Устройство для автоматической защиты электродвигателя исполнительного органа горной машины от перегрузок Советский патент 1982 года по МПК E21C35/04 H02H5/00 

Изобретение относится к горной промышленности, в частности, к устройствам для защиты проходческих комбайнов.

Известно бесконтактное устройство для защиты двигателей угольных комбайнов, осуществляющее отключение подачи комбайна при технологических перегрузках, состоящее из задающего элемента, чувствительного элемента по контролю за нагрузкой главного двигателя, чувствительного элемента по контролю за нагрузкойдвигателя грузчика, чувствительного элемента по контролю за нагревом обмоток главного двигателя, измерительного органа и усилителя мощности 1.

Однако это устройство не обеспечивает защиту исполнительного органа и трансмиссии, так как при стопорении исполнительного органа кинетическая энергия, запасенная ротором электродвигателя, разряжается на эти элементы, нагрузки которых в основном превышают расчетные.

Известно также устройство, имеющее контур защиты электродвигателя от технологических перегрузок, воздействующий через электрогидравлический клапан на гидравлический двигатель привода подачи. При пережимах кровли или наличии твердых породных включений в угольном пласте ток статора быстро возрастает. Как только он достигает 85% опрокидывающего, срабатывает полупроводниковое реле и включает электрогидравлическую заслонку. Электрогидравлический элемент защиты прекращает поступление

10 масла в гидродвигатель 2.

Включая подачу стрелы исполнительного органа комбайна, фреза отбрасывается от забоя за счет реакции главного двигателя. Однако это явление

15 наблюдается не всегда, поскольку исполнительный орган чаще всего заштыбован, поэтому практически ударные нагрузки в трансмиссии и токи короткого замыкания в двигателе не снижа20ются.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство для автоматической защиты электрод25вигателя вращателя буровой машины от перегрузок, содержащее цилиндр подачи исполнительного органа, распределители ручного и автоматического управления, электронный блок, датчик

30 нагрузки электродвигателя,трубопроводы,, аккумулятор и обратный клапан, В устройстве электромагнит воздухо- распределителя автоматического управления электрически связан через электронный блок, содержащий три регулируемых логических пороговых узла, фильтр и усилитель с датчиком нагрузки электродвигателя буровой машины. При перегрузках электродвигателя вращателя осуществляется реверс исполнительного органа с целью снятия нагрузки. Для обеспечения вы- сокой скс 1Ости подъема подвижной системы бурового органа при освобождеНИИ электродвигателя от пе-регрузок вводится аккумулятор сжатого воздуха 3.

Недостатком данного.устройства является то, чт;о контроль перегрузок осуществляется по току,из-за чего сиг нал о перегрузке поступает почти одновременно с опрокидыванием двигателя,поэтому режим короткого замыкания двигателя не предотвращается, хотя сокращается время пребывания двигателя в этом режиме по сравнению с ручным управлением. Реверс исполнительного органа.вращателя буровой машины осуществляется только в одну сторону, что неприемлимо, например, для проходческого комбайна со стреловидным исполнительным органом, стрела которого имеет двухстороннее движение по горизонтали.

Цель изобретения - повышение надежности и эффективности защиты электродвигателя исполнительного органа горной машины от перегрузок.

Поставленная цель достигается тем что устройство снабжено клапаном ИЛИ и датчиком давления, который установлен в одном из трубопроводов и выход которого подключен к одному из входов электронного-, блока, при этом входы клапана ИЛИ, соединены с рабочими полостями цилиндра подачи исполнительного органа, а выход клапана ИЛИ соединен со входом обратного клапана, причем электронный блок выполнен в виде последовательно соединенных операционного усилителя, усилителя напряжения и триггера Шмидта, выходы которого соединены со входами соответствующих тиристорных триггеров через контакты реле.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства на фиг. 2 - его гидравлическая схема.

Устройство содержит датчик погрузки, включающий чувствительный элемен 1, на который нанесен.тензометрический мост 2, генератор напряжения 3, питающий одну из диагоналей моста 2, электрогиый блок, включающий операционный усилитель 4, усилитель напряжения 5. триггер Шмидта б, тиристорные три .ч-еры 7 и 8, полупроводниковое реле 9, выполненное в виде усилителя работающего в режиме отсечки

У:стройство включает также датчик давления 10, гидронасос 11, распределитель ручного управления 12, электрогидрораспределитель 13 с обмотками 14 и 15, электрогидрораспределитель 16 с обмотками 17 и 18, цилиндр подачи исполнительного органа 19, клапан ИЛИ 20, обратный клапан 21 и гидроаккумулятор 22.

Устройство работает следующим образом.

При встрече исполнительного органа проходческого комбайна с колчеданным включением возможно возникновение ударных нагрузок. Реакция от сил сопротивления резанию появляется на резцах исполнительного органа и одновременно на чувствительном элементе 1 датчика нагрузки. С диагонали тензометрического моста 2 снимается напряжение разбаланса,пропорциональное моменту подачи. Это напряжение поступает на операцио.нный усилитель 4, усилитель напряжения 5 и на триггер Шмидта 6, с помощью которого выбирается уставка срабатывания устройства защиты. Если сигнал о перегрузке по амплитуде достаточен для срабатывания триггера Шмидта 6, то далее по цепи включается тиристорный триггер 7 или 8 в зависимости от направления движения стрелы исполнительного органа по горизонтальной оси забоя. Контроль за направлением движения осуществляет реохордный датчик 10 давления, включенный в оди из трубопроводов , в котором давление (напор или слив) устанавливается в зависимости от направления движения стрелы исполнительного органа. Сигнал поступающий с датчика давления 10, включает или отключаетполупроводниковое реле 9, которое, в свою очередь, включает один и одновременно отключает другой тиристорные триггеры 7 и 8. Нагрузкой триггеров 7 и 8 являются обмотки 14, 15,17 и 18 гидрораспределителей 13 и 16 соответственно.

