Система автоматического управления подачей исполнительного органа горной машины на забой

СОЮЭ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИЙ 9) 21 С 29/О ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ конструкторскоюро ГлавтоннельметроГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(53.) 622,358,002.5 (088.8) (56) 1. Авторское свицетельство ССС И 274046, кл. Е 21 С 27/00, 1964 ф 2, Авторское свидетельство СССР М 279531, кл, Е 21 С 29/00, 1968 (прототип).(54) (57) СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПОДАЧЕЙ ИСПОЛНИ ТЕЛЬНОГО ОРГАНА ГОРНОЙ МАШИНЫ НА ЗАБОЙ, включаюшая электроцвигатель привода исполнительного органа, имеющий мягкую характеристику, гицропривоц подачи, регулятор потока, насос подачи и линии управления, о т л и ч аю ш а я с я тем, что, с целью повышения нацежности системы в работе путем автоматической стабилизации работы электроцвигателя в зоне номинальных режимов, гицропривоц подачи снабжен гидроцилиндром подачи и дросселем, сообщенным с одной стороны с поршневой полостью гидроцилинцра подачи и с управляющей полостью регулятора потока, . а с другой стороны - с торцевой полостью регулятора потока, при этом насос поцачи кинематически связан с электроцвигателем привода исполнительного органа.Изобретение относится к горной твхнике и касается системы автоматического управления поцачвй исполнительногооргана горной машины па забой, котораяможет быть использована в прохоцческкх, цобычных и камнврезных машинах.Известна система автоматическогоуправления подачей исполнительного органа горной машины на забой, додвржашаяэлектродвигатель постоянного тока с 1 Опослецоватвдьным возбуждением цля привода исполнительного органа и привопмеханизма попачи 1,Нецостатком этой системы являетсято, что при изменении крепости пород 15электродвигатель привода исполнительного Органа будет работать в производь;НОМ РЕЖИМеаНаиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к 20изобретению является система автоматического управления подачей исполнительного органа горной машины на забой,включающая электродвигатель приводаисполнительного органа, имеющий мягкую 25характеристику, гидропривоц подачи,регулятор потока, насос подачи и линииуправления2 ,Недостатком известной системы является низкая нацежность ее работы, обус- ЗОловленная отсутствием возможности стабилизации работы электропвигатедя приво.да исполнительного органа в зонах номинальных режимов.Целью изобретения является повышение надежности системы в работе путем автоматической стабилизации работыдвиГатвля в зонах номинальных режимов.Поставленная цель достигается тем,что всистеме автоматического управления поцачей исполнительного органа гор- .ной машины на забой, включающей электродвигатель привоца исполнительногооргана, имеющий мягкую характеристику,гицропривоц подачи, регулятор потока,насос попачн и пинии управления, гидропрквоц подачи снабжен гипронплкндромпопачи к просселем, сообщенным о однойстороны с поршневой полостью гкдродидинпра подачи и с управлиошей полостьюрегуляторе потока, а с другой стороныс торцевой полостью регулятора потока,при этом насос попачи кинвматическисвязан с эдектропвигагелем привода испол-нительного органа.55Ба фиг. 1 изображена прицниппальнаясхема системы автоматического упраг."лвн кя и Опач 8 Й исполни тельного ОрГана горной машины на забой; на фиг, 2типовая характеристика электродвигателя постоянного тока с последовательнымвозбуждением, построенная в координатахоборотов (И) и момента на валу (М);на фиг, 3 - графики зависимости удельной подати (Ян/и) от оборотов (И) электродвигателя, где ц - график зависимости без применения в системе рвгучиро.вочного устройства и при открытом дроссвле, 6 - график зависимости с испольэованием в системе регулировочногоустройства при открытом дросселе, би д- графики зависимости с использованием в системе регулировочного устройство и цросседя.Система автоматического управленияподачей исполнительного органа горноймашины на забой содержит электродвигатель 1 псстоянного токе .с последовательным возбуждением, который облада 8 т мяГкой характ 8 ристикой и приводитодновр.менно исполнительный орган 2 ирегулируемый гидравлический насос 3 подачи. Вал электродвигателя 1 кинематически связач с валом насоса 3 попачи.