Медленное вращение барабана горного комбайна
Группа изобретений относится к горным комбайнам. Технический результат – обеспечение вращения режущего барабана комбайна со скоростью технического обслуживания. Горный комбайн включает режущий барабан с множеством режущих зубьев, установленных на барабане, и механизм вращения режущего барабана. Механизм вращения режущего барабана включает источник электропитания, двигатель режущего устройства, переключатель и привод с регулируемой частотой. Переключатель имеет первое и второе состояния. Первое состояние электрически соединяет источник электропитания и двигатель режущего устройства для работы режущего барабана на скорости резания, а второе состояние электрически соединяет привод с регулируемой частотой и двигатель режущего устройства для работы режущего барабана на скорости технического обслуживания, меньшей, чем скорость резания. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 4 ил.
Связанные заявки
[0001] Настоящая заявка ссылается на приоритет предварительной заявки на патент США №61/541700, зарегистрированной 30 сентября 2011 г, содержимое которой полностью включено в настоящий документ путем ссылки.
Область техники
[0002] Варианты осуществления настоящего изобретения относятся к способам и системам для медленного вращения режущего барабана с целью позиционирования режущего барабана для технического обслуживания, например замены режущих зубьев.
Сущность изобретения
[0003] Горные комбайны, например горные комбайны непрерывного действия и выемочные комбайны длинных забоев, как правило, включают по меньшей мере один режущий барабан, содержащий режущие зубья. Для обеспечения эффективного ведения горных работ эти режущие зубья необходимо обслуживать. В частности, тупые, обломанные или выпавшие режущие зубья могут значительно влиять на эффективность врубания горного комбайна. К примеру, если режущие зубья не обслуживать соответствующим образом, это может привести к осуществлению грубого резания горным комбайном, что дает ненужную нагрузку на комбайн.
[0004] Поскольку режущие зубья, как правило, покрывают всю поверхность режущего барабана, то для обеспечения доступа обслуживающего персонала режущий барабан должен вращаться медленно и на малые величины. Некоторые из существующих горных комбайнов осуществляют упомянутое медленное вращение барабана путем многократного кратковременного включения двигателей режущего устройства. Однако поскольку двигатели режущего устройства имеют только одну скорость, которая вращает барабан быстро, при использовании двигателя режущего устройства сложно остановить барабан в требуемом положении. Следовательно, для остановки барабана в требуемом положении могут потребоваться несколько попыток. Кроме того, законодательные акты США требуют, чтобы двигатель режущего устройства был отключен, если вблизи режущего барабана находится человек. Следовательно, при использовании двигателя режущего устройства для поворота барабана при техническом обслуживании режущих зубьев, в соответствии с законом, весь персонал, каждый раз, когда барабан вращают, должен покидать зону рядом с горным комбайном, что еще более увеличивает время и ресурсы, необходимые для осуществления технического обслуживания.
[0005] Вместо применения двигателя комбайна для непосредственного вращения барабана некоторые горные комбайны вращают барабан с определенным шагом путем его опускания на землю и перемещения всего горного комбайна вперед или назад. Когда горный комбайн приходит в движение, барабан поворачивается, упираясь в подошву выработки. Такой подход также не согласуется с законодательством, если двигатель режущего устройства не отключен при процедуре технического обслуживания. Также, если на двигатель режущего устройства будет случайно подано напряжение, комбайн и барабан могут внезапно и опасно накрениться.
[0006] Барабан может также вращаться вручную несколькими людьми, которые тянут за режущие зубья или за держатели режущих зубьев. Обычно персонал выполняет эту операцию, ставя ноги на держатели режущих зубьев около нижней части барабана, и держась руками за держатели режущих зубьев около верхней части барабана. При этом на барабане создается достаточный вес для обеспечения его медленного поворота. Однако поскольку держатели режущих зубьев являются, как правило, влажными и покрыты налетом, персонал, вращающий барабан, может соскользнуть и упасть, что небезопасно, учитывая острые режущие зубья. Барабаны могут также поворачиваться путем вставки рукоятки через держатель зубца, при этом за него должен тянуть один человек или более. Однако, как и в случае с предыдущим ручным подходом, подобный подход небезопасен для лиц, выполняющих вращение. Внешнее устройство также может быть использовано для вращения барабана без использования двигателя режущего устройства и без использования ручной силы. Например, за зубья может тянуть лебедка, установленная на верхней части горного комбайна. Однако применение таких внешних устройств часто является непрактичным в подземных шахтах, из-за времени, необходимого для установки подобного внешнего устройства в шахте каждый раз при необходимости замены режущих зубьев.
