Способ предохранительного торможения шахтного подъемника и устройство для его осуществления

О П И С А Н И Е763229ИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик Фтфдоо делам изобретений и открытий(72) Автор изобретения А. Н. Шатило Государственный Макеевский ордена Октябрьской Революции научноисследовательский институт по безопасности работ в горной промышленности(54) СПОСОБ ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНОГО ТОРМОЖЕНИЯ ШАХТНОГО ПОДЪЕМНИКА И УСТРОЛСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯИзобретение относится к горно-добывающей промышленности и может быть использовано для создания безопасных и надежных режимов предохранительного торможения шахтных подъемных установок. Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является способ предохранительного торможения шахтного подъемника, при котором задают величину базисного замедления и тормозное усилие изменяют во времени 1.Способ осуществляют устройством, содержащим блок базисного замедления и регулятор тормозного усилия, воздействующий через привод и исполнительный орган тормоза на подъемную машину.Недостатком указанного способа является то, что его реализация требует сложных и громоздких электромеханических устройств для измерения усилий в поднимающейся и опускающейся ветвях канатов, а вращение регулировочного винта регулятора давления значительно снижает надежность работы сис темы управления предохранительным торможением в целом. Целью изобретения является повышениенадежности и безопасности предохранительного торможения.Для достижения указанной цели в период холостого хода тормоза измеряют ускорение свободного выбега и определяют его знак, причем величину измеренного ускорения суммируют с величиной базисного замедления, полученную сумму запоминают и в соответствии с полученной величиной регулируют тормозное усилие.10 Устройство, реализующее предлагаемый способ снабжено датчиком ускорения и блоком алгебраического суммирования, выход которого подключен ко входу регулятора тормозного усилия, причем один из входов блока алгебраического суммирования соединен с выходом блока базисного замедления, а второй вход указанного блока соединен с выходом датчика ускорения. Сущность предлагаемого спсоба заключается в следующем.Извесно, что замедление при предохранительном торможении (без учета переход763229 3ного процесса в тормозе) подъемной установки равноар = +. ав - апр.тгде а - ускорение свободного выбега подъемвной установки, определяемое величинои концевой нагрузки, местонахождением подъемньх сосудов в стволе, силами сопротивлениядвижению. Ускорение свободного выбега принимается со знаком плюс, если статическоеусилие подъемной установки способствуетдвижению системы и, наоборот, со знакомминус, если статическое усилие как и предохранительный тормоз замедляет подъемную установку.Из приведенного выражения следует, чтодля поддержания предохранительного замедления в пределах, не опасных для подъемнойустановки (не менее 1,5 м/с в режиме спуска груза и не более 5 м/с при подъеме груза), система управления предохранительнымтормозом должна осуществлять такое регулирование, при котором бы компенсировалось влияние ускорения свободного выбега.В предлагаемом способе это достигается тем,что блоком базисного замедления формируется постоянный по величине сигнал, при подаче которого на регулятор тормозного усилия обеспечивается создание предохранительным тормозом замедления арт. Для компенсации влияния на процесс торможения статической нагрузки датчиком ускорения в период холостого хода тормоза измеряют величину и знак ускорения свободного выбегаподъемной установки, результат измеренияс учетом знака ускорения свободного выбега суммируют с сигналом блока базисногозамедления, суммарный сигнал запоминаюти подают на вход регулятора тормозного усилия. При этом, если ускорение свободноговыбега отрицательное (что, как правило,соответствует режиму подъема груза), суммарный сигнал уменьшается на величину ав,в результате чего предохранительное торможение подъемной установки осуществляетсяс замедлением.