Способ автоматического управления натяжением тягового органа двухприводного скребкового конвейера Российский патент 2023 года по МПК B65G23/44 

Изобретение относится к области горной техники, а именно к скребковым конвейерам, которые эксплуатируются в очистных забоях угольных шахт.

При работе забойных скребковых конвейеров в режиме установившегося движения возникает задача управления натяжением тягового органа, которую можно решать посредством гидравлического натяжного устройства с телескопическим рештаком и силовыми гидроцилиндрами, входящего в состав приводной станции и позволяющего изменять длину тягового контура конвейера [Вихерс К.П. Автоматическое регулирование предварительного натяжения цепей скребковых конвейеров и струговых установок / К.П. Вихерс // Глюкауф. - 1986. -№3. - С. 27].

Известен способ автоматического управления натяжением тягового органа конвейера, при котором непосредственно измеряются усилия в опорах вала приводных звездочек и крутящий момент на этом валу [Вихерс К.П. Автоматическое регулирование предварительного натяжения цепей скребковых конвейеров и струговых установок / К.П. Вихерс // Глюкауф. - 1986. - №3. - С. 28]. Сравнение этих величин в анализирующем устройстве позволяет определить значение усилия в холостой ветви цепи, с учетом которого в дальнейшем регулируется ход телескопической секции натяжного устройства. Недостатками этого способа является необходимость измерения крутящего момента посредством тензометрического узла с подвижным токосъемным устройством, применение которого неприемлемо при эксплуатации конвейера на шахтах опасных по газу и пыли.

Наиболее близким по совокупности признаков и результатам, которые достигаются, является способ автоматического регулирования натяжения тягового органа скребкового конвейера, головная приводная станция которого оснащена гидравлическим натяжным устройством с телескопической секцией [Пат. 79260 , МПК B65G 23/00. Cnoci6 автоматичного регулювання натягування тягового органа скребкового конвеера / Ширш Л.Н., Корнеев С.В., Варченко Ю.Е. (Украина). - Опубл. 11.06.2007, Бюл. №8]. Согласно этому способу регулирования контролируется образование слабины цепей возле головного привода, измеряется потребляемая мощность головного привода, суммарная потребляемая мощность головного и хвостового приводов, давление в гидроцилиндрах натяжного устройства, на основании чего формируется адаптивный закон управления давлением в гидроцилиндрах и, таким образом, осуществляется стабилизация минимального натяжения тягового органа на заданном уровне .

Недостатками этого способа являются: 1) перемещения в процессе регулирования пункта разгрузки конвейера, что приводит к усложнению его конструкции и, возможно, к просыпанию груза; 2) неизбежное рассогласование между фактическими значениями сопротивления движению порожняковой ветви двухприводного конвейера W_П, а также

потерь электрической энергии на участке силового кабеля между приводами и их расчетными значениями, которые вместе с измеряемыми величинами служат для формирования закона управления, что приводит к существенному отклонению регулируемого натяжения от заданного значения и, как следствие, к повышению затрат энергии при транспортировании груза и снижению долговечности тягового органа.

Техническим результатом, достигаемым в изобретении, является снижение потребляемой приводом энергии и повышение долговечности тягового органа двухприводного скребкового конвейера путем минимизации натяжения тягового органа, которое регулируется посредством гидравлического натяжного устройства по уточненному закону управления, формируемому с использованием более адекватной реальным условиям информации о нагрузках в конвейере.

Поставленная задача решается в результате того, что согласно предлагаемому способу в скребковом конвейере с входящим в состав головной приводной станции гидравлическим натяжным устройством, оборудованным телескопическим рештаком и силовыми гидроцилиндрами, управление осуществляется аналогичным дополнительным гидравлическим натяжным устройством, введенным в состав хвостовой приводной станции, по уточненному закону, для формирования которого измеряются давления в гидроцилиндрах натяжных устройств и потребляемые мощности приводов обеих приводных станций.

Изобретение поясняется чертежом, где на фиг. 1 изображена функциональная схема конвейера с системою автоматического управления натяжением по предлагаемому способу.

В состав конвейера входит тяговый орган 1, электроприводы 2 и 3, гидравлические натяжные устройства с телескопической секцией и двумя гидроцилиндрами 4 и 5, соответственно головной и хвостовой приводных станций. Электродвигатели электропривода 2 питаются от электрической сети М_г, а электродвигатели электропривода 3 - от М_х.

Датчиками мощности 6 и 7, соответственно головной и хвостовой приводных станций измеряются мощности N_г и N_x, потребляемые, соответственно, двигателями

головного и хвостового приводов, датчиками давления 8 и 9 - давления р_г и р_х в гидроцилиндрах натяжных устройств, соответственно головной и хвостовой приводных станций.

Датчиком провисания 10 контролируется провисание цепей тягового органа 1 в ветви, сбегающей с головного привода, (точка А тягового контура).

В задающем устройстве 11 на основании сигналов, поступающих от всех указанных датчиков, определяются тяговое усилие F хвостового привода, сопротивление движению порожняковой ветви конвейера W и соответствующая текущим значениям F_x и W_n точка тягового контура с наименьшим натяжением, затем с учетом всей имеющейся информации и заданного натяжения тягового органа 1 формируется уточненный закон управления давлением в гидроцилиндрах 5 хвостовой натяжной станции, согласно которому в точке тягового контура с наименьшим натяжением поддерживается уровень натяжения .

Сумматор 12 обеспечивает определение сигнала рассогласования между сигналом р задающего устройства 11 и сигналом р_х датчика давления 9.

Автоматический регулятор 13 для достижения необходимого давления в гидроцилиндрах 5 хвостовой приводной станции на основании сигнала Δр (Δр=р - р_х),

который поступает от сумматора 12, обеспечивает поступление в гидроцилиндр 5 рабочей жидкости с расходом Q_x.

В основу предлагаемого способа управления положены следующие требования. Для обеспечения нормальной работы цепного обвода необходимо в сбегающей с головного привода ветви тягового органа 1 (точка А тягового контура) избегать провисания цепей, т.е. необходимо, чтобы выполнялось условие .

В точке тягового контура с наименьшим натяжением необходимо поддерживать натяжение на заданном уровне Минимальное натяжение образуется в точке А тягового контура при условии F_x<W_n, или в точке В, если F_x≥W_n. Предлагаемый способ реализуется следующим образом.

Если при работе конвейера в точке А тягового контура образуется провисание цепей, то по сигналу датчика провисания 10 в задающем устройстве 11 формируется управляющее воздействие, при котором автоматический регулятор 13 обеспечивает оперативное повышение давления в гидроцилиндрах 5 хвостовой приводной станции. Под воздействием гидроцилиндров 5 телескопическая секция раздвигается, а хвостовая приводная станция передвигается до устранения провисания цепей.

При условии отсутствия провисания по сигналам датчиков мощности 6, 7, датчиков давления 8, 9 и согласно заданному значению с формируется уточненный закон управления давлением в гидроцилиндрах 5 хвостового привода по которому при F_x<W_n натяжение тягового органа 1 поддерживается на уровне в точке А тягового контура вблизи головного привода, а при F_x≥W_n - в точке В тягового контура вблизи хвостового привода. В автоматическом регуляторе 13 задаваемый сигнал р сравнивается с сигналом р_х, поступающим по контуру обратной связи с датчика 9 хвостовой приводной станции, и при их рассогласовании формируется регулирующее воздействие. Если Δр>0, то автоматический регулятор 13 подает рабочую жидкость в гидроцилиндры 5. При этом в них повышается давление и телескопическая секция раздвигается. Если Δp<0, то жидкость из гидроцилиндров 5 сливается. При этом давление в гидроцилиндрах 5 снижается, а телескопическая секция сдвигается.

Таким образом, осуществляется автоматическое управление натяжением тягового органа 1.

Преимуществом предлагаемого способа в сравнении с известными способами является больший объем информации, используемой при формировании закона управления гидравлическим натяжным устройством, что позволяет повысить его точность и эффективность эксплуатации конвейера.

В результате расчетов установлено, что реализация предложенного способа в сравнении со способом натяжения тягового органа приводом, реализуемым на большинстве забойных скребковых конвейеров, позволит повысить долговечность цепей по фактору износа их шарниров в 1,5…2,7 раза, а также снизить потребление энергии до 40%.

Автоматическое управление натяжением тягового органа двухприводного скребкового конвейера, содержащего головную и хвостовую приводные станции, каждая из которых содержит гидравлическое натяжное устройство с телескопическим рештаком и силовыми гидроцилиндрами, осуществляют следующим образом. Получают данные от датчиков давления в гидроцилиндрах натяжных устройств головной и хвостовой приводной станций, данные от датчиков мощности приводов головной и хвостовой приводной станций и данные от датчика провисания цепей тягового органа в ветви, сбегающей с головного привода. Обрабатывают все полученные данные в задающем устройстве, формируя уточненный закон управления давлением. Регулируют давление только в гидроцилиндрах натяжного устройства хвостовой приводной станции в зависимости от полученного уточненного закона управления давлением для регулирования натяжения тягового органа. Обеспечиваются снижение потребляемой приводом энергии и повышение долговечности тягового органа двухприводного скребкового конвейера. 1 ил.

Способ автоматического управления натяжением тягового органа двухприводного скребкового конвейера, содержащего головную и хвостовую приводные станции, каждая из которых содержит гидравлическое натяжное устройство с телескопическим рештаком и силовыми гидроцилиндрами, осуществляемый системой автоматического управления, в котором:

- получают данные от датчиков давления в гидроцилиндрах натяжных устройств головной и хвостовой приводной станций;

- получают данные от датчиков мощности приводов головной и хвостовой приводной станций;

- получают данные от датчика провисания цепей тягового органа в ветви, сбегающей с головного привода;

- обрабатывают все полученные данные в задающем устройстве, формируя уточненный закон управления давлением;

- регулируют давление только в гидроцилиндрах натяжного устройства хвостовой приводной станции в зависимости от полученного уточненного закона управления давлением для регулирования натяжения тягового органа.