Стенд для определения технического состояния механизма подъема многодвигательного одноковшового экскаватора

) С 01 В 31/34 0 ГМ НИЕ ИЗОБРЕТЕНИ т е.и ком ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Ленинградский горный институт им. Г,В.Плеханова, Всесоюзный научно-исследовательский проектный и конструкторский институт горного дела цветной металлургии и Алмалыкский горно-металлургический комбинат им. В.И.Ленина(56) Авторское свидетельство СССР 9 1273531, кл. Е 01 С 3/04, 1986.Авторское свидетельство СССР У 868930, кл. С 01 Р 31/34, 1986.".Нгуен Фам Тхык, Экспериментальное исследование влияния динамических нагрузок на потери в зубчатых передачах. Оценка эффективности эксплуатации и конструкции горных машин. Записки Ленинградского горного института, 1982, т.ХХХЧ 11 с.20-23.(54) СТЕНД ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕХНИЧГКОГО СОСТОЯНИЯ МЕХАНИЗМА ПОДЬЕМАМНОГОДВИГАТЕЛЬНОГО ОДНОКОВШОВОГОЭКСКАВАТОРА(57) Изобретение о носится к автоматизации управления механизмами одноковшового экскаватора. Цегьоперативное и достоверное опреце -ление технического состояния ме-.ханизма подъема экскаватора непосредственно в условиях производстга засчет возможности изменения режимовработы электродвигателей (ЭД) приводаподъема. Электропривод механизмаподъема экскаватора состоит из генератора 1, ЭД 2 и 3 с обмотками возбуждения 18 и 19, регулятора 4; управляющего обмоткой возбуждения 5 генератора 1, измерительных блоков 6,8 и 10, источника постоянного тока(ИПТ) 7, нагрузки 9, тахогенератора11, токоогранцчивающего. регулируемого р " стора 17, механической части20 и мутацио 1 пи)го блока 12, Последний состоит из однополюсных 15 и16 двухполюсных 13 и 14 переключате1629854 лей. Для определения технического состояния механизма подъема экскава- . тора с помощью переключателей,13 - 16 устанавливают такой режим, при котором обмотка возбуждения одного из ЭД подключается непосредственно к ИПТ 7, а обмотка возбуждения другого ЭД подИзобретение касается определениятехнического состояния механизмаподъема многодвигательного одноковшоного экскаватора.Целью изобретения является оперативное и достоверное определение технического состояния механизма подъе-.ма экскаватора непосредственно в усло виях производства за счет возможностиизменения режимов работы электродвигателей привода подъема,На фиг,1 представлена схема стенда,подключенного к электроприводу подъема; на фиг.2 - схема экскаватора, поясняющая методику аналитического определения нагрузки.Схема стенда электропривода механизма подъема экскаватора (фиг.1) состоит из генератора 1, двигателей2 и 3 регулятора 4, управляющего обмоткой 5 возбуждения генератора ивключением первого измерительногоблока 6, источника 7 постоянного тока, второго измерительного блока 8,нагрузки 9, третьего измерительногоблока 10, тахогенератора 11 коммутационного блока 12, состоящего издвухполюсных 13 и 14 и однополюсных15 и 16 переключателей, токоограничивающего регулируемого резистора 17,обмотки 18 и 19 возбуждения первогои второго двигателей и механическойчасти 20,451, Определение .потерь в электрических звеньях механизма подъема ЬРзИ мехнических потерь в элементах реДуктора и подшипников Р.При первом замере двигатель 3 -50машина постоянного тока (МПТ) - работает в режиме двигателя, а МПТ 2 -в.режиме генератора, При втором замере режимы работы МПТ 3 и 2 меняются.Для производства первого замера с .55помощью двухпозиционных 13 и 14 и однопозиционных 15 и 16 переключателейустанавливается такой режим, при котором обмотка 18 возбуждения подклюключается к ИПТ 7 через резистор 17.1 При этом магнитные потоки указанных обмоток возбуждения направлены таким образом, чтобы моменты на валу ЭД 2 и 3 были направлены встречно. Затем режимы работы ЭД 2 и 3 меняются. 2 ил. чена непосредственно к источнику 7 постоянного тока, а обмотка 19 возбуждения - к источнику 7 постоянного тока через токоограничивающий регулируемый резистор 17, причем магнитные потоки обмоток возбуждения направлены так, что моменты на валу МПТ 2 и 3 направлены встречно.