Гидравлический насос 3 подачи, гидрораспрецелитвдь 4, гицродилиндр 5 подачи и дроссель 6 образуют привод механизма подачи. Ороссель 6 установлен влинии 7 нагнеания насоса 3 подачи. Напараллельном отводе 8 линии нагнетаниясмонтировано регулировочнов устройство 9 ля отделения потока рабочей жидкости постоянной величины, которое также входит в привод механизма подачи.Регулировочное устройство 9 выполнеко в виде регулятора 10 потока, который гидравлически соединен с дросселем 6линии 7 нагнетания посредством линий 1 1и 12 управления, Б линиях 11 и 12 управления установлены демпферы 13 и 14,Регулятор 10 потока выполнен в форме плунжера 15, который удерживается вкрайнем положении пружиной 16, имеетвозможность регулировочного возвратнопоступательного перемещения и образуетпри этом дроссельную щель 17 цдя прохода рабочей жидкости,Регулятор 10 потока имеет регудировочный винт 18, который предназначендля ручной регулировки регулятора 10потока и опрецеляет величину первоначального потока рабочей жидкости отнасоса 3 поцачк,В системе препусмотрвн гицрораспр-;делитель 19, предназначенный цдяобеспе;.епкя вспомогательных пвремешэнийО При сохранении постоянства величины удельной подачи, т.е. при отключенном регулировочном устройстве 9 (график С( фиг. 3), максимальным оборотам электро 50 двигателя 1 буцет соответствовать максимальная подача, а увеличение нагрузки, вызывающее падение оборотов и увеличение момента на валу электродвигателя 1, вызывает пропорциональное снижение по дачи. Мощность электроцвигателя при этом на всем диапазоне регулирования остается постоянной (фиг. 2 ). исполнительного органа 2 при неработающем электроцвигателе 1,Поцвоц рабочей жидкости к регулировочному устройству 9 от линии 7 наг.нетания производят по линии 20.5Система автоматического управленияподачей исполнительного органа горноймашины на забой работает следующим образом,При включении электродвигателя 1он одновременно приводит а цействиеисполнительный орган 2 и насос 3 подачи. При этом поток рабочей жидкостиот насоса 3 подачи через гицрораспрецелитель 4 поступает на слив. 5Подача исполнительного органа 2горной машины на забой осуществляетсяпри включении гидрораспрецелителя 4 вположение, при котором рабочая жидкостьпоступает от насоса 3 подачи в гицроцилинцр 5 подачи (рассматриваем случай,фкогда регулировочное устройство 9 цляотделения потока рабочей жицкости постоянной величины отключено, а цроссель 6 открыт), 25При изменении нагрузки на исполнительном органе 2 изменяются и оборотыэлектродвигателя 1 вследствие его мягкойхарактеристики,а именно, при увеличениинагрузки на исполнительном органе 2 обо-ЗОроты электродвигателя 1 падают привозрастании момента на его валу и, наоборот, при уменьшении нагрузки обороты электродвигателя 1 возрастают(фиг. 2), Из-оа жесткой связи валаэлектродвигателя 1 с валом насоса 3подачи указанное изменение оборотовэлектродвигателя 1 сообщается насосу 3 подачи. В результате этого подача насоса 3 изменяется в строгом соответствии с изменением оборотов электроцвигателя 1 привода исполнительногооргана 2, Следовательно, сохраняетсясоотношение скоростей резания и подачии соответственно толщины снимаемойисполнительным органом 2 стружки. При возникновении случайных нагрузок на исполнительном органе 2 электроцвигатель 1 работает произвольно на любых параметрах своей характеристики, отвечающих данной величине нагрузки. Если нагрузка выше его номинальных параметров, то электродвигатель 1 работает в зоне больших моментов и малых оборотов при больших значениях токовой нагьруэки, т.е. в зоне, отличной от его номинального режима работы.При максимальной подаче насоса 3( т.е,при.больших его оборотах) доля огводимэгопотока рабочей жидкости в общем потоке станет меньше и наоборот, Наклон прямой ) (фиг. 3) зависит от вели 1 пгны отводимого потока, Это означает, что, например при перегрузках исполнительного органа 2, отклонения от нол 1 цналы х оборотов будут меньше, чем в системах без регулировочного устройства, а при равных отклонениях от номинальных оборотов система с рэгулировочным устройством обеспечит обработку породы большей крепости, т.