В нормальном режиме работы машинист управляет движением стрелы исполнительного о.ргана посредством гидрораспределителя ручного управления 12. При этом рабочая жидкость беспрепятственно доходит до правой или ле:вой полостей цилиндра подачи исполнительного органа 19.

Предположим что положение распределителя ручного управления 12 соответствует позиции 1 (фиг. 2). При этом включается в работу тиристорный триггер 7, по обмотке 15 гидрораспределителя 13 протекает ток, а в обмотке 17 гидрораспределителя 16 хок отсутствует, поэтому гидрораспределитель 13 находится в позиции I, и .рабочая жидкость беспрепятственно по. ступает в правую полость цилиндра по;дачи исполнительного органа 19. Из левой полости рабочая жидкость поступает в сливной бак, 3JieKTporHApopacпределитель 16 находится в нейтральном состоянии (позиция 0), и по его обмоткам в это время ток не течет. Одновременно с подачей исполнительного органа заряжается х дроаккумулятор 22 через клапан ИЛИ 20 и обратный клапан 21.

, При появлении нагрузки, превышающей допустимую, напряжение с триггер Шмидта поступает на тиристор триггера 7, в результате чего триггер 7 опрокидывается. Теперь ток течет по обмотке 17 гидрораспределителя 16, а в обмотке 15 гидрораспределителя 13 ток отсутствует, следовательно гидрораспределитель 13 переходит в нейтральное состояние (позиции 0) и перекрывает поток рабочей жидкости, поступающей от гидронасоса 11 в цилиндр подачи исполнительного органа 19. Гидрораспределитель 16 находится в позиции II и по обмотке 17 течет ток. При этом гидроаккумулятор 22 соединяется с левой полостью цилиндра подачи исполнительного органа 19, а его правая полость - со сливным баком. За счет воздействия гидроаккумулятора 22 исполнительный орган отбрасывается на некоторое расстояние от забоя в противоположную движению сторону. Перегрузка снимается, и восстанавливается исходное состояние схемы.

При движении поршня цилиндра подачи исполнительного органа 19 влево распределитель ручного управления 12 находится в позиции II, включается тиристорный триггер 8. По обмотке 14 течет ток, гидрораспределитель 13 находится в позиции II, рабочая жидкость поступает в левую цолость цилиндра подачи исполнительного органа 19 и заряжает гидроаккумулятор 22.

В аварийном режиме обмотка 14 обеточивается, гидрораспределитель 13 переходит в нейтргшьное состояние (позиция 0) и отключает питание цилиндра подачи исполнительного органа 19. Обмотка 18 получает питание, гидрораспределитель 16 переходит в позицию I, а гидроаккумулятор 22 соединяется с правой полостью цилиндра 19 и отбрасывает стрелу исполнительного органа в противоположную движению сторону.Левая полость цилиндра 1 соединяется со сливным баком. После срабатывания гидроаккумулятора 22 устройство защиты переходит в исходное состояние.

Клапан 20 выполняет логическую функцию ИЛИ. При обработке забоя исполнительным органом влево или вправо от оси выработки и последующем затем его стопорении, клапан 20 соединяет аккумулятор 22 с соответствующей полостью цилиндра подачи 19 для снятия перегрузки, В рабочем режиме работы горной мацшны через клапан 20 заряжается аккумулятор 22.

Введение в устройство клапана ИЛИ позволяет повысить надежность и производительность горных машин за счет соответствующего выбора штоковой или поршневой полостей цилиндра подачи исполнительного органа для поступле5ния в них рабочей жидкости в момент перегрузки, что предохраняет электродвигатель исполнительного органа от повреждений.

0

Формула изобретения

1.Устройство для автоматической .защиты электродвигателя исполнительного органа горной машиНы от перегру5зок, содержащее цилиндр подачи исполнительного органа,распределители ручного и автоматического управления, электронный блок,датчик нагрузки электродвигателя,трубопровода аккуму0лятор и обратный клапан,о т л и ч аю щ е е с я тем,что,с целью псвышения надежности к эффективности защиты,оно снабжено клапаном ИЛИ и датчиком давления, который установлен в одном из

5 трубопроводов и выход которого подключен к одному из входов электронного блока,при этом входы клапана ИЛИ соединены с рабочими пояостт к цилиндра подачи исполнительного органа,а выход клапана ИЛИ соединен со входам

0 обратного клапана.

2. Устройство по п. 1отличаю щ е е с я тем, что электронный блок выполнен в виде последовательно соединенных операдионного усилителя,

5 усилителя напряжения и триггера Шмидта, выходы которого соединены со входами соответствующих тиристорных триггеров через контакты реле.

0

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР 201499, кл. Е 21 С 31/00, 1962.

2.Авторское свидетельство СССР

5 № 164045, кл. Е 2l С 31/00.

3.Авторское свидетельство СССР № 327323, кл. Е 21 С 3/32, 1971 (прототип) .