При плавном изменения напряжения генератора 1 возможны два состояния кинематической схемы механизма подьема экскаватора.1. Кинематическая схема неподвижна, т.е. момент на валу МПТ 2, работающей в режиме двигателя, недостаточен для преодоления момента МПТ 3, работающий в режиме генератора Мг, и момента сопротивления М, величина которого, в свою очередь, может иметь два значения;а) при отсутствии каната или при ослабленном канате, до момента его натяжения (при работе механизма на подъем ковша) момент сопротивления складывается из моментов сопротивления вращению подшипников и элементов редуктора М, т.е. Мс = М Р,б) при полностью выбранном канате к моменту сопротивления добавляется момент противодействия подъему рабочего оборудования Мп, т,е. М с = М р + + Мп. Для целей диагностики отдельных звеньев механизма подъема а представляет больший интерес. Наличие регистрирующей измерительной аппаратуры позволяет произвести земеры как по п.а, так и по п, б. Для рассматриваемого состояния уравнение равновесия имеет видС,1(1 н - 1 б ) й М,где СА - постоянная по моменту, которая для первой и второйМПТесть величина одинаковая;где гП Б и к гк 40 162981 - ток якоря первой 2 и второй3 последовательно соединенных ИПТ;1 - номинальный ток возбуждения5МПТ, работающий в режимедвигателя;1- ток возбуждения ИПТ, работающий в режиме генератора.Баланс мощностей в этом случае 10имеет видРд = Рг + 26 рэ + Ьрргде Р - мощность, потребляемая МПТ,работающей в режиме двигателя; 15Р - мощность, потребляемая МПТ,переведенной в генераторныйрежим;Д Рз - потери в обмотке якоря одной МПТ; 20ЬР - потери мощности в элеменРтах редуктора и подшипниках.По результатам замеров измерительными блоками 6, 8 и 10 определяются:Рд = с 1;25Рг - "1 зЬР, = 1. й,где К - сопротивление цепи якоря9МПТ (имеется в паспорте МПТ).Для рассматриваемого случая (при 30ослабленном канате) определяетсярр = С 1 я - 01 - 21 Е2. Кинематическая схема в динамике, т,е, момент на валу МПТ, работающей в режиме двигателя, достаточендля преодоления момента сопротивления.Баланс мощности подъемной лебедкив этом случаеРД Рг + РЯ + 2 Дрз + Дрмгде ДРя - мощность, затрачиваемая наподъем ковша;Ьрм - потери мощности в редуктореи тросах подъемной лебедкиили потерь в механическойчасти.Мощность, затрачиваемая на подъемковша, определяется расчетно-экспериментальным путемР Я Мп 50где Я- угловая частота вращения барабана, определяемая экспериментально с помощью тахогенератора 11 блока 8 измерения и передаточного числа редуктора.М - полезный момент рабочегоиобрудования, затрачиваемый наподъем ковша (с грузом илипустого),546В соответствии с фиг.2Скгк + Сргп и У г,радиус действия силы относительно опорного подшипника;радиус барабана подъемнойлебедки;:усилие подъема;масса ковша (пустого или сгрунтом);радиус поворота ковша относительно стрелы;масса рукоятки; г - радиус поворота центра тяГжести рукоятки.Из указанного следует, что потери в механической части механизма подъема Р расчетно-экспериментальным пумтем могут быть определены из выраженияДрм 111 "г 1 я 21 кр Рп 3. Определение идентичйости настройки и режима работы первой 2 и второй 3 ИПТ.Такое определение осуществляется путем перевода первой МПТ 2 в режим генератора, а второй ИПТ 3 - в режим двигателя. Для этого с помощью переключателей 13 - 16 установливается такой режим, когда обмотка 18 возбуждения подключается к источнику постоянного тока через токоограничивающий управляемый резистор 17, а обмотка 19 возбуждения - к источнику постоянного тока непосредственно. Повторение замеров, изложенных в п,1 и 2, при одинаковых напряжении генератора 1 и тока якоря должно дать результаты, аналогичные полученным в предыдущем опыте. Еслиимеет место значительная разность результатов измерений, то тщательной ревизии и настройке. подвергают электрическую часть механизма подъема, так как для механической части нет разницы какая из МПТ работает в режиме двигателя, а какая - генератором.11. Определение общих потерь ЬР и потерь в линии Г.