Способ стабилизации скорости подачи угольного комбайна и устройство для его реализации Советский патент 1986 года по МПК E21C35/24 

2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что момент нагруз ки для гидропривода подачи определяют по величине перепада давления

на гидромоторе, а для электропривода - по величине тока нагрузки.

3.Устройство стабилизации скорости подачи угольного комбайна, содержащее привод подачи, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено повышающей зубча той передачей, управляемой фрикци1221343

оннон муфтой, маховыми массами, релейным управляющим элементом и блоком определения среднего момента нагрузки привода подачи, причем выходной вал привода подачи через управляемую фрикционную муфту связан с повышающей зубчатой передачей,на выходных валах которой установлены две маховые массы, а блок определения среднего момента нагрузки привода подачи через релейный управляющий элемент соединен с входом управляемой фрикционной муфты.

Изобретение относится к управлению горными машинами и Может быть использовано для автоматического управления движением очистного комбайна.

Цель изобретения - повышение надежности за счет повышения эффективности подавления колебаний в направлении подачи корпуса комбайна.

На фиг. 1 представлена схема системы стабилизации скорости подачи.

Система содержит привод подачи с выходным валом 1, управляемую фрикционную муфту 2, повьшгающую зубчатую передачу 3, маховые массы 4, управляющий релейньй элемент 5, блок 6 определения среднего момента нагрузки привода подачи. Выходной вал 1 привода подачи через управляемую фрикционную муфту 2 связан с повьщтающей зубчатой передачей 3, на выходных валах которой соосно установлены две одинаковые, вращающиеся с равной скоростью в йротиво- положные стороны, маховые массы 4, Фрикционная муфта 2 также связана с управляющим релейным элементом 5, соединенным через блок 6 определения среднего момента нагрузки привода подачи с энергетическими магистралями привода подачи.

Система стабилизации скорости подачи функционирует следующим образом.

Угольный комбайн в процессе работы может пребьшать в трех основных динамических режимах: oi , /3 и у . В режимах oi и |0 наблюдаются пульсирующие колебания корпуса комбайна в направлении подачи, а в режиме Jj 5 безостановочное движение. Б режимах об и Д комбайн работает в тяжелых условиях, поскольку имеют место существенные динамические нагрузки в режущей для режима oi и подающей

10 для режима частях комбайна. В режиме амплитуды колебаний скорости и нагрузок корпусной группы комбайна невелики, комбайн движется плавно, без пульсаций. Назначение сис15 темы стабилизации состоит в переводе комбайна из режимов (li к jb в режим У, что становится возможным при вполне определенном сочетании параметров системы комбайн-забой. На гра20 нице перехода от пульсирующего движения к плавному наблюдаются гармонические колебания, хорошо описьша- емые уравнением гармонического баланса для системы комбайн-забой

V W(j(o)(v,v), ()

где W(.jci)) - частотная характеристика линейной части системы комбайн-забой;

0 а(,у) - коэффициент гармонической линеаризации существенно нелинейной части системы комбайн-забой;

5 v,v - среднее и амплитудное

значения скорости подачи.

Пульсирующие автоколебания в системе подачи порождаются в основном неустойчивым начальным участком -o6V характеристики трения р(v) и могут быть сорваны и полностью подавлены путем увеличения отрицательной обратной связи через привод подачи за счет увеличения его момента инерции.

Из уравнения гармонического баланса (1) получена зависимость значений момента инерции привода подачи от существенных параметров системы комбайн-забой, при которых происходит срьш пульсаций и полное подавление колебаний корпуса комбайна в направлении подачи. Например, для гидропривода подачи такая зависимость имеет следующий вид:(2)

. K,«l M(l «. nH(,r fKj{n,,. J.,

п нм с

где К„„- коэффициент гидравлической

Н гЛ

жесткости силовой магистрали ГПП;

К - рабочий объем гидромотора;

ц- коэффициент диссипативных потерь гидромотора;

т - коэффициент потерь рабочей жидкости в силовом контуре ГПП;

С - коэффициент жесткости системы подачи;

К|. - коэффициент передачи редуктора подающей части комбайна.

