Способ стабилизации скорости подачи угольного комбайна и устройство для его реализации

(5 4 Е 21 С 35/24 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН Н АВТОРСКОМЪГ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Научно-производственное объединение по созданию и выпускусредств автоматизации горных машини Институт прикладной математикии механики АН УССР(54,) СПОСОБ СТАБИЛИЗАЦИИ СКОРОСТИПОДАЧИ УГОЛЪНОГО КОМБАЙНА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУШЯСТВЛЕНИЯ(57) 1, Способ стабилизации скорости подачи угольного комбайна, основанный на изменении кинетическойэнергии привода подачи, о т л и -ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения надежности за счет повышения эффективности подавления колебаний в направлении подачи корпусакомбайна, определяют величину среднего момента нагрузки привода подачи, сравнивают ее с уставкой "и, если величина среднего моментанагрузки привода подачи меньше уставки, увеличивают кинетическуюэнергию привода путем изменения момента инерции привода подачи, есливеличина среднего момента нагрузкипривода подачи больше либо равнауставке, то величину момента инерции привода подачи восстанавливаютдо номинального значения.1222, Способ по п. 1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что момент нагрузки 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, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что оно дополнительно снабжено повышающей зубча"той передачей, управляемой фрикци 1343онной 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 бытьиспользовано для автоматическогоуправления движением очистного комбайна,Цель изобретения - повьппение надежности за счет повышения эффективности подавления колебаний в направлении подачи корпуса комбайна.Иа фиг, 1 представлена схемасистемы стабилизации скорости подачи.Система содержит привод подачис выходным валом 1, управляемуюфрикционную муфту 2, повышающую зуб чатую передачу 3, маховые массы 4,управляющий релейный элемент 5,блок 6 определения среднего моментанагрузки привода подачи, Выходнойвал 1 привода подачи через управля емую фрикционную муфту 2 связан сповьппающей зубчатой передачей 3,на выходных валах которой соосноустановлены две одинаковые, вращающиеся с равной скоростью в йротивоположные стороны, маховые массы 4,Фрикционная муфта 2 также связанас управляющим релейным элементом 5,соединенным через блок 6 определения среднего момента нагрузки привода подачи с энергетическими магистралями привода подачи.Система стабилизации скоростиподачи функционирует .следующим образом,Угольный комбайн в процессе работы может пребывать в трех основ 30 35 где У(,д) - частотная характеристика линейной части системы комбайн-забой;л1(,у) - коэффициент гармонической линеаризации существенно нелинейной части системы комбайн-забой,ч,ч - среднее и амплитудноезначения скорости подачи. ных динамических режимах: м, ф иВ режимах Ж и 8 наблюдаются пульсирующие колебания корпуса комбайнав направлении подачи, а в режимебезостановочное движение. В режимах ж и ф комбайн работает в тяжелых условиях, поскольку имеют местосущественные динамические нагрузкив режущей для режима Ы и подающей 10 для режимачастях комбайна. В режимеамплитуды колебаний скоростии нагрузок корпусной группы комбайна невелики, комбайн движется плавно, без пульсаций. Назначение сис темы стабилизации состоит в переводе комбайна из 1 ежимови 3 в режимчто становится возможным при вполне определенном сочетании параметров системы комбайн-забой. На гра нице перехода от пульсирующего движения к плавному наблюдаются гармонические колебания, хорошо описываемые уравнением гармонического баланса для системы комбайн-забой 25лУд)=-( (У,) ф (1)Пульсирующие автоколебания в системе подачи порождаются в основном неустойчивым начальным участком -к 1 характеристики трения (ч) 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 срыв пульсаций и полное подавление колебаний корпуса комбайна в направлении подачи. Например, для гидропривода подачи такая зависимость имеет следующий вид:(2) 11 м(км+ а Д Смо)-фг+ к,(зе гк,+11%;о 111Девкнмскоэффициент гидравлической жесткости силовой магистрали ГПП;рабочий объем гидромотора;коэффициент диссипативных потерь гидромотора; коэффициент потерь рабочей жидкости в силовом контуре ГПП;коэффициент жесткости системы подачи;коэффициент передачи редуктора подающей части комбайна,где ККм ги Изменение момента инерции производится с помощью подключения допол нительных маховых масс, величина момента инерции которых определяется по формуле;2=(З.