Стенд для определения технического состояния механизма подъема многодвигательного одноковшового экскаватора

 

Изобретение относится к автоматизации управления механизмами одноковшового экскаватора. Цель - оперативное и достоверное опреде-- ление технического состояния механизма подъема экскаватора непосредственно в условиях производства за счет возможности изменения режимов работы электродвигателей (ЭД) привода подъема. Электропривод механизма подъема экскаватора состоит из генератора 1, ЭД 2 и 3 с обмотками возбуждения 18 и 19, регулятора 4, управляющего обмоткой возбуждения 5 генератора 1, измерительных блоков 6, 8 и 10, источника постоянного тока (ИПТ) 7, нагрузки 9, тахогенератора 11, токоограничивающего регулируемого резистора 17, механической части 20 и коммутационного блока 12, Последний состоит из однополюсных; 15 и 16 двухполюсные 13 и 14 переключатеSk t зшр с (С ЗЗбсТА СГ ГО да 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ÄÄSUÄÄ 1629854

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АBTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4392583/03 (22) 10.02.88 (46) 23.02.91. Бюл. Р 7 (71) Ленинградский горный институт им. Г.В.Плеханова, Всесоюзный научно-исследовательский проектный и конструкторский институт горного дела цветной металлургии и Алмалыкский горно-металлургический комбинат им. В.И.Ленина (72) Б.Н.Абрамович, К.А.Ананьев, A.К.Ананьев, В.М.Гойхман, М.Д.Коломийцов, A.À.Ëîñåâñêèé и В.И.Приходько (53) 622. 002.5(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1273531, кл. E 01 С 3/04, 1986.

Авторское свидетельство СССР № 868930, кл. С 01 P 31/34, 1986.".

Нгуен Фам Тхык. Экспериментальное исследование влияния динамически нагрузок на потери в зубчатых передачах. Оценка эффективности эксплуатации и конструкции горных машин. Записки Ленинградского горного института, 1982, т.XXXVII с.20-23. (gg) g С 01 R. 31/34, E 02 Р 9/? 0

2 (54) СТЕНД ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ИЕХАНИЗИА ПОДЬЕМА

ИНОГОДВИГАТЕЛЬНОГО ОДНОКОВШОВОГО

ЭКСКАВАТОРА (57) Изобретение относится к автоматизации управления механизмами n,гноковшового экскаватора, Цею ь оперативное и достоверное опреце— ление технического состояния ме-ханизма подъема экскаватора непосредственно в условиях производстга за счет возможности изменения режимов работь1 электродвигателей (ЭД) привода подъема. Электропривод механизма подъема экскаватора состоит из генератора 1, ЭД 2 и 3 с обмотками возбуждения 18 и 19, регулятора 4; управляющего обмоткой возбуждения 5 генератора 1, измерительных блоков 6, 8 и 10, источника постоянного тока (ИПТ) 7, нагрузки 9, тахогенератора

11, токоограннчивающего. регулируемого резистора 17, механической части

20 и коммутацио1шого блока 12, Последний состоит из однополюсных 15 и

16 двухполюсньп: 13 и 14 переключате1629854 лей. Для определения технического состояния механизма подъема экскава- . тора с помощью переключателей,13 — 16 устанавливают такой режим, при котором обмотка возбуждения одного из ЭД подключается непосредственно к ИПТ 7, а обмотка возбуждения другого ЭД подИзобретение касается определения технического состояния механизма подъема многодвигательного одноковшо- 15 ного экскаватора.

Целью изобретения является оперативное и достоверное определение технического состояния механизма подъе-. ма экскаватора непосредственно в усло-20 виях производства за счет возможности изменения режимов работы электродвигателей привода подъема.

На Фиг.1 представлена схема стенда, подключенного к электроприводу подъе- 25 ма; на фиг.2 — схема экскаватора, поясняющая методику аналитического определения нагрузки.

Схема стенда электропривода механизма подъема экскаватора (фиг.1) со- 30 стоит из .. генератора 1, двигателей

2 и 3 регулятора 4, управляющего обмоткой 5 возбуждения генератора и включением первого измерительного блока 6, источника 7 постоянного тока, второго измерительного блока 8, нагрузки 9, третьего измерительного блока 10, тахогенератора 1 1., коммутационного блока 12, состоящего из двухполюсных 13 и 14 и однополюсных

15 и 16 переключателей, токоограничивающего регулируемого резистора 17, обмотки 18 и 19 возбуждения первого и второго двигателей и механической части 20.

I. Определение .потерь в электрических звеньях механизма подъема 3Р>

И мехнических потерь в элементах реДуктора и подшипников Рр.