е, в системах без регулировочного устройства при необходимости корректировки величины удельной по дачи в связи с изменением крепости породы оператор вручную цолжен изменить расход насоса подачи.В предлагаемой схеме с установленным регулировочным устройством такая корректировка происхоцит автоматически.Аналогичные процессы происходят и при отклонении оборотов исполнительного органа выше номинальных.При неизменяемой удельной поцаче электродвигатель 1 разовьет обороты больше, чем при увеличенной удельной подаче, и при этом отпацает необходимость в ручной корректировке.Зацавая различные значения расходов рабочей жидкости на регулировочном уст ройстве 9, влияют на крутизну изменения графика зависимости удельной поцачи от оборотов (график 3, фиг. 3). Чем разно- роднее порода по крепости, тем круче должна быть характеристика, тем больший поток необходимо отводить через регули ровочное устройство 9.Рассмотрим случай, когда в системе работает регулировочное устройство 9 и цроссель 6, В этом случае подача исполнительного органа 2 горной машины на забой осуществляется также при включении любым известным способом гицро распрецелителя 4 в положение, при кото ром рабочая жидкость поступает от насо 104650 4са 3 подачи в гидроцилиндр 5 подачи через гидрораопределитель 4, линию 7 нагнетания и дроссель 6. Вытесняемая при этом из гидроцилиндра 5 подачи рабочая жидкость через гидрораспреде литель 4 поступает на слив. Одновременно часть рабочей жидкости проходит через регулятор расхода 9 посредством линии 20,Создаваемый на дросселе 6 перепад давления по линиям 11 и 12 управления сообщается торцам плунжера 15, в результате этого, преодолевая действие пружины 16, плунжер 15 перемешается вправо по чертежу (фиг, 1). Причем большему перепаду давления рабочей .жидкости на дросселе 6 соответствует большая величина перемещения плунже - ра 15. и, следовательно, меньший раз мер дроссельной щели 17 для прохода 20 рабочей жидкости через регулятор 9 расхода.Таким образом, происходит автомати ческая перестройка регулировочного устройства 9 для отделения потока рабочей жидкости насосом 3 подачи. При изме пении нагрузки на исполнительном органе изменяются и обороты электродвигателя 1 вследствие его мягкой характеристики, а именно при увеличении наъ. 30 рузки на исполнительном органе 2, обороты электродвигателя 1 падают при возрастании момента на его валу и, наоборот (фиг. 2), Из.за кинематической связи вала электродвигателя 1 с 35 валом насоса 3 подачи укаэанное изме нение сообщается насосу 3 подачи т.е. чем больше обороты исполнительного органа 2 (чем меньше нагрузки на нем), тем больше обороты насоса 3 подачи, 40 тем болиде величина перепада давления на дросселе 6, тем больше перемещение плунжера 15 и тем меньше размердроссельной щели 17. Следовательно, приувеличении числа оборотов исполнительного органа 2 (малая нагрузка) регулировочное устройство 9 (регулятор расхода) отделяет меньший поток рабочейжидкости от потока насоса 3 подачи,что обеспечивает большую величинуудельной подачи исполнительного органа 2,В зоне перегрузок, т,е, в зоне малыхоборотов электродвигателя 1 .происходитобратный описанному процесс и величинаудельной подачи снижается,Взаимосвязь перепада давления надросселе 6 и расхода через него можетбыть разнообразной в зависимости отконструкции дросселя, То же самое можно утверждать и о дроссельной щели 17на плунжере 15.Например, если зависимость перепададавления от расхода рабочей жидкости надросселе 6 графически выражается прямойлинией, а на дроссельной щели 17квадратичной кривой, то зависимостьудельной подачи исполнительного органа 2от его оборотов выражается графическиквадратичной кривой. При подобной зависимости повышается эффективность стабилизации работы электроцвигателя в зоненоминальных режИмов.Задаваясь конструкцией дросселя 6и формой дроссельной щели 17 плунжера 15, комбинируя эти параметры, можно получить большой диапазон зависимостей удельной. подачи от оборотов электродвигателя 1 для увеличения эффективностипроцесса стабилизации работы электродвигателя в зоне номинальных режимов(кривые д и д, фиг, 3), что, в конечномитоге, повысит надежность работы всейсистемы в целом.. Ужгороц, ул, П а з 7692/35 Тираж 60 ВНИИПИ Госуцарственного по аелам изобретений и 113035, Москва, Ж, Раукомите та ткрытий ская наб. РтЛ;гЧ,ЮЮг фасЫп