[0007] Соответственно, учитывая сложности и небезопасность замены режущих зубьев, операторы часто удлиняют промежутки времени между техническим обслуживанием зубьев за пределы оптимальных значений, что может приводить к неэффективному ведению горных работ и повышает риски, связанные с безопасностью. Следовательно, в вариантах осуществления настоящего изобретения предложены системы и способы для медленного вращения режущего барабана с целью обеспечения его технического обслуживания с использованием привода с регулируемой частотой (variable frequency drive, VFD), соединенного с двигателем режущего устройства. Привод VFD используют только для медленного вращения режущего барабана во время технического облуживания режущих зубьев и не задействуют в штатном процессе выемки породы. Для электрического присоединения и отсоединения VFD от двигателей режущего устройства используют переключатель. Также, привод VFD может включать функцию торможения, позволяющую быстро останавливать режущие барабаны при достижении ими требуемого положения.
[0008] В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения предложен горный комбайн, включающий режущий барабан с множеством режущих зубьев, установленных на упомянутом барабане, и механизм вращения режущего барабана. Упомянутый механизм вращения режущего барабана включает источник электропитания, двигатель режущего устройства, переключатель и привод с регулируемой частотой. Упомянутый переключатель имеет первое и второе состояния. Упомянутое первое состояние электрически соединяет упомянутый источник электропитания и упомянутый двигатель режущего устройства для работы режущего барабана на скорости резания, а упомянутое второе состояние электрически соединяет упомянутый привод с регулируемой частотой и двигатель режущего устройства для работы упомянутого режущего барабана на скорости технического обслуживания, меньшей, чем упомянутая скорость резания.
[0009] В другом варианте осуществления настоящего изобретения предложен механизм вращения режущего барабана который включает источник электропитания, двигатель режущего устройства, переключатель и привод с регулируемой частотой. Упомянутый переключатель имеет первое и второе состояния. Упомянутое первое состояние электрически разъединяет упомянутый двигатель режущего устройства и упомянутый привод с регулируемой частотой для работы режущего барабана на скорости резания, а упомянутое второе состояние электрически соединяет упомянутый привод с регулируемой частотой и двигатель режущего устройства для работы режущего барабана, входящего в состав горного комбайна, на скорости технического обслуживания, меньшей, чем упомянутая скорость резания.
[0010] В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения предложен постоянный машиночитаемый носитель, включающий исполняемые инструкции для перемещения режущего барабана горного комбайна со скоростью технического обслуживания. Упомянутый носитель включает инструкции для приема, в контроллере, входных сигналов от интерфейса оператора, включающих сигнал для запуска вращения режущего барабана со скоростью технического обслуживания, и для передачи, в ответ на упомянутые входные сигналы, управляющих сигналов из упомянутого контроллера в механизм вращения режущего барабана, входящий в состав упомянутого горного комбайна, при этом упомянутые управляющие сигналы дают команду переключателю, входящему в состав упомянутого механизма вращения режущего барабана, на электрическое соединение двигателя режущего устройства и привода с переменной частотой.
[0011] Дополнительные аспекты настоящего изобретения станут очевидными при рассмотрении подробного описания настоящего изобретения и приложенных чертежей.
Краткое описание чертежей
[0012] Фиг.1 представляет собой частичный вид сбоку выемочного комбайна длинного забоя.
[0013] Фиг.2 схематически иллюстрирует механизм вращения барабана выемочного комбайна длинного забоя, изображенного на фиг.1.
[0014] Фиг.3 схематически иллюстрирует контроллер, входящий в состав выемочного комбайна длинного забоя, изображенного на фиг.1.
[0015] Фиг.4 представляет собой блок-схему алгоритма, иллюстрирующую способ медленного вращения режущего барабана для проведения технического обслуживания режущих зубьев.