При первом замере двигатель 3—

50 машина постоянного тока (МПТ) — работает в режиме двигателя, à МПТ 2в.режиме генератора. При втором замере режимы работы MIIT 3 и 2 меняются.

Для производства первого замера с .

55 помощью двухпозиционных 13 и 14 и однопозиционных 15 и 16 переключателей устанавливается такой режим, при котором обмотка 18 возбуждения подклюключается к ИПТ 7 через резистор 17.

При этом магнитные потоки указанных обмоток возбуждения направлены таким образом, чтобы моменты на валу ЭД 2 и

3 были направлены встречно. Затем режимы работы ЭД 2 и 3 меняются. 2 ил. чена непосредственно к источнчку 7 постоянного тока, а обмотка 19 возбуждения - к источнику 7 постоянного тока через токоограничивающий регулируемый резистор 17, причем магнитные потоки обмоток возбуждения направлены так, что моменты на валу

МПТ 2 и 3 направлены встречно.

При плавном изменения напряжения генератора 1 возможны два состояния кинематической схемы механизма подьема экскаватора.

1. Кинематическая схема неподвижна, т.е. момент на валу МПТ 2, работающей в режиме двигателя, недостаточен для преодоления момента МПТ 3, работающий в режиме генератора Мг, и момента сопротивления М, величина которого, в свою очередь, может име ть дв а з н аче ния:

a) при отсутствии каната или при ослабленном канате, до момента его. натяжения (при работе механизма на подъем ковша) момент сопротивления складывается из моментов сопротивления вращению подшипников и элементов редуктора Мр т.е. Мс = М р б) при полностью выбранном канате к моменту сопротивления добавляется момент противодействия подъему рабочего оборудования Мп, т.е. M = М р +

+ Мп.

Для целей диагностики отдельных звеньев механизма подъема а представляет больший интерес. Наличие регистрирующей измерительной аппаратуры позволяет произвести земеры как по п.а, так и по п. б.

Для рассматриваемого состояния уравнение равновесия имеет вид

C„I>(I ьн I Ь ) 6 МЬ ( где С вЂ” постоянная по моменту, которая для первой и второй

МПТ есть величина одинаковая; где r

S г(G х

r к

16298

I — ток якоря первой 2 и второй

3 последовательно соединенных ИПТ;

1 — номинальный ток возбуждения

MIIT, работающий в режиме двигателя; ( ток возбуждения ИПТ, работающий в режиме генератора.

Баланс мощностей в этом случае имеет вид

Рд = Pr + 2hPэ + ЬРР где P — мощность, потребляемая MIIT, работающей в режиме двигателя; 15

P — мощность, потребляемая МПТ, переведенной в генераторный режим;

ДР— потери в обмотке якоря одной МПТ; 20

ЬР— потери мощности в элеменГ тах редуктора и подшипниках.

Ilo результатам замеров измерительными блоками 6, 8 и 10 определяются:

Рд = П,Т ;

Рг " Тз

APE = I((R где R — сопротивление цепи якоря

MIIT (имеется в паспорте ИПТ).

Для рассматриваемого случая (при 30 ослабленном канате) определяется Рр = U(Ip — П,?д — 2? „ Е

2. Кинематическая схема в динамике, т.е. момент на валу MIIT работающей в режиме двигателя, достаточен для преодоления момента сопротивления.

Баланс мощности уодъемцой лебедки в этом случае

Рр P„+ P((+ 2AP> + ДРм 40 где ДРя — мощность, затрачиваемая на подъем ковша;

ЬР— потери мощности в редукторе и тросах подъемной лебедки или потерь в механической части.

Мощность, затрачиваемая на подъем ковша, определяется расчетно-экспериментальным путем

Pn < Мп 50 где Я- угловая частота вращения барабана, определяемая экспериментально с помощью тахогенератора 11 блока 8 измерения и передаточного числа редуктора.

M — полезный момент рабочего и о брудов ания, затрачиваемый на подъем ковша (с грузом или пустого).

5ч

В соответствии с фиг.2

Скгк + Gyre и n f радиус действия силы относительно опорного подшипника; радиус барабана подъемной лебедки;: усилие подъема; масса ковша (пустого или с грунтом); радиус поворота ковша относительно стрелы; масса рукоятки;

r — радиус поворота центра тяГ жести рукоятки.

Из указанного следует, что потери в механической части механизма подъема Р расчетно-экспериментальным пум тем могут быть определены из выражения

Д PM П II ((I ZI 2I< R (1 Рп.

3. Определение идентичйости настройки и режима работы первой 2 и второй 3 ИПТ.