Изменение момента инерции произодится с помощью подключения допол- ительных маховых масс, величина ; омента инерции которых определятся по формуле;

l(a.-aJ)r

де СГд - номинальный момент инерции

двигателя привода подачи; i - передаточное отношение повьшающей передачи. Однако возможны случаи, когда величение момента инерции двигатея привода подачи несмотря на рабоу комбайна в режиме .у может оказаться нецелесообразным вследствие диамических перегрузок в приводе одачи при резком изменении сопротивляемости забоя разрушению.

Для устранения таких перегрузок система стабилизации управляет мо(3)

221343

ментом инерции следующим образом. Если сигнал на выходе блока 6 определения среднего момента нагрузки меньше заданной уставки, задаваемой

с настройкой управляющего релейного элемента 5, то управляющий релей- ньй элемент 5 подает сигнал управления на включение фрикционной муфты 2, которая обеспечивает сцепле 0 ние вала 1 привода подачи с повьщ1а- ющей зубчатой передачей 3, на выходных валах которой установлены маховые массы 4. Привод подачи работает с повышенным моментом инерции,

15 обеспечивая срыв пульсаций в направлении подачи корпуса комбайна. Если произошло резкое увеличение сил сопротивления движению комбайна и сигнал на выходе блока 6 стал равен

20 сигналу уставки либо больше его, то управляющий релейный элемент отключает фрикционную муфту 2,сцепление выходного вала 1 привода подачи с повьшающей зубчатой передачей 3 иа25 рушается, маховые массы оказьшаются не связанными с валом 1 привода подачи, в результате чего привод чи функционирует при номинальной величине момента инерции его двига, теля, снижая динамические нагрузки, обусловленные резким увеличением сил сопротивления движению комбайна.

Таким образом, в режимах нормальной эксплуатации комбайн движется

3 плавно с малыми нагрузками на подающую часть, а при кратковременных экстремальных нагрузках на комбайн привод подачи работает в облегченном динамическом режиме, сохраняя высокую надежность подакнцей части.

Фрикционная муфта 2, маховые массы 4 и релейный элемент 5 представляют собой выпускаемые промышленностью изделия. Повышающая зубча тая передача 3 вьтолнена таким образом, чтобы один из ее выходных валов выходил из колеса с внутренним зацеплением, а другой - из колеса с внешним зацеплением, что позволяет

50 обеспечить одновременное противоположное вращение маховых масс 4, необходимое для устранения гироскопического эффекта,

Управлякяций репейный элемент 5

55 для гидропривода подачи представляет собой двухпозиционный золотиик, а для электропривода - электромагнит. Блок 6 определения среднего мо40

мента, нагрузки привода подачи представляет собой для гидропривода подачи дроссель, включенный в напорную магистраль гидропривода подачи, на выходе которого формируется среднее давление, пропорциональное среднему нагрузочному моменту, а для электропривода - датчик тока нагрузки, соединенный с электрическим фильтром, обеспечивакяцим усреднеиие сигнала датчика тока на заданном временном интервале.

Время усреднения при определении среднего момента нагрузки составляет для комбайна с цепньм тяговым органом 2 с, а для комбайна с бесцепной системой подачи - 0,1 с.

В качестве базового объекта принята подающая часть комбайна ЬГШбб, серийно изготавливаемая Горловскиммашиностроительным заводомим.С.М.Кирова.

Преимущества предложенного технического решения по сравнению с базовым объектом состоят в том, что оно обеспечивает надежную стабилизацию движения очистного комбайна в направлении подачи за счет срыва пульсаций скорости подачи без

повьшения динамичности работы привода подачи.

1. Способ стабилизации скорости подачи угольного комбайна, основанный на изменении кинетической энергии привода подачи, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности за счет повышения эффективности подавления колебаний в направлении подачи корпуса комбайна, определяют величину среднего момента нагрузки привода подачи, сравнивают ее с уставкой и, если величина среднего нагрузки привода подачи меньше уставки, увеличивают кинетическую энергию привода путем изменения момента инерции привода подачи, если величина среднего момента нагрузки привода подачи больше либо равна уставке, то величину момента инерции привода подачи восстанавливают до номинального значения. (О