Подробное описание изобретения
[0016] Перед подробным описанием вариантов осуществления настоящего изобретения следует отметить, что изобретение в настоящей заявке не ограничено деталями конструкции и схемой расположения компонентов, изложенными в последующем описании или проиллюстрированными на приведенных ниже чертежах. Настоящее изобретение допускает другие варианты его осуществления и может применяться на практике, или быть осуществлено, множеством различных способов. Также следует понимать, что выражения и термины в настоящем документе применяют для описания, при этом их не следует считать ограничивающими. Применение терминов "включающий", "содержащий" или "имеющий" и их вариантов в настоящем документе подразумевает включение перечисленных после них элементов и их эквивалентов, а также дополнительных элементов. Если не указано иное, термины "установленный", "соединенный", "поддерживаемый" и "подключенный" и их варианты использованы в широком смысле и охватывают как прямые, так и непрямые установки, соединения, поддержки и подключения.
[0017] Кроме того, следует понимать, что варианты осуществления настоящего изобретения могут включать аппаратные, программные и электронные компоненты или модули, которые, в целях описания, могут быть проиллюстрированы и описаны так, как если бы большинство компонентов были реализованы исключительно в виде аппаратного обеспечения. Однако специалисты в настоящей области техники, по прочтении данного подробного описания, должны понимать, что по меньшей мере в одном из вариантов осуществления настоящего изобретения аспекты настоящего изобретения на базе электронных устройств могут быть реализованы в виде программного обеспечения (например, хранимого на постоянном машиночитаемом носителе). Также следует отметить, что для реализации настоящего изобретения может быть использовано множество устройств, основанных на аппаратном или на программном обеспечении, а также множество различных структурных компонентов. При этом, в соответствии с описанием в последующих абзацах, конкретные механические конфигурации, проиллюстрированные на чертежах, предназначены для описания примеров вариантов осуществления настоящего изобретения, причем следует понимать, что возможны и другие альтернативные механические конфигурации.
[0018] Фиг.1 иллюстрирует врубовую машину или горный комбайн 10 (только часть которого изображена на фиг.1). Горный комбайн 10, проиллюстрированный на фиг.1, включает выемочный комбайн длинного забоя. Следует, однако, понимать, что горный комбайн 10 может включать другие типы горных комбайнов, например комбайны непрерывного действия, комбайны с качающимися дисками, комбайны круговой резки и т.п. В соответствии с изображением на фиг.1, горный комбайн 10 включает режущий барабан 12 с режущими зубьями 14, установленными в держателях 15 режущих зубьев на барабане 12, основание 16 и штангу 18, лежащую между основанием 16 и режущим барабаном 12, для установки барабана 12 на основание 16. Как схематически проиллюстрировано на фиг.1, горный комбайн 10 включает также контроллер 20, который управляет одним или более компонентами горного комбайна 10. В соответствии с дальнейшим описанием со ссылкой на фиг.3, контроллер 20 может включать один или более процессоров, один или более модулей машиночитаемых носителей один или более интерфейсов ввода/вывода и/или другие дополнительные компоненты или модули (например, аппаратные, программные, микропрограммные или их комбинацию). Снова, местоположение контроллера 20 или его отдельных компонентов внутри горного комбайна 10 может изменяться. При этом функциональность, обеспечиваемая контроллером 20, может быть распределена между множеством контроллерами, входящими в состав горного комбайна 10.
[0019] Горный комбайн 10 включает также механизм 21 вращения режущего барабана, имеющий приводное соединение с режущим барабаном 12. В соответствии с изображением на фиг.1, механизм 21 вращения режущего барабана может входить в состав штанги 18. Следует, однако, понимать, что механизм 21 может быть расположен в других местах горного комбайна 10 и что компоненты, входящие в состав механизма 21, могут быть распределены по различным местам горного комбайна 10. В соответствии с дальнейшим описанием, механизм 21 вращения режущего барабана перемещает (например, вращает или поворачивает) режущий барабан 12 с рабочей скоростью резания и со скоростью обслуживания. Механизм 21 вращения режущего барабана может находиться под управлением управляющих сигналов, принимаемых от контроллера 20, при этом в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения контроллер 20 может входить в состав механизма 21 вращения режущего барабана. Альтернативно, механизм 21 вращения режущего барабана может включать интерфейс, принимающий управляющие сигналы от контроллера 20.