Такое определение осуществляется путем перевода первой МПТ 2 в режим генератора, а второй ИПТ 3 — в режим двигателя. Для этого с помощью переключателей 13 — 16 установливается такой режим, когда обмотка 18 возбуждения подключается к источнику постоянного тока через токоограничивающий управляемый резистор 17, а обмотка 19 возбуждения — к источнику постоянного тока непосредственно.

Повторение замеров, изложенных в п,1 и 2, при одинаковых напряжении генератора 1 и тока якоря должно дать результаты, аналогичные полученным в предыдущем опыте. Если имеет место значительная разность результатов измерений, то тщательной ревизии и настройке. подвергают электрическую часть механизма подъема, так как для механической части нет разницы какая из МПТ работает в режиме двигателя, а какая — генератором.

Определение общих потерь

hP и потерь в линии (,Г,1.

При определении общих потерь h P обе ИЛТ 2 и 3 работают в режиме двигателя. Для создания такого режима к их обмоткам,8 и 19 возбуждения подводится номинальное напряжение. Если указанный эксперимент производится после описанного в п.3 то необходи1629854

45

Стенд для определения технического состояния механизма подъема многодви гательного одноковшового экскаватора, содержащий источник постоянного тока, первый измерительный блок, первая и вторая клеммы -которого включены в якорную. цепь привода одноковшового экскаватора последовательно с генера55 тором, а третья- и четвертая клеммы подключены параллельно якорю генерамо произвести переключения только в цепи возбуждения ИПТ 2.

Общие потери ДР определяются как разность между мощностью, отдаваемой

5 генератором 1 Ро, и мощностью, затрачиваемой на подъем ковша Р, т.е. ДР = Р„- Р„.

Через величины, замеренные измерительными блоками б, 8 и 10, а также величины, рассчитанные аналитически, общие.. потери определяются из следующего выражения:

ДР = U I -ИИц, где Ug. — найряжение на зажимах глав15 ного генератора 1.

Потери в линии ЬР определяются как разность между мощностью Р и мощностями P,.; Рд, потребляемыми

4Ъ1 первой 2 и второй 3 MIIT, работающими в режиме двигателя, т. е.

А А

Через йзмеренные величины потери в линии определяются как

P I U П 2)

25 где U, U@ — напряжения на зажимах пер вой 2 и вт ор ой Э KIT.

III. Определение коэффициента интенсивности потерь а.

Определение осуществляется расчет30 но-.экспериментальным методом путем построения зависимости Р = f (P>).

Откуда коэффициент а может быть определен как интенсивность измерения угла наклона прямой. Р=Р,„+ Р„, где Ро„- потери холостого хода в приводе подъемной лебедки.

Зависимость Р = й(Р,) строится ..на основании результатов измерений

I, Я регистрирующих средств из- 40 мерейия блоков 6, 8 и 10 измерения и определяется в соответствии с п.II при опущенном:.ковше и натянутом (в пределах допустимого) канате. !

Формула изобр ет ения тора, отличающийся тем, что, с целью оперативного и достовернопо определения технического состояния механизма подъема экскаватора непосредственно в условиях производства за счет возможности изменения режимов работы электродвигателей привода подъема, он дополнительно снабжен вторым измерительным блоком, тахогенератором, токоограничивающим регулируемым резистором и коммутационным блоком, состоящим из двух двухполюсных и двух однополюсных переключателей, причем первый и второй контакты первого двухполюсного переключателя соединены с первым и вторым контактами второго двухполюсного переключателя, третий и четвертый контакты первого двухполюсного переключателя соединены с переключающим контактом первого однополюсного переключателя, первый и второй контакты которого соединены соответственно с первым и вторым контактами второго однополюсного переключателя, переключающий контакт которого соединен с третьим и четвертым контактами второго двухполюсного переключателя, переключающие контакты первого двухполюсного переключателя соединены с обмоткой возбуждения первого двигателя, переключающие контакты второго двухполюсного переключателя соединены с обмоткой возбуждения второго двигателя, а первый контакт первого однополюсного переключателя через токоограничивающий регулируемый резистор соединен с вторым контактом второго однополюсного переключателя и с выходом источника постоянного тока обмоток возбуждения двигателей привода подъема, второй выход которого соединен с вторым контактом второго двухполюсного переключателя,. вал первого двигателя жестко связан с входом тахогенератора, выход которого соединен с первым и вторым входами второго измерительного блока, третий вход которого соединен с первым выводом якоря первого двигателя, четвертый — с вторым выводом якоря второго двигателя и с первым входом третьего измерительного блока, второй вход которого соединен с вторь1м выводом якоря второго двигателя °

1629854

Составитель А.Мартынов

РедактоР Н.РогУлич ТехРед Л.Сердюкова Корректор. M.Màêñèüèøéíåö

Заказ 436 Тираж 434 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101