачи, гидрораспрецелитвль 4, гицропилиндр 5 подачи и дроссель 6 образуют привод механизма подачи. Дроссель 6 установлен в линии 7 нагне ания насоса 3 подачи. На параллельном отводе 8 линии нагнетания смонтировано регулировочнов устройство 9 для отделения потока рабочей жидкости постоянной величины, которое также axonèò в привод механизма поцачи.

Регулировочное устройство 9 выполнеко в вице регулятора 10 потока, который гидравлически соединен с дросселем 6 линии 7 нагнетания посредством линий 11 и 12 управления. Б линиях 11 и 12 управления установлены демпферы 13 и 14, Регулятор 10 потока выполнен в форме плунжера 15, который удерживается в крайнем положении пружиной 16, имеет возможность регулировочного возвратнопоступательного перемещения и образует при этом дроссельную шель 17 цля про-. хода рабочей жидкости.

Регулятор 10 потока имеег регулировочный винт 18, который предназначен для ручной регулировки регулятора 10 потока и опрецеляет величину первоначального потока рабочей жидкости от насоса 3 поцачи, В системе предусмотрен гицрораспр =,делитель 19, предназначенный цля обеспе -,.ения вспомогательных пвремешэний

104650 4!

При сохранении постоянства величины удельной подачи, т.е. при отключенном рэгулировочном устройстве 9 (график С( фиг. 3), максимальным оборотам электро 50 двигателя 1 буцет соответствовать максимальная подача, а увеличение нагрузки, вызывающее падение оборотов и увеличение момента на валу электродвигателя 1, вызывает пропорциональное снижение по- 55 дачи. Мощность электроцвигателя при этом на всем диапазоне регулирования остается постоянной (фиг. 2 ). исполнительного органа 2 при неработающем электроцвигателе 1.

Поцвод рабочей жидкости к регулировочному устройству 9 от линии 7 наг.нетания производят по линии 20.

Система автоматического управления подачей исполнительного органа горной машины на забой работает слецуюшим образом, При включении электродвигателя 1 он одновременно приводит B цействие исполнительный орган 2 и насос 3 подачи. При этом поток рабочей жидкости от насоса 3 подачи через гидрораспреце» литель 4 поступает на слив. !5

Подача исполнительного органа 2 горной машины на забой осуществляется при включении гидрораспределителя 4 в положение, при котором рабочая жицкость поступает от насоса 3 подачи в гицро- 20 цилиндр 5 поцачи (рассматриваем случай, когда регулировочное устройство 9 цля отделения потока рабочей жицкости постоянной величины отключено, à цроссель 6 открыт).- 25

При изменении нагрузки на исполнительном органе 2 изменяются и обороты электродвигателя 1 вследствие его мягкой характеристики,а именно, при увеличении нагрузки на исполнительном органе 2 обо-gp роты электродвигателя 1 падают при возрастании момента на его валу и, наоборот, при уменьшении нагрузки обороты электродвигателя 1 возрастают (фиг. 2), Из-за жесткой связи вала электродвигателя 1 с валом насоса 3 подачи указанное изменение оборотов электродвигателя 1 сообщается насосу 3 подачи. В результате этого подача насоса 3 изменяется в строгом соответствии с изменением оборотов электроцвигателя 1 привода исполнительного органа 2, Следовательно, сохраняется соотношение скоростей резания и подачи и соответственно толщины снимаемой исполнительным органом 2 стружки.

При возникновении случайных нагрузок на исполнительном органе 2 электроцвигатель 1 работает произвольно на любых параметрах своей характеристики, отвечающих цанной величине нагрузки. Если нагрузка выше его номинальных параметров, то электроцвигатель 1 работает в

-зоне больших моментов и малых оборотов при больших значениях токовой нат руэки, т.е. в зоне, отличной от его номинального режима работы.

При максимальной подаче насоса 3(т.е.при. больших его оборотах) доля огводимогопотока рабочей жидкости в общем потоке станет меньше и наоборот. Наклон прямой g (фиг. 3) зависит от величины отводимого потока. Это означает, что, например при перегрузках исполнительного органа 2, отклонения от номиналы - х оборотов будут меньше, чем в системах без регулировочного устройства, а при равных отклонениях от номинальных оборотов система с рэгулировочным устройством обеспечит обработку пороцы большей крепости, т.е. в системах без регулировочного устройства при необходимости корректировки величины удельной по дачи в связи с изменением крепости породы оператор вручную цолжен изменить расход насоса подачи.

