Струговая установка Советский патент 1979 года по МПК E21C27/32 

1

Изобретение относится к средствам механизации выемки полезных ископаемых, в частности к струговым установкам, предназначенным для использования в очистных забоях угольных пластов.

Известны струговые установки, включающие конвейер, струг, тяговую цепь и два привода струга, расположенные по концам конвейера, в которых с целью сокращения продолжительности перегрузки двигателя основного привода, т. е. привода, в направлении которого в данный момент происходит движение струга, в переходных режимах (после запусков) используется принцип опережающего включения двигателя вспомогательного привода 1.

Однако указанный принцип запуска двигателей ириводов струга не исключает тяжелые условия работы двигателя основного привода в установившемся режиме и является причиной значительных ударных нагрузок в трансмиссии струговой установки.

Известны струговые установки с двумя приводами струга, редукторы которых имеют по две кинематические ветви с различными передаточными числами, обеспечивающими избирательную возможность осуществления движения струга с двумя различными средними скоростями 2.

В этих установках двигатель основного привода также работает в более тяжелых (по абсолютным значениям и характеру нагрузок) условиях, чем двигатель вспомогательного привода, их зстановленная мощность используется весьма нерационально, что способствует возникновению предпосылок для нарущения их нормального теплового режима работы, п в итоге - енижение

производительности струговой установки.

Цель изобретения - создание конструкции двухприводной струговой установки, обеспечивающей повыщение эффективности использования электродвигателей п тяговой цепи струга.

Для этого кинематические ветви каждого редуктора снабжены механизмами свободного хода одностороннего действия, установленными таким образом, что электродвигатель вспомогательного привода постоянно подключается к кинематической ветви с меньщим передаточным числом, а электродвигатель основного привода - к кинематической ветви с большим передаточным числом и выполнен при соотношениях их передаточных чисел, равных 1,01 - 1,05.