При определении общих потерь ЬР обе МПТ 2 и 3 работают в режиме двигателя, Для создания такого режима к их обмоткам 8 и 19 возбуждения подводится номинальное напряжение, Еслиуказанный эксперимент производится после описанного в п.3, то необходи 162985435 45 Стенд для определения технического состояния механизма подъема многодвигательного одноковшового экскаватора, содержащий источник постоянного тока, первый измерительный блок, первая и вторая клеммы которого включены в якорную. цепь привода одноковшового экскаватора последовательно с генера 55 тором, а третья и четвертая клеммы подключены параллельно якорю генерамо произвести переключения тольков цепи возбуждения ИПТ 2.Общие потери ДР определяются какразность между мощностью, отдаваемой5генератором 1 Р; и мощностью, затрачиваемой на подъем ковша Рп,т.е. ДР = Р- Р.Через величины, замеренные измерительными блоками б, 8 и 10, а такжевеличины, рассчитанные аналитически,общие потери определяются из следующего выражения:.Р УоТ Ф ОР 1 пгде 0. - найряжение на зажимах глав 15ного генератора 1.Потери в линии ЬР определяютсякак разность между мощностью Р имощностями Р,.; Рд , потребляемыми4первой 2 и второй 3 МПТ, работающимив режиме двигателя, т,е.ь А АЧерез йзмеренные величины потерив линии определяются какР = 1(По- 0 д),25где Б, У - напряжения на зажимахпервой 2 и второй ЭК 1 Т.11 Т. Определение коэффициента интенсивности потерь а.Определение осуществляется расчет 30но-. экспериментальным методом путемпостроения зависимости 1 Р = Е(Р).Откуда коэффициент а может быть определен как интенсивность измерения угла наклона прямой.йР - Ъгде Ро- потери холостого хода вприводе подъемной лебедки.Зависимость КР = й(Р,) строитсяна основании результатов измеренийП, 11, Я регистрирующих средств измерейия блоков 6, 8 и 10 измерения иопределяется в соответствии с п,Т 1при опущенном:.ковше и натянутом (впределах допустимого) канате.формула и з о б р е т е н и я тора, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью оперативного и достовернопо определения технического состояния механизма подъема экскаватора непосредственно в условиях производства за счет возможности изменения режимов работы электродвигателей привода подъема, он дополнительно снабжен вторым измерительным блоком, тахогенератором, токоограничивающим регулируемым резистором и коммутационным блоком, состоящим из двух двухполюсных и двух однополюсных переключателей, причем первый и второй контакты первого двухполюсного переключателя соединены с первым и вторым контактами второго двухполюсного переключателя, третий и четвертый контакты первого двухполюсного переключателя соединены с переключающим контактом первого однополюсного переключателя, первый и второй контакты которого соединены соответственно с первым и вторым контактами второго однополюсного переключателя, переключающий контакт которого соединен с третьим и четвертым контактами второго двухполюсного переключателя, переключающие контакты первого двухполюсного переключателя соединены с обмоткой возбуждения первого двигателя, переключающие контакты второго двухполюсного переключателя соединены с обмоткой возбуждения второгодвигателя, а первый контакт первого однополюсного переключателя через токоограничивающий регулируемый резистор соединен с вторым контактом второго однополюсного переключателя и с выходом источника постоянного тока обмоток возбуядения двигателей привода подъема, второй выход которого соединен с вторым контактом второго двухполюсного переключателя, вал первого двигателя жестко связан с входом тахогенератора, выход которого соединен с первым и вторым входами второго измерительного блока, третий вход которого соединен с первым выводом якоря первого двигателя, четвертый - с вторым выводом якоря второго двигателя и с первым входом третьего измерительного блока, второй вход которого соединен с вторь 1 м выводом якоря второго двигателя16 29854 Составитель А.МартынРедактор Н.Рогулич Техред Л.Сердюкова орректор М Максиьишйне ина, 10 Производственно-и Заказ 436ВНИИПИ Госуд Тираж 434 Подписноетвенного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 13035, Москва, Ж"35, Раушская наб., д. 4/5 тельский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул