Устройство для автоматического регулирования нагрузки черпаковой цепи драги

 

11 11 6826 04

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИ Я

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалнстинсских

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 21.06.77 (21) 2500491/03 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.08.79. Бюллетень № 32 (45) Дата опубликования описания 30.08.79 (51) М. Кл E 02F 3/16

Государственный комитет (53) УДК 622.271.5 (088.8) ло делам изобретении открытий (72) Авторы изобретения В. И. Пуценко, Б. Ш. Бургин, В. Б. Пономарев, Д. Б. Аптекман и Б. Н. Ермоленко (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО

РЕГУЛИРОВАНИЯ НАГРУЗКИ ЧЕРПАКОВОЙ ЦЕПИ ДРАГИ

Изобретение относится к механизации и автоматизации открытых горных разработок, а именно к многочерпаковым машинам, добывающим горную массу или грунт, и может быть использовано на драгах, роторных экскаваторах и земснарядах.

Известно устройство для автоматического регулирования заданной нагрузки двигателей черпаковой цепи, содержащее нереверсивный преобразователь, управляющий электродвигателем лебедок носовых канатов, который через канат, связанный с берегом, придает драге и ее черпающему комплексу боковое перемещение. Черпаковая цепь черпающего комплекса приводится в движение двигателями, сигнал тока которых через низкочастотный фильтр поступает на вход сравнивающего устройства, на другой вход которого подается задающий сигнал, а выход подключен ко входу тиристорного преобразователя. Известное устройство предусматривает регулирование нагрузки двигателей черпаковой цепи изменением скорости боковой подачи и направлено лишь на поддержание заданного тока нагрузки двигателей (1).

Недостатком известного устройства является то, что это устройство не может обеспечить оптимального режима черпания при изменяющихся условиях черпания, например изменении категории грунта. Стремясь поддерживать оптимальный режим черпания, характеризующийся стабилизацией в заданных пределах отношения скорости бокового перемещения к скорости черпания, оператор вручную изменяет задающее воздействие прп изменениях разрабатываемых драгой категорий грунтов. Если же оператор при изменяющихся категориях грунта перестраивает задающее воздействие, то это приводит к потере производительности по горной массе при работе на твердых грунтах и к бесполезной потере электроэнергии в электроприводе лебедок носовых

15 канатов на мягких грунтах, Оператору трудно опрсделить категорию разрабатываемого грунта, так как процесс черпания происходит в воде и часто на большой глубине.

Другим недостатком известного устройства является установка низкочастотного фильтра в цепь главной обратной связи, что приводит при интенсивных пусках регулятора к большим перегрузкам за счет нерегулирования скорости в механизме лебедок, часто приводящим прп начальном большом провисании каната к его обрывам.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для

30 автоматического регулирования нагрузки

682604 — >ос

Uó= К ос — Uó I÷/ ч ч — Кв б + х Кз 5>

65 черпаковой драги, содержащее источник напряжения сравнения, элемент сравнения, электропривод лебедок носовых канатов, привод черпаковой цепи с датчиком скорости и тока и пропорциональный усилитель (2).

Недостатками устройства являются существенное отклонение режима черпания от оптимального и отсутствие демпфера низкочастотных колебаний сигналов тока. Коле- 10 бания на входе пропорционального усилителя приводят к недопустимо большим колебаниям скорости боковой подачи, имеющимся особенно при чер пан и и твердых грунтов.

Цель изобретения — повышение производительности черпающего комплекса и снижение удельных затрат электроэнергии на добычу грунта путем автоматической настройки регулятора нагрузки на изменяющу- 20 юся крепость грунта, а также улучшение качества регулирования.

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено множительно-делительным блоком, входы которого подключены к выходам пропорционального усилителя и датчиков скорости и тока, а его выход соединен с одним из входов элемента сравнения.

Пропорциональный усилитель может быть выполнен демпфирующим.

На чертеже изображена блок-схема устройства.

Устройство содержит источник 1 сравнения напряжения, подключенный к одному из входов устройства сравнения 2, выход которого подсоединен ко входу демпфирующего усилителя 3. Выход демпфирующего усилителя 3 подключен к входу-сомножителю множительно-делительного устройства 4 .ю и к входу управляемого электропривода 5 лебедок носовых канатов, двигатель которого соединен через канат, намотанный на барабан, с черпающим комплексом 6, который содержит черпаковую цепь, приводи- у мую в движение двигателями 7 черпаковой цепи 7. Выход датчика скорости 8, жестко сочлененного с валом двигателя 7, подключен ко входу-делителю множительно-делительного устройства 4. Другой вход-сомножитель устройства 4 соединен с выходом датчика тока 9 двигателя 7, включенного в якорную цепь этого же двигателя, а выход устройства 4 подсоединен ко второму входу устройства сравнения 2. б

Устройство в статике описывается следующей системой уравнений где е — ошибка регулирования;

I, Ioc — сигналы задания и обратной связи;

I 1, — ток двигателя черпаковой цепи и ток его холостого хода;

U — выходное напряжение усилителя 3;

Кз, К5 и К6 — статические передаточные коэффициенты соответственно усилителя 3, электропривода лебедок носовых канатов 5 и черпающего комплекса 6;

V;- и V, — скорости бокового перемещения и черпания, Решение системы уравнений (1) при пренебрежении Ix относительно боковой скорости дает результат

1/A; I-V„ б — > >, (2) (3) Известные устройства имеют

»3»6 >

a=

+1Кв Кв Кв

Так как производительность черпающего комплекса, определяемая зависимостью

Q = h.l Vg, где h и 1 — толщина и длина стружки (нерегулируемые параметры), при последнем драгировании поддерживается регулированием боковой скорости, то очевидно, что предлагаемое устройство с регулированием Ь б по зависимости (2), эффективнее известных устройств с регулированием Vg по зависимости (3).

Кроме того, в устройстве автоматически изменяется боковая скорость У„при изменениях скорости черпания, причем отношение Рд/Р, широко не отклоняется от оптимального, при котором происходит рациональный режим (наименьшие потери электроэнергии) резания грунтов.

Устройство работает следующим образом.

Источником сравнения напряжения 1 задается сигнал I, который сравнивается в устройстве сравнения 2 с сигналом обратной связи I„, поступающим с выхода множительно-делительного устройства 4. Сигнал рассогласования е, полученный в устройстве сравнения 2, усиливается демпфирующим пропорциональным усилителем 3, который сглаживает колебания е, обусловленные пульсациями тока двигателей черпаковой цепи, и формирует плавный пуск электропривода 5 лебедок носовых канатов.

Электропривод 5 обрабатывает выходной сигнал усилителя 3, создавая посредством намотки каната на барабан боковое перемещение черпающему комплексу 6, при этом черпаковая цепь приводится в движение двигателями 7 черпаковой цепи. Нагрузка двигателей черпаковой цепи формируется скоростью бокового перемещения Va

682604

Составитель P. Гладун

Техред А. Камышникова Корректор О. Данишева

Редактор С. Титова

Заказ 2014/17 Изд. № 514 Тираж 780 Подписное

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

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

Типография, пр. Сапунова, 2 и зависит прямо пропорционально от скорости черпания V крепости грунта K„ толщины стружки h и ее длины 1. Нагрузка 1 двигателей черпаковой цепи и их скорость V а также сигнал управления U с 5 усилителя 3 поступают на множительно-делительное устройство 4, которое выполняет операцию вычисления I(„— UyI„/V, и формирует сигнал обратной связи в автоматической системе, отрабатывающей заданный 10 сигнал !.

При послойном драгировании, например, увеличение крепости грунта приводит к увеличению нагрузки I„ которая через множительно-делительное устройство 4 уменьшает сигналы ошибки е и соответственно

U íà выходе усилителя 3, последний из которых в свою очередь уменьшает выходной сигнал устройства 4, частично стабилизируя тем самым ошибку регулирования 20 и соответственно скорость бокового перемещения Уо.

Дополнительное введение множительноделительного устройства в цепь обратной связи делает переменным ее передаточный 2:; коэффициент в зависимости от скорости бокового перемещения и скорости черпания, причем увеличение скорости черпания снижает передаточный коэффициент, а увеличение боковой скорости его увеличивает.

Такое устройство позволяет автоматически без вмешательства оператора настраивать приводы черпающего комплекса на процесс драгирования, близкий к оптимальному, что способствует повышению производи- 35 тельности черпающего комплекса. Выполнение пропорционального усилителя демпфирующим снижает колебательный характер работы электропривода лебедок носовых канатов (папильонажных лебедок) и делает ес пуск плавным.

Формула изобретения

1. Устройство для автоматического рсгулирования нагрузки черпаковой цепи драги, содержащее источник напряжения сравнения, элемент сравнения, электропривод лебедок носовых канатов, привод черпаковой цепи с датчиком скорости и тока и пропорциональный усилитель, о т л и ч а ющ с е с я тем, что, с целью повышения производительности и снижения удельных затрат электроэнергии, оно снабжено множительно-делительным блоком, входы которого подключены к выходам пропорционального усилителя и датчиков скорости и тока, а его выход соединен с одним из входов элемента сравнения.

2. Устройство по п. 1, отличающеес я тем, что, с целью улучшения качества регулирования, пропорциональный усилитсль выполнен демпфирующим.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Бургин Б. Ш. Коррекция САР тиристорных электроприводов драги при низкочастотном возмущении. — «Электричество», 1967, Мв 5, с. 53 — 58.

2. Авторское свидетельство СССР

М 244206, кл. E 02F 9/20, 1967.