На чертеже представлена кинематическая схема струговой установки. Струговая установка состоит из струга 1, тяговой цепи 2, коивейсра 3 и двух приводов струга 4, расположенных по концам конвейера и включающих приводные звезды 4 и 4, электродвигатели 5 и 5 и редукторы 6 и 6. Редукторы имеют ио две кинематические ветви, выполненные при соотношении их передаточных чисел, равном 1,01 -1,05. В каладую кинематическую ветвь встроены механизмы свободного хода (МСХ) одностороннего действия, обеспечивающие передачу движения и, следовательно, нагрузки только в одном направлении. Расположение МСХ в кинематических ветвях может быть осуществлено, например, так, как показано на чертеже (позиции 7, 7 и 8, 8). В этом случае ведущими звеньями МСХ являются их звезды 9 и 9, а обоймы МСХ выполнены в виде зубчатых венцов (обойм) 10 и 10. МСХ,. встроенные в кинематические ветви каждого редуктора 8, 7 и 8, 7 передают на приводные звезды 4 и 4 вращение противоположного направления, поочередно включая в работу соответствующую кинематическую ветвь. Если один из МСХ редуктора передает на приводную звезду вращение заданного направления, то второй МСХ при этом находится в режиме свободного хода, т. е. вращается без передачи нагрузки. Действительно, если, например, при вращении приводной звезды 4 в направлении часовой стрелки работает МСХ 7, вращаясь в противоположном направлении, то обойма 10 (через зубчатые колеса И и 12) и звезда 9 МСХ 8 вращаются в направлении, противоположном часовой стрелки. Так как угловая скорость вращения звезды 9 больще угловой скорости вращения обоймы 10 (редукторы приводов струга понижающие), то, следовательно, имеет место движение звезды 9 относительно обоймы 10 в направлении, противополол ном двил ению часовой стрелки. Но в этом случае МСХ 8 находится в свободного хода, так как при принятом располол ении МСХ 7 и 8 в редукторе 6 рабочий ход МСХ 8 возможен лищь при движении его звезды относительно обоймы в направлении движения часовой стрелки. МСХ одного редуктора установлены по отнощению к МСХ другого редуктора таким образом, что МСХ редуктора, передающие вращение приводным звездам в одном нанравлении, включены в кинематические ветви с .различными передаточными числами. Например, если МСХ 7 редуктора 6 передает вращение приводной звезде 4 в направлении движения часовой стрелки через кинематическую ветвь с передаточным числом и, то МСХ 7 редуктора 6 передает вращение приводной звезде 4 через кинематическую ветвь с передаточным числом iz- При этом установка МСХ в редукторах произведена таким образом, что независимо от направления струга двигатель вспомогательного привода постоянно работает с использованием кинематической ветви с меньшим передаточным числом. В рассмотренном выше примере еоблюдается условие , а струга происходит в направлении стрелки А. Нредлагаемая струговая установка работает следующим образом. Допустим, что необходимо осуществить перемещение струга в направлении стрелки А. После одновременного запуска двигателей приводов струга врап,ение на приводную звезду 4 вспомогательного привода от двигателя 5 через МСХ 7 передается по кинематической ветви с передаточным числом il, в то время как вращений на приводную звезду 4 основного привода передается через МСХ 7 по кинематической ветви с передаточным число (-2. Так как , то угловая скорость вращения звезды 4 будет больще, чем звезды 4. Следовательно, нроцесс распределения нагрузки между двигателями основного и вспомогательного приводов в переходном режиме ускоряется. Нагружение двигателя вспомогательного привода происходит достаточно быстро и илавно, ударные нагрузки в трансмиссии струговой установки при этом исключаются. В установившемся режиме вращение приводных звезд основного и вспомогательного приводов происходит с постоянной и равной скоростью. Угловая скорость вращения роторов, приводных двигателей устанавливается в соответствии с нагрузкой и их естественными механическими характеристиками. При идентичных механических характеристиках приводных двигателей установившаяся угловая скорость ротора двигателя вспомогательного привода меньше соответствующей скорости ротора основного привода. Тогда тяговый мо.мент, развиваемый двигателем вспомогательного привода, превышает тяговый момент двигателя основного привода и, следовательно, в установившемся двигатель вспомогательного привода загружается большей статической нагрузкой, чем двигатель основного привода. Так как двигатель вспомогательного привода в установившемся режиме работает практически при полном отсутствии динамической нагрузки, то, следовательно, статическими нагрузками он может быть загружен до более высокого уровня, чем двигатель основного привода. При этом обеспечивается существенное улучшение условий нагружения и работы двигателя основного привода. Величина превышения уровня загрузки двигателя вспомогательного привода устанавливается соответствуюндей величиной разницы передаточных чисел кинематических ветвей каждого редуктора. В зстановившемся режиме работы отношение усилий, развиваемых двигателями основного и вспомогательного приводов струга и приведенных к приводным звездам, есть величина постоянная (при постоянной нагрузке на струге) и равная fi a bz-a-2b. Ч- f&i f Й1Й9 + f 2 где F - нагрузка на струге; Ci и &), а2 и &2 - параметры уравнений, приведенных к приводным звездам, механических характеристик двигателей соответственно основного и вспомогательного приводов. В случае асинхронных короткозамкнутых электродвигателей параметры приведенных к приводным звездам уравнений устойчивых участков их механических характеристик определяются в соответствии с известными выражениями а Ь ,(2) 5к/ 71Л 5кПо где Мк и 5i( - критические значения момента и скольжения двигателя; - передаточное число редуктора; R - радиус делительной окружности приводной звезды; «о - синхронное число оборотов ротора двигателя. Силовые параметры двигателей приводов струга двухприводной струговой установки выбираются таким образом, чтобы выполнялось условие где MH - номинальный момент двигателя; h - КПД привода. Принимая, что определенные выражением (2) параметры механических характеристик двигателей основного и вспомогательного приводов струга отличаются только значениями передаточных чисел соответствующих редукторов и используя условия (3), из выражения (1) получаем ,(h-li) + 2it3h - l,i2()+2llr2f где л,( - кратность критического момента двигателя (для асинхронных короткозамкнутых двигателей A,i( 1,8-2,5); tl и iz - передаточные числа редукторов основного и вспомогательного приводов струга. Для приводов струга современных струговых установок наиболее типичные следующие значения параметров 5к, h и i: ,1-0,15; ,8-0,9; i 17-40. Как видно из приведенного выше описания, работа приводных двигателей предлагаемой струговой установки характеризуется следующими особенностями. Когда один из приводов выполняет роль вспомогательного привода, его двигатель развивает среднее усилие в а. раз больше усилия, соответствующего номинальному моменту. Когда тот же привод работает как основной, то его двигатель развивает среднее усилие в р раз меньше номинального. С точки зрения обеспечения нормального теплового режима работы двигателей предлагаемой струговой установки (но средним нагрузкам) необходимо выполнение следуюшего условия Р - 1/(н) + () г„ I/ --27. где РП - усилие, развиваемое двигателем и соответствующее его номинальному моменту; / - время прохода струга по лаве. Условие (5) представляет собой выражение для эффективного значения тягового усилия двигателя при двухступенчатом графике изменения его средней нагрузки за рабочий цикл (проход струга по лаве в одном и другом направлениях). Выражение (5) преобразуется к виду Из выражения (6) получаем следующие возможные соотношения между коэффициентами а и Р: ,1 и р 0,89; ,2 и Р 0,75; ,3 и р 0,56; ,41 и . Откуда -А ,30,81; 0,62; 0,43; 0. f-2i H Так как из условия (3) или FI + + , то величина отношения-- менее 0,62 не пригодна для обеспечения нормального силового режима работы струговой установки. Подставляя найденные значения отношения - в выражение (4) и задаваясь различными значениями параметров Як, 5к, находим целесообразное соотношение между передаточными числами редукторов приводов струга предлагаемой струговой установки. Как показывают расчеты, указанное соотношение находится в интервале 1,01 - 1,05. Например, при ,62; Як 2,0; 5к 0,15; /7 0,85 и ,8 из выражения (4) имеем 571 j2-16700 12 + 36800 0,

