Устройство определения параметров движения шахтных подъемных машин при аварийном торможении Советский патент 1992 года по МПК B66B5/02 

фиг 2

Изобретение относится к подъемно- транспортным системам и может найти применение при наладке средств защиты от превышения скорости.

По действующим правилам безопасности каждая подъемная установка должна снабжаться средствами защиты от превышения скорости. Их назначение заключается в переводе рабочего режима движения в режим аварийного торможения, если по каким-либо причинам текущее значение скорости станет выше скорости, определяемой защитной диаграммой. Защитная диаграмма скорости (фиг. 1, кривая 1) - зависимость скорости V от положения подъемного сосуда в стволе h, формируемая средствами защиты, должна располагаться таким образом, чтобы обеспечивалась остановка подъемных сосудов при аварийном торможении в рабочей зоне движения или на участках регламентируемого переподъема. Для этого средства защиты должны настраиваться так, чтобы защитная диаграмма располагалась ниже критической диаграммы. Критическая диаграмма скорости (фиг. 1, кривая 2) - это зависимость тормозного пути hT от начальной скорости торможения V0 для наиболее опасного режима - спуска максимального расчетного груза. При этом тормозной путь является максимальным.

При прочих равных условиях (известной приведенной массе подъемной установки гппр. максимальной расчетной массе опускаемого груза, определяющей статическую разницу усилий в поднимаемой и опускаемой ветвях подъемной установки FCT, начальной скорости торможения Vo) величина тормозного пути определяется законом изменения тормозного усилия F, которое зависит от настройки тормозного привода и коэффициента трения тормозной пары тормозная колодка - тормозной обод ftp.

Известны различные устройства определения критической диаграммы скорости.

Одно из них реализует способ, заключающийся в том, что подъемный сосуд загружается расчетным грузом, разгоняется в направлении спуска груза до определенной начальной скорости торможения V0, включается аварийный тормоз и измеряется пройденный тормозной путь hT. Такие измерения производятся для нескольких (5-6) различных значений скорости Vo, включая максимальную.

Такое устройство имеет ряд недостатков, так как должно содержать в себе устройство измерения тормозного пути, и предполагает неоднократное повторение измерений в наиболее опасном режиме работы - аварийном торможении при спуске максимального расчетного груза.

Наиболее близким к изобретению является устройство, состоящее из датчика усилий в тормозных тягах, блока включения тормоза, генератора временных импульсов, блока уставок усилий в тормозных тягах, блока сравнения, коммутатора, индикатора уровня сигналов и счетчика импульсов.

Для определения критической диаграммы скорости с помощью этого устройства нет необходимости осуществлять процесс наложения тормоза при спуске максимального расчетного груза на больших скоростях, а достаточно снять осциллограмму изменения тормозного усилия (усилия в тйгах тормозного привода FT) на неподвижной подъемной машине. По полученной осциллограмме, задавшись значениями mnp, FCT и fTp, вычисляют значения Нт для различных V0, пользуясь известными графическими методиками.

Недостатком такого устройства является также достаточно большая трудоемкость

и низкая точность определения пт, обусловленная необходимостью ручной графической обработки осциллограмм и изменчивостью коэффициента трения fTp в п роцессе работы подъемной установки.

Цель изобретения - снижение трудоемкости и времени выполнения наладочных работ.

Цель достигается тем, что устройство, содержащее датчик усилия в тормозных тягах, блок включения тормоза, коммутатор, выход которого соединен с входом индикатора уровня сигналов, дополнительно снабжено блоками уставок ускорения свободного выбега и начальной скорости торможения, двумя интеграторами и двумя сумматорами, блоком масштабирования, причем выход датчика усилия в тормозных тягах через блок масштабирования соединен с первым входом первого сумматора,

второй вход которого соединен с выходом блока уставок ускорения свободного выбега и первым входом коммутатора, а выход - с входом первого интегратора, управляющий вход которого соединен с выходом блока

включения тормоза и управляющим входом второго интегратора, а выход - с первым входом второго сумматора, второй вход которого соединен с выходом блока уставок начальной скорости торможения и вторым

входом коммутатора, а выход - с входом второго интегратора, выход которого соединен с третьим входом коммутатора.

На фиг.1 приведены защитная и крити- ческая диаграммы скорости работы устройства; на фиг.2 - функциональная схема предлагаемого устройства

Устройство состоит из датчика 1 усилий в тормозныхтягах ДУТТ, блока 2 включения тормоза, коммутатора 3, индикатора 4 уровня сигналов, блока 5 уставок ускорения сво- бодного выбега, блока 6 уставок начальной скорости торможения, интеграторов 7 и 8, сумматоров 9 и 10, блока 11 масштабирования, причем выход датчика 1 усилия в тормозных тягах через блок 11 масштабирования подключен к первому входу первого сумматора 9, выход блока 5 уставок ускорения свобод( ого выбега подключен к второму входу первого сумматора

9и первому входу коммутатора 3. Выход первого сумматора 9 соединен с входом первого интегратора 7, выход которого соединен с первым входом второго сумматора 10, выход блока б уставок начальной скорости торможения соединен с вторым входом второго сумматора 10 и вторым входом коммутатора 3, выход второго сумматора

10соединен с входом второго интегратора 8, выход которого подключен к третьему входу коммутатора 3, а выход блока 2 включения тормоза соединен с управляющими входами первого 7 и второго 8 интеграторов.