апр = - ав - (апр.т - ав) = - апр.тгде - а - ускорение свободного выбега приЬподъеме груза,(апрт - ав) - величина замедления, обусловленная лишь действием предохранительного тормоза, которая установилась послетого, как на регулятор тормозного усилиябыл подан сигнал, уменьшенный на величину, соответствующую ускорению свободноговыбега а . При положительном ускорении свободного выбега (что, как правило, соответствует режиму спуска груза) суммарный сигнал увеличивается на величину ав и предохранительное торможение подъемной установки в этом случае осуществляется с замедлениемапр +,ав (апрт+ ав) апрт где + ав - ускорение свободного выбега в режиме спуска груза,4(а + а ) - величина замедления, обусловленная лишь действием предохранительного тормоза, которая устанавливается после того, как на регулятор тормозного усилия подается сигнал, увеличенный на величину, соответствующую ускорению свобод 5ного выбега ав.Следовательно, при таком регулированиипредохранительное торможение подъемной установки практически осуществляется с постоянным замедлением а .независимо от 1 в величины и направления действия статической нагрузки. Величина замедления апрт устанавливается в процессе наладки из условия создания безопасных режимов предохранительного торможения.На фиг. 1 изображена принципиальнаясхема устройства предохранительного положения шахтного подъемника, где 1 - регулятор тормозного усилия; 2 - привод и исполнительный орган тормоза; 3 - подъемная машина; 4 - блок алгебраического суммирования сигналов; 5 - блок базисного замедления; 6 - датчик ускорения системы; на фиг, 2 3 и 4 применительно к двухконцевой подъемной установке показан характер изменения скорости (Ч), тормозного усилия (Г,.) и ускорения (а) соответственно при перегоне порожних сосудов, подъеме и спуске груза, где 7 - кривая изменения усилия, развиваемого предохранительным тормозом в режиме прегона порожних сосудов; 8 -кривая изменения скорости Ч подъемной установки с момента размыкания цепи защиты до полной остановки машины предохранительным тормозом; 9 - кривая, характеризующая величину ускорения апри регулируемом предохранительном торможении системы; 10 - кривая, характеризующая ве личину ускорения ар при нерегулируемомпредохранительном торможении системы;11 - кривая, характеризующая величину ускорения свободного выбега системы; 12 - кривая, характеризующая величину тормозного усилия, устанавливающуюся после процесса регулирования.Устройство предохранительного торможения содержит регулятор 1 тормозного усилия который посредством привода 2 и исполнительного органа тормоза воздействует на 45 подъемную машину 3. Сигнал на вход регулятора 1 поступает с выхода блока 4 алгебраического суммирования сигналов. Один вход блока 4 соединен с выходом блока 5 базисного замедления, а второй вход - с юовыходом датчика 6 ускорения системы, имеющего связь с подъемной машиной Ь. Принцип действия предлагаемого устройства заключается в том, что в течение времени т, отсчитываемого с момента,размыкания цепи защиты до момента появления тормозного усилия (на фиг. 2, 3, 4, кривая 7, показана идеализированная характеристика тормоза, когда после окончания холостого хода тормоза усилие мгновенно достигает763229 ь,1 О 2 О Формула изобретения зо зз 4 О аз 30 5.максимального значения), датчик 6 измеряет величину и знак ускорения свободного выбега системы, В качестве датчика 6 может быть использовано, например, устройство, содержащее тахогенератор постоянного тока, кинематически связанный с подъемной машиной, и трансформатор, выполняющий роль дифференцирующего звена. Выход тахогенератора включен на первичную обмотку трансформатора. При возрастании скорости подъемной машины во вторичной обмотке также индуктируется ток, но противоположного направления. Следовательно датчик 6, построенный на описанном выше принципе, позволяет определить величину и знак ускорения свободного выбега системы. ( в азад - при переподъеме груза и + ав - при спуске груза). Сигнал с датчика 6 поступает на один из входов датчика 4 алгебраического суммирования сигналов. Блок 4, во-первых, производит его алгебраическое суммирование с постоянным по величине и направлению сигналом блока 5 базисного замедления, а,во-вторых, результат суммирования запоминает.Величина сигнала блока 5 выбирается, исходя из требуемого значения замедления, которое должно обеспечиваться только действием предохранительного тормоза без учета других сил (сил сопротивления, концевой нагрузки и т.д.). Применительно к двухконцевой подъемной установке это соответствует режиму перегона порожних сосудов и предохранительному торможению в момент нахождения сосудов в точке их встречи в стволе. В этом случае ускорение свободного выбега а равно нулю (фиг. 2) и, следовательно, сигнал на выходе датчика 6 также равен нулю, Вследствие этого на вход регулятора 1 поступает сигнал, величина которого определяется только сигналом блока 5, Регулятор 1 на основании полученной информации, воздействуя посредством привода 2 и исполнительного органа тормоза на подъемную машину 3, создает тормозное усилие (фиг. 2, кривая 7), обеспечивая снижение скорости подъемной машины (кривая 8) с замедлением (кривая 9), равным ап.Если включение предохранительного тормоза происходит в режиме подъема груза (фиг, 3), тогда датчик 6 измеряет отрицательную величину ускорения свободного выбега - а(кривая 11). В результате этого с блока 4 на вход регулятора 1 поступает сигнал, равный разности сигналов, снимаемых с блока 5 и датчика 6. Благодаря этому на подъемную машину действует тормозное усилие (кривая 12) меньшее, чем в слу- чае перегона порожних сосудов (пунктирная кривая 7), в результате чего система тормозится с замедлением (кривая 9), близким к замедлению ар (расхождение с замедлением при перегоне порожних сосудов составляет не болре,6%, обусловлено это наличием массы поднймаемого груза).lВ случае же нерегулируемого предохранительного торможения, когда, например, на систему постоянно действует тормозное усилие, установленное для режима перегона сосудов (пунктирная кривая 7), замедление при подъеме груза (пунктирная кривая 10) может увеличиться до значения, превышающего предельную величину, регламентируемую Правилами технической эксплуатации.При включении предохранительного тормоза в режиме спуска груза (фиг, 4) датчик 6 измеряет положительную величину ускорения свободного выбега ащ (кривая 11), благодаря чему с блока 4 на вход регулятора 1 поступает сигнал, равный сумме сигналов, снимаемых с блока 5 и датчика 6, При этом на подъемную машину 3 действует тормозное усилие (кривая 12) большее, чем в случае перегона порожних сосудов (пунктирная кривая 7), в результате чего система также тормозится с замедлением (кривая 9), близким к замедлению аг. 1. Способ предохранительного торможения шахтного подъемника, при котором задают величину базисного замедления и тормозное усилие изменяют во времени, от.гичающийся тем, что, с целью повышения надежности и безопасности предохранительного торможения, в период холостого хода тормоза изменяют ускорение свободного выбега и определяют его знак, причем величину измеренного ускорения суммируют с величиной базисного замедления, полученную сумму запоминают и в соответствии с полученной величиной регулируют тормозное усилие.2. Устройство для осуществления способа по п. 1, содержащее блок базисного замедления и регулятор тормозного усилия, воздействующий через привод и исполнительный орган тормоза на подъемную машину, отличающееся тем, что оно снабжено датчиком ускорения и блоком алгебраического суммирования, выход которого подключен ко входу регулятора тормозного усилия, причем один из входов блока алгебраического суммирования соединен с выходом блока базисного замедления, а второй вход указанного блока соединен с выходом датчика ускорения. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР336332, кл. В 65 В 5/16, 1968 (прототип).Сос Техр Тира осударстве м изобре а, Ж - 35 атент, г. едактор Г. Мозжечкова аказ 6215/18 ВНИИПИ Г по дела 113035, Москв Филиал ППП Пвитель О. ТимченкоК. Шуфрич Корректор Е. Папп932 Подписноенного комитета СССРтений и открытийРаушская наб. д. 4/5Ужгород, ул. Проектная, 4