откуда ,9 и Ji 1,03,

2

После реверсирования двигателей движение струга происходит в направлении стрелки В. Вращение приводной звезды 4 основного привода передается через МСХ 8 по кинематической ветви с передаточным числом 12, вращение приводной звезды 4 вспомогательного привода передается через МСХ 8 но кинематической ветви с передаточным числом I.

Таким образом, независимо от направления движения струга осуществляется постоянная загрузка двигателя вспомогательного привода через кинематическую ветвь его редуктора, характеризуемую меньшим передаточным числом.

Формула изобретения

Струговая установка, включающая конвейер, струг, тяговую цепь и два привода струга, редукторы которых имеют по две кинематические ветви с различными передаточными числами, отличающаяся

тем, что, с целью повышения эффективности использования электродвигателей и тяговой цени струга, кинематические ветви каждого редуктора снабжены механизмами свободного хода одностороннего действия, установленными таким образом, что электродвигатель вспомогательного привода постоянно подключается к кинематической ветви с меньшим передаточным числом, а электродвигатель основного привода - к кинематической ветви с большим передаточным числом и выполиены при соотношениях их передаточных чнсел, равных 1,01 - 1,05.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Вихров О. Ф., Плетенский А. Я., Мондрух М. В. Исследование работы электропривода из струговой установки КТС. Сб. «Технология и техника струговой выемки антрацитов, вып. 15. Шахты, 1974.

2.Нилов Р. К., Кочнов А. П., Плотников В. И., Лифшиц И. Я. Новые струговые установки для угольных шахт. Сб. «Технология и техника струговой выемки антрацитов, вып. 16. Шахты, 1975.

.///////х//////////////////// i-г i|cf-- j -H6iii4 - tr rmlrr:r - ll1 1