[0020] Фиг.2 схематически иллюстрирует механизм 21 вращения режущего барабана более подробно. В соответствии с изображением фиг.2 механизм 21 включает источник 22 электропитания, переключатель 24, один или более двигателей 26 режущего устройства и привод 28 с регулируемой частотой (VFD) 28. Источник 22 электропитания обеспечивает один или более типов электропитания для двигателей 26 режущего устройства, например, питание от аккумуляторов, питание переменного тока (alternating power, АС) и/или питание постоянного тока (direct current, DC). В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения упомянутые двигатели 26 режущего устройства включают трехфазный асинхронный двигатель. В других вариантах осуществления настоящего изобретения двигатели 26 режущего устройства могут включать однофазный асинхронный двигатель.
[0021] Переключатель 24 может включать двухпозиционный переключатель. Переключатель 24 имеет по меньшей мере первое положение и второе положение. В первом положении переключатель 24 подает электропитание от источника 22 электропитания на двигатели 26 режущего устройства. В первом состоянии двигатели 26 режущего устройства перемещают (например, поворачивают или вращают) режущий барабан 12 со скоростью резания с использованием электропитания от источника 22 электропитания. При этом в данном состоянии VFD 28 может быть отключен. Во втором состоянии VFD 28 включен, при этом переключатель 24 подает электропитание на двигатели 26 режущего устройства через VFD 28. VFD 28 управляет частотой электрической энергии, подаваемой на двигатели 26 режущего устройства. А именно, VFD 28 может изменять мощность, поступающую от источника 22 электропитания (например, электропитания переменного тока), таким образом, что на двигатели 26 режущего устройства подается меньшая мощность и частота, что обеспечивает вращение режущего барабана двигателями 26 режущего устройства со скоростью технического обслуживания, более медленной, по сравнению с упомянутой скоростью резания. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения упомянутая скорость технического обслуживания может составлять около 3,0 оборотов в минуту, что позволяет осуществлять более безопасное и эффективное техническое обслуживание (например, замену режущих зубьев) режущего барабана 12. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения механизм 21 включает также прерыватель, который отключает электропитание двигателей 26 режущего устройства, если подаваемое электропитание превышает заранее заданный порог, когда переключатель 24 находится во втором состоянии (то есть, когда VFD 28 включен).
[0022] VFD 28 может включать функцию торможения, которая позволяет перемещать и останавливать режущий барабан 12 с большей точностью, чем при работе режущего барабана 12 на скорости резания. Это позволяет быстро и точно останавливать режущий барабан 12 в заранее заданном или выбираемом пользователем положении. Без такой функции может потребоваться множество попыток для остановки режущего барабана 12 в требуемом положении для технического обслуживания, что является непроизводительной тратой времени и ресурсов (например, электроэнергии).
[0023] Следует понимать, что в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения вместо приема электропитания от источника 22 электропитания VFD 28 принимает электропитание от вспомогательного источника электропитания. Вспомогательный источник электропитания может применяться для полного отключения двигателей 26 режущего устройства и источника 22 электроэнергии во время технического обслуживания режущего барабана 12. Привод 28 VFD может также обеспечивать энергией один или более отдельных двигателей, передающих механическую энергию на режущий барабан 12. Использование отдельных двигателей еще более изолирует двигатели 26 режущего устройства от режущего барабана 12 во время технического обслуживания режущих зубьев.
[0024] Как отмечалось выше, контроллер 20 управляет механизмом 21 вращения режущего барабана. А именно контроллер 20 может изменять состояние переключателя 24, а также может включать и выключать VFD 28. Фиг.3 схематически иллюстрирует контроллер 20 в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения. В соответствии с изображением на фиг.3, контроллер 20 включает процессор 40, машиночитаемый носитель 43 и интерфейс 44 ввода/вывода (input/output, I/O), соединенный посредством одного или более соединений 46. Следует понимать, что контроллер 20 может включать множество процессоров, дополнительные модули машиночитаемых носителей, множество интерфейсов ввода/вывода и/или другие дополнительные компоненты или модули (например, аппаратные, программные или их комбинацию).