В прецлагаемой схеме с установленным регулировочным устройством такая корректировка происхоцит автоматически.

Аналогичные процессы происходят и при отклонении оборотов исполнительного органа выше номинальных.

При неизменяемой удельной поцаче электродвигатель 1 разовьет обороты больше, чем при увеличенной удельной подаче, и при этом отпацает необходимость в ручной корректировке.

Зацавая различные значения расходов рабочей жидкости на регулировочном уст ройстве 9, влияют на крутизну изменения графика зависимости удельной поцачи от оборотов (график 3, фиг. 3). Чем разнороднее порода по крепости, тем круче должна быть характеристика, тем больший поток необходимо отвоцить через регули» ровочное устройство 9.

Рассмотрим случай, когда в системе работает регулировочное устройство 9 и дроссель 6. В этом случае подача исполнительного органа 2 горной машины на забой осуществляется также при включении любым известным способом гицро распрецелителя 4 в положение, при кото ром рабочая жидкость поступает от насо104650 4 са 3 подачи в гицроцилинцр 5 подачи через гидрораопрецелитель 4, линию 7 нагнетания и дроссель 6. Вытесняемая при этом из гидроцилинпра 5 поцачи рабочая жидкость через гидрораспреде 5 литель 4 поступает на слив. Одновременно часть рабочей жидкости прохопит через регулятор расхода 9 посрецством ли- нии 20.

Созцаваемый на дросселе 6 перепап давления по линиям 11 и 12 управления сообщается торцам плунжера 15, в результате этого, преодолевая действие пружины 16, плунжер 15 перемешается вправо по чертежу (фиг. 1). Причем большему перепаду давления рабочей .жидкости на дросселе 6 соответствует большая величина перемещения плунже— ра 15. и, следовательно, меньший раз мер дроссельной щели 17 цля прохоца рабочей жидкости через регулятор 9 расхода.

Таким образом, происхоцит автомати ческая перестройка регулировочного устройства 9 для отцеления потока рабочей жидкости насосом 3 подачи. При изме пении нагрузки на исполнительном органе изменяются и обороты электродвигателя 1 вследствие его мягкой характеристики, а именно при увеличении sar 30 рузки на исполнительном органе 2, обороты электродвигателя 1 падают при возрастании момента на его валу и, наоборот (фиг. 2), Из- эа кинематической связи вала электродвигателя 1 с 35 валом насоса 3 подачи указанное изме нение сообщается насосу 3 подачи„ т.е. чем больше обороты исполнительного органа 2 (чем меньше нагрузки на нем), тем больше обороты насоса 3 подачи, 4р тем больше величина перепада давления на дросселе 6, тем больше перемещение плунжера 15 и тем меньше размер дроссельной щели 17. Следовательно, при увеличении числа оборотов исполнительного органа 2 (малая нагрузка) регули ровочное устройство 9 (регулятор расхода) отделяет меньший поток рабочей жицкости от потока насоса 3 подачи, что обеспечивает большую величину удельной подачи исполнительного органа 2.

В зоне перегрузок, т,е, в зоне малых оборотов электродвигателя 1 .происходит обратный описанному процесс и величина удельной подачи снижается.

Взаимосвязь перепада давления на дросселе 6 и расхопа через него может быть разнообразной в зависимости от конструкции дросселя. То же самое можно утверждать и о дроссельной щели 17 на плунжере 15.

Например, если зависимость перепада давления от расхода рабочей жидкости на дросселе 6 графически выражается прямой линией, а на дроссельной щели 17 квацратичной кривой, то зависимость удельной подачи исполнительного органа 2 от его оборотов выражается графически квадратичной кривой. При подобной зависимости повышается эффективность стабилизации работы электроцвигателя в зоне номинальных режимов.

Задаваясь конструкцией дросселя 6 и формой дроссельной щели 17 плунжера 15, комбинируя эти параметры, можно получить большой диапазон зависимостей удельной .подачи от оборотов электродвигателя 1 для увеличения эффективности процесса стабилизации работы электродвигателя в зоне номинальных режимов (кривые d и д, фиг. 3), что, в конечном итоге, повысит надежность работы всей системы в целом.

1046504

1046504 ! /7р аФ/юане

РтЛ Ч,Л Юг

Ю фасЫп

Составитель А. Шпикалов

Редактор H. Данкулич Техред Т.Маточка Корректор А. Повх

Заказ 7692/35 Тираж 603 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4