Датчик 1 усилия в тормозных тягах представляет собой преобразователь перемещения, деформации (тензометрический, индуктивный, дифференциально-трансформаторный и т.п.). В качестве блока 2 включения тормоза используется кнопка, тумблер, реле. Коммутатором 3 служит механический или электронный многопозиционный переключатель. Индикатором 4 уровня сигналов является цифровой вольтметр В качестве блока 5 уставок ускорения свободного выбега, блока 6 уставок начальной скорости тор- можения, блока 11 масштабирования используются регулируемые делители напряжения (потенциометры) Сумматоры 9, 10 и интеграторы 7, 8 выполнены на операционных усилителях с релейными элементами управления и элементами ограничения выходного напряжения 4, 5, 6, 7

Устройство реализует следующую функциональную зависимость

пт (a0+ Да)оЧ dt, (1) оо

где hT - величина пути, проходимого подъемной машиной при аварийном торможении;

а0-ускорение (замедление) свободного выбега

а0

ГСТ

ГПпр

(2)

Да- приращение замедления под дейст- 5 вием приложенного к подъемной установке тормозного усилия F,

10

Да

ГПпр

в

i - передаточное отношение части тормозного привода между тягами, в которых измеряется усилие FT, и тормозными колодками;

rj- КПД той же части тормозного привода;

RT, RH -соответственно радиусы тормозного обода и барабана навивки (канатоведущего шкива).

Для определения hT с помощью предлагаемого устройства в соответствии с выражением (1) подключают первый вход коммутатора 3 и по показаниям индикатора

4 уровня сигналов устанавливают на выходе блока 5 уставок ускорения свободного выбега сигнал, соответствующий а0, определенному по выражению (2)- Блоком 11 масштабирования устанавливают коэффициент пропорциональности Да и FT, определяемый по выражению (3), Подключают второй вход коммутатора 3 и по показаниям индикатора 4 уровня сигналов устанавливают на выходе блока б уставок начальной

скорости торможения сигнал, соответствующий одному из заданных значений V0. Растормаживают подъемную установку и с помощью блока 2 включения тормоза включают тормоз и переводят интеграторы 7, 8 в режим интегрирования. При этом на выходе первого сумматора 9 будет формироваться закон изменения ускорения а0+ Да, на выходе второго сумматора 10 - закон изменения скорости V, а на выходе

второго интегратора 8 - закон изменения тормозного пути hT. Когда сигнал на выходе второго сумматора 10 снизится до нуля, второй интегратор 8 прекращает интегрирование, а сигнал на его выходе соответствует

пройденному тормозному пути hT, значение которого определяется по показаниям индикатора 4 уровня сигналов, соединенного в данный момент с вторым интегратором 8 через коммутатор 3. Такие замеры на стоящей подъемной машине проводятся для различных значений V0 и по ним строится критическая диаграмма скорости.

При использовании предлагаемого устройства трудоемкость и время определения

параметров движения шахтных подъемных машин в период аварийного (предохранительного) торможения уменьшаются в 6-8 раз.

Формула изобретения Устройство определения параметров движения шахтных подъемных машин при аварийном торможении, содержащее датчик усилия в тормозных тягах, блок включения тормоза, коммутатор, выход которого соединен с входом индикатора уровня сигналов, отличающееся тем, что, с целью снижения трудоемкости и времени выполнения наладочных работ, оно снабжено блоками уставок начальной скорости торможения и ускорения свободного выбега, блоком масштабирования, двумя сумма0

5

торами и двумя интеграторами, причем выход датчика усилия в тормозных тягах через блок масштабирования соединен с первым входом первого сумматора, второй вход которого соединен с выходом блока уставок ускорения свободного выбега и первым входом коммутатора, а выход - с входом первого интегратора, управляющий вход которого соединен с выходами блока включения тормоза и управляющим входом второго интегратора, а выход - с первым входом второго сумматора, второй вход которого соединен с выходом блока уставок начальной скорости торможения и вторым входом коммутатора, а выход - с входом второго интегратора, выход которого соединен с третьим входом коммутатора.

Устройство содержит один датчик 1 усилия в тормозных тягах, блок 2 включения тормоза, коммутатор 3, индикатор 4 уровня сигналов, блок буставок ускорения свободного выбега, блок б уставок начальной скорости торможения, интеграторы 7, 8, сумматоры 9, 10, блок масштабирования. 1-11-9-7-10-8-3- 4; 2-7; 2-8; 5-9; 5-3; 6-10; 6-3. 2 ил.

фиг. 1