-3 )(3) где 7 - номинальный момент инерциидвигателя привода подачи;- передаточное отношение повышающей передачи.Однако возможны случаи, когда увеличение момента инерции двигателя привода подачи несмотря на работу комбайна в режиме . может оказаться нецелесообразным вследствие динамических перегрузок в приводе подачи при резком изменении сопротивляемости забоя разрушению.Для устранения таких перегрузок система стабилизации управляет мо 10 20 25 30 35 40 45 50 55 ментом инерции следующим образом. Если сигнал на выходе блока 6 определения среднего момента нагрузкименьше заданной уставки, задаваемой настройкой управляющего релейного элемента 5, то управляющий релейный элемент 5 подает сигнал управления на включение фрикционной муфты 2, которая обеспечивает сцепление вала 1 привода подачи с повышаающей зубчатой передачей 3, на выходных валах которой установленымаховые массы 4, Привод подачи работает с повышенным моментом инерции,обеспечивая срыв пульсаций в направлении подачи корпуса комбайна. Если произошло резкое увеличение силсопротивления движению комбайна исигнал на выходе блока 6 стал равен сигналу уставки либо больше его, тоуправляющий релейный элемент отключает фрикционную муфту 2,сцеплениевыходного вала 1 привода подачи сповышающей зубчатой передачей 3 нарушается, маховые массы оказываютсяне связанными с валом 1 привода подачи, в результате чего привод подачи функционирует при номинальнойвеличине момента инерции его двигателя, снижая динамические нагрузки,обусловленные резким увеличениемсил сопротивления движению комбайна. Таким образом, в режимах нормальной эксплуатации комбайн движетаяплавно с малыми нагрузками на подающую часть, а при кратковременныхэкстремальных нагрузках на комбайнпривод подачи работает в облегченном динамическом режиме, сохраняявысокую надежность подающей части.Фрикционная муфта 2, маховыемассы 4 и релейный элемент 5 представляют собой выпускаемые промышленностью изделия. Повышающая зубчатая передача 3 выполнена таким образом, чтобы один из ее выходных валоввыходил из колеса с внутренним зацеплением, а другой - из колеса свнешним зацеплением, что позволяетобеспечить одновременное противоположное вращение маховых(масс 4, необходимое для устранения гироскопического эффекта,Управляюпщй релейный элемент 5для гидропривода подачи представляет собой двухпозиционный золотник,а для электропривода - электромагнит. Блок 6 определения среднего мо221343 Составитель А,ЛукашанецТехред Н.Бонкало Корректор А.Зимокосов Редактор М.Циткина Заказ 1562/39 Тираж 470 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП "Патент", г. ужгород, ул. Проектная, 4 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 электро- привода - датчик тока нагрузки, соединенный с электрическим Фильтром, обеспечивающим усреднение сигнала датчика тока на заданном временном интервале.Время усреднения при определении среднего момента нагрузки составляет для комбайна с цепным тяговым органом 2 с, а для комбайна с бесцепнойсистемой подачи - 0,1 с.В качестве базового объектапринятаподающая частькомбайна 1 ГЯ 68,серийноизготавливаемая Горловскиммашиностроительным заводомим.С.М.Кирова.еПреимущества предложенного технического решения по сравнению с ба О зовым объектом состоят в том, чтооно обеспечивает надежную стабилизацию движения очистного комбайнав направлении подачи за счет срыва пульсаций скорости подачи без 1 повышения динамичности работы привода подачи.