[0025] Процессор 40 получает и исполняет инструкции, хранимые в машиночитаемом носителе 42. Также процессор 40 сохраняет данные в машиночитаемом носителе 42 и извлекает данные из него. Машиночитаемый носитель 42 представляет собой физический машиночитаемый носитель, при этом он включает энергозависимую память, энергонезависимую память или их комбинацию. Машиночитаемый носитель 42 хранит программное обеспечение операционной системы, приложения и/или инструкции, данные или их комбинацию. А именно в соответствии с дальнейшим описанием на примере фиг.4 машиночитаемый носитель 42 может хранить инструкции для приема входных сигналов, для обработки входных сигналов и для передачи управляющих сигналов в механизм 21 вращения режущего барабана на основании упомянутых входных сигналов.
[0026] Интерфейс 44 ввода/вывода принимает данные от внешних по отношению к контроллеру 20 источников и выводит информацию вовне контроллера 20. А именно в соответствии с изображением на фиг.3 интерфейс 44 ввода/вывода может принимать входные сигналы от интерфейса 50 оператора. Интерфейс 50 оператора может включать интерфейс, расположенный на горном комбайне 10 или может включать пульт дистанционного управления, который позволяет оператору управлять горным комбайном 10 без необходимости физически присутствовать в горном комбайне 10. Интерфейс 50 оператора может включать один или более механизмов выбора, например, кнопок, переключателей, клавиатуру и т.п., которые позволяют оператору назначать необходимые операции горного комбайна. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения интерфейс 50 оператора включает также дисплей, который отображает информацию оператору, например, текущую статистику работы горного комбайна (например, текущую скорость или режим вращения режущего барабана). Упомянутый дисплей может также включать сенсорный экран, обеспечивающий оператору виртуальные механизмы выборки. В соответствии с изображением на фиг.3 интерфейс 44 ввода/вывода передает также управляющие сигналы в механизм 21 вращения режущего барабана. В соответствии с дальнейшим описанием, упомянутые управляющие сигналы могут быть сформированы на основе входных сигналов, принятых от интерфейса 50 оператора.
[0027] Фиг.4 иллюстрирует способ управления горным комбайном 10 в режиме технического обслуживания, в котором режущий барабан вращают со скоростью технического обслуживания, более медленной, чем скорость резания. В соответствии с изображением на фиг.4 в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения оператор инициирует режим технического обслуживания с использованием интерфейса 50 оператора (на шаге 60). А именно для перевода горного комбайна 10 в режим технического обслуживания оператор может выбирать механизм выборки "начало медленного вращения", входящий в состав интерфейса 50 оператора. После этого интерфейс 50 оператора может передавать входные сигналы, указывающие на упомянутый выбор оператора, в контроллер 20. Когда контроллер 20 принимает входные сигналы, указывающие на то, что оператор использовал механизм выборки" начало медленного вращения", контроллер 20 (исполняющий инструкции, хранимые в машиночитаемом носителе 42) обрабатывает упомянутые входные сигналы и передает управляющие сигналы в механизм 21 вращения режущего барабана (на шаге 62). Эти управляющие сигналы обеспечивают перевод переключателя 24 из первого состояния во второе состояние, которое электрически соединяет VFD 28 с двигателями 26 режущего устройства и включает VFD (а также какой-либо вспомогательный источник электропитания, используемый совместно с VFD 28) (на шаге 64). В частности, контроллер 20 может передавать управляющие сигналы в механизм 21 вращения режущего барабана, что обеспечивает изменение состояния переключателя 24, а это обеспечивает включение VFD 28. После включения и соединения с двигателями 26 режущего устройства, VFD 28 регулирует электропитание, подаваемое на двигатели 26 режущего устройства, что обеспечивает вращение двигателями 26 режущего устройства режущего барабана 12 со скоростью технического обслуживания, вместо скорости резания (на шаге 66). В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения для запуска вращения режущего барабана 12 после включения VFD 28 от оператора может потребоваться выбор одного или более дополнительных механизмов выборки.
[0028] Следует понимать, что контроллер 20 может выполнять дополнительные шаги (например, выдавать дополнительные управляющие сигналы) перед изменением состояния переключателя 24 и включения VFD 28. Например, контроллер 20 может выдавать управляющие сигналы, которые останавливают режущий барабан 12 и выполняют другие действия для подготовки горного комбайна 10 к медленному вращению барабана для проведения технического обслуживания. В других вариантах осуществления настоящего изобретения оператору может быть запрещен выбор механизма выборки "начало медленного вращения" до тех пор, пока не будут остановлены все действия горного комбайна 10, связанные с выемкой породы.
[0029] В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения после того, как оператор инициирует медленное вращение режущего барабана 12, барабан 12 вращается со скоростью технического обслуживания до тех пор, пока оператор не указывает, что режущий барабан 12 должен быть остановлен. Например, от оператора может потребоваться выбор механизма выборки "остановка медленного вращения" в интерфейсе 50 оператора для остановки режущего барабана 12. Соответственно, оператор может вручную запускать и останавливать медленное вращение режущего барабана 12. Применение подобной ручной процедуры может быть целесообразным, если оператор может видеть режущий барабан 12 и визуально контролировать, когда режущий барабан 12 достигает необходимого положения. Как отмечалось выше, VFD 28 может включать функцию торможения, которая позволяет останавливать или тормозить режущий барабан почти одновременно с выбором оператором механизма выборки "остановка медленного вращения".
[0030] В других вариантах осуществления настоящего изобретения после инициирования оператором медленного вращения режущего барабана 12, барабан 12 вращается со скоростью технического обслуживания в течение заранее заданного времени или до тех пор, пока не будет достигнуто заранее заданное положение. Например, после выбора механизма выборки "начало медленного вращения" контроллер 20 может включать VFD 28 для поворота режущего барабана 12 на скорости технического обслуживания примерно на 1/4 или 1/3 оборота. При применении такой заранее запрограммированной процедуры для вращения режущего барабана оператор не должен пристально наблюдать за режущим барабаном 12 и выбирать еще один механизм выборки для остановки режущего барабана 12 в точном положении, что может быть сложным, учитывая положение оператора и время реакции контроллера 50 и/или механизма 21 вращения режущего барабана. Если оператору необходимо переместить режущий барабан 12 на другую заранее заданную величину, оператор может снова выбрать механизм выборки "начало медленного вращения". В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения интерфейс 50 оператора может включать механизм выборки, который позволяет оператору выбирать между применением ручной процедуры медленного вращения и заранее запрограммированной процедуры медленного вращения.
[0031] После поворота режущего барабана 12 в требуемое положение (или во время медленного вращения режущего барабана 12) осуществляют (на шаге 68) техническое обслуживание режущего барабана (например, замену зубьев). По окончании технического обслуживания, если необходимо дополнительное медленное вращение режущего барабана (на шаге 70), оператор может повторять описанные выше шаги для поворота режущего барабана 12 на дополнительную величину (например, для поворота другой частью режущего барабана 12 для замены режущих зубьев). Когда все необходимое техническое обслуживание режущего барабана закончено, переключатель 24 может быть возвращен во второе положение, в котором VFD 28 электрически отсоединен от двигателей 26 режущего устройства (на шаге 72). А именно, когда техническое обслуживание завершено, оператор может завершить режим технического обслуживания путем выбора механизма выборки "возобновление врубания" в интерфейсе 50 оператора. После приема входных сигналов, указывающих на то, что оператор выбрал механизм выборки "возобновление врубания", контроллер 20 может выдавать выходные сигналы в механизм 21 вращения режущего барабана, которые обеспечивают переход переключателя 24 из второго состояния в первое состояние и, в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, обеспечивают выключение VFD 28. После возврата переключателя 24 обратно в первое состояние, от оператора может требоваться выбор дополнительного механизма выборки для возобновления врубания с использованием горного комбайна 10.
[0032] В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения в качестве альтернативы или в дополнение к обеспечению ручного инициирования оператором медленного вращения режущего барабана 12, контроллер 20 выполнен с возможностью автоматического запуска медленного вращения режущего барабана 12 в заранее заданные моменты времени, или когда удовлетворены заранее заданные условия. Например, если рабочие условия горного комбайна соответствуют затупившимся режущим зубьям, контроллер 20 может автоматически останавливать горный комбайн 10 и инициировать медленное вращение режущего барабана 12. Альтернативно, контроллер 20 может автоматически останавливать горный комбайн 10 после определения того, что необходимо техническое обслуживание режущих зубьев, при этом он может давать команду оператору (например, посредством дисплея в интерфейсе 50 оператора) на запуск медленного вращения барабана для осуществления технического обслуживания режущих зубьев. Контроллер 20 может запрещать дальнейшую работу горного комбайна 10 до тех пор, пока оператор не инициирует медленное вращение барабана и не выполнит требуемое техническое обслуживание.
[0033] Итак, варианты осуществления настоящего изобретения относятся к применению VFD для вращения режущего барабана со скоростью технического обслуживания, которая позволяет обеспечить безопасное и эффективное техническое обслуживание режущих зубьев. Возможны также другие ситуации, в которых может возникнуть необходимость поворачивать или вращать режущий барабан 12 с пониженной или другой скоростью, по сравнению со стандартной скоростью резания, при этом VFD 28 может быть использован для обеспечения упомянутого изменения скорости вращения.
[0034] При этом в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения VFD 28 используют также для подачи электропитания на двигатели 26 режущего устройства при вращении режущего барабана 12 на скорости резания. В частности, VFD 28 может быть включен и в режиме резания и в режиме технического обслуживания горного комбайна 10. В каждом из режимов VFD 28 может подавать различную мощность на двигатели 26 режущего устройства для работы двигателя 26 режущего устройства на определенной скорости (то есть, либо на скорости резания, либо на скорости технического обслуживания). Соответственно, когда оператор инициирует режим технического обслуживания, контроллер 20 просто выдает команду VFD 28 для снижения мощности, подаваемой на двигатели 26 режущего устройства. Аналогично, когда техническое обслуживание завершено и возобновлено врубание, контроллер 20 может выдавать команду VFD 28 на увеличение мощности, подаваемой на двигатели 26 режущего устройства.
[0035] В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения VFD 28 может быть использован также для обеспечения работы режущего барабана 12 на различных скоростях резания. Например, контроллер 20 может давать команду VFD 28 на изменение мощности, подаваемой на двигатели 26 режущего устройства, на основе различных факторов, например, типа буровых зубьев, установленных на барабане 12, остроты или затупленности буровых зубьев, установленных на барабане 12, типа материала, врубание в который осуществляет барабан и т.п. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения контроллер 20 может использовать также VFD 28 для изменения скорости резания режущего барабана 12 во время работы режущего барабана 12, на основе практически мгновенной обратной связи о работе горного комбайна. Например, если контроллер 20 определяет, что буровые зубья становятся тупыми, контроллер 20 может выдавать команду VFD 28 на увеличение мощности, подаваемой на двигатели 26 режущего устройства, для компенсирования затупившихся буровых зубьев. Аналогично, если контроллер 20 определяет, что режущий барабан приближается к области, содержащей более мягкое вещество, контроллер 20 может выдавать команду VFD 28 на уменьшение мощности, подаваемой на двигатели 26 режущего устройства для компенсирования более мягкого вещества. Обратная связь, используемая контроллером 20 для изменения скорости резания может поступать от инфракрасных датчиков, датчиков напряжения, датчиков давления или других устройств, обеспечивающих обратную связь при взаимодействии режущего барабана 12 с забоем подземной выработки.
[0036] В тех вариантах осуществления настоящего изобретения, где VFD 28 применяют в режиме резания, VFD 28 может быть подключен к двигателям 26 режущего устройства непосредственно и может включаться вместе с двигателями 26 режущего устройства, вместо электрического соединения VFD 28 с двигателями 26 режущего устройства через переключатель 24.
[0037] Различные отличительные особенности и преимущества настоящего изобретения изложены в пунктах формулы изобретения, приведенных ниже.
1. Горный комбайн, включающий:
режущий барабан с множеством режущих зубьев, установленных на упомянутом барабане;
механизм вращения режущего барабана, включающий
источник электропитания,
двигатель режущего устройства,
переключатель и
привод с регулируемой частотой,
при этом упомянутый переключатель имеет первое и второе состояния, причем упомянутое первое состояние электрически соединяет упомянутый источник электропитания и упомянутый двигатель режущего устройства для работы режущего барабана на скорости резания, а упомянутое второе состояние электрически соединяет упомянутый привод с регулируемой частотой и двигатель режущего устройства для работы упомянутого режущего барабана на скорости технического обслуживания, меньшей, чем упомянутая скорость резания.
2. Горный комбайн по п.1, в котором в упомянутом втором состоянии упомянутый источник электропитания электрически соединен с упомянутым приводом с регулируемой частотой.
3. Горный комбайн по п.2, в котором упомянутый источник электропитания подает переменный ток.
4. Горный комбайн по п.1, также включающий вспомогательный источник электропитания, электрически соединенный с упомянутым приводом с регулируемой частотой.
5. Горный комбайн по п.4, в котором упомянутый вспомогательный источник электропитания подает переменный ток.
6. Горный комбайн по п.1, в котором, когда упомянутый переключатель находится в упомянутом втором состоянии, упомянутый двигатель режущего устройства электрически отсоединен от упомянутого источника электропитания.
7. Горный комбайн по п.1, в котором упомянутый привод с регулируемой частотой имеет функцию торможения, сконфигурированную для остановки упомянутого режущего барабана в заданном пользователем положении.
8. Горный комбайн по п.1, в котором упомянутый переключатель включает двухпозиционный переключатель.
9. Горный комбайн по п.1, в котором упомянутая скорость технического обслуживания составляет около 3 об/мин.
10. Горный комбайн по п.1, также включающий контроллер, выполненный с возможностью приема входных сигналов от оператора и передачи управляющих сигналов в механизм вращения режущего барабана на основе упомянутых входных сигналов.
11. Горный комбайн по п.10, в котором упомянутый контроллер выполнен с возможностью приема упомянутых входных сигналов от пульта удаленного управления, с которым работает оператор.
12. Горный комбайн по п.10, в котором упомянутые управляющие сигналы включают первый сигнал для перевода упомянутого переключателя из упомянутого первого состояния в упомянутое второе состояние.
13. Горный комбайн по п.12, в котором упомянутые управляющие сигналы включают второй сигнал для остановки перемещения режущего барабана, когда режущий барабан работает на скорости технического обслуживания.
14. Горный комбайн по п.12, в котором упомянутые управляющие сигналы включают второй сигнал для перевода упомянутого переключателя из упомянутого второго состояния в упомянутое первое состояние.
15. Горный комбайн по п.10, в котором упомянутые управляющие сигналы включают первый сигнал для перевода упомянутого переключателя из упомянутого первого состояния в упомянутое второе состояние и для перемещения упомянутого режущего барабана на заранее заданную величину.
16. Горный комбайн по п.15, в котором упомянутая заранее заданная величина составляет около 1/4 оборота упомянутого режущего барабана.
17. Горный комбайн по п.15, в котором упомянутая заранее заданная величина составляет около 1/3 оборота упомянутого режущего барабана.
18. Горный комбайн по п.1, в котором упомянутый привод с регулируемой частотой отключен, когда упомянутый переключатель находится в упомянутом первом состоянии.
19. Механизм вращения режущего барабана, включающий:
источник электропитания,
двигатель режущего устройства,
переключатель и
привод с регулируемой частотой,
при этом упомянутый переключатель имеет первое и второе состояния, причем упомянутое первое состояние электрически разъединяет упомянутый двигатель режущего устройства и упомянутый привод с регулируемой частотой для работы режущего барабана на скорости резания, а упомянутое второе состояние электрически соединяет упомянутый привод с регулируемой частотой и двигатель режущего устройства для работы режущего барабана, входящего в состав горного комбайна, на скорости технического обслуживания, меньшей, чем упомянутая скорость резания.
20. Машиночитаемый носитель, включающий исполняемые инструкции для перемещения режущего барабана горного комбайна со скоростью технического обслуживания, при этом упомянутый носитель включает инструкции для:
приема, в контроллере, входных сигналов от интерфейса оператора, причем упомянутые входные сигналы включают сигнал для инициирования вращения режущего барабана со скоростью технического обслуживания; и
передачи, в ответ на упомянутые входные сигналы, управляющих сигналов из упомянутого контроллера в механизм вращения режущего барабана, входящий в состав упомянутого горного комбайна, при этом упомянутые управляющие сигналы дают команду переключателю, входящему в состав упомянутого механизма вращения режущего барабана, на электрическое соединение двигателя режущего устройства и привода с переменной частотой.
