Технічна характеристика вугільної підіймальної установки

Размещено на http://www.allbest.ru/

- 23 -

Вступ

Сучасна підіймальна установка - велике спорядження шахти-яке призначене для підіймання корисних копалин і породи; спуску і підіймання людей, матеріалів, і людей. Основна частина підіймальної установки - підіймальна машина - складний електромеханізм, який складається з окремих елементів, котрі виконують різні функції.

Правильний і раціональний вибір цих елементів і встановлення оптимальних режимів роботи машини, повністю визначають безпеку і економічність експлуатації підіймальної установки.

Для визначення ефективності роботи установки, необхідно встановити оптимальну масу підіймального вантажу, скіпів, визначити оптимальне значення прискорення, сповільнення, швидкості підіймання; вибрати і розрахувати потужність привідного двигуна; розміщення машини відносно ствола шахти, визначити приведену масу підіймальної установки, ефективну потужність підіймання; розхід електричної енергії і ККД підіймальної установки; побудувати пускові характеристики двигуна, і розрахувати роторні опори.

Електричний привід представляє собою електромеханічний пристрій для приведення в рух робочого органа машини і управління його технологічним процесом. Він складається з трьох части: електричного двигуна, який здійснює електромеханічне перетворення енергії; механічної частини, і системи управління.

Характеристики двигуна і можливості системи управління визначають продуктивність механізму, точність виконання технологічних операцій, динамічні навантаження механічного обладнання.

Загальні положення

У відповідності з вимогами «Норми технологічного проектування шахтних підіймальних установок», ствол обладнаний двох скіповою підіймальною установкою для видачі породи.

Двох скіпова вугільна підіймальна установка, обладнана двох барабановою підіймальною машиною типу МПБ 5-3,15-3,15. В якості підіймальних посудин, навішують вугільні скіпи, СН 9,5-1,1.

У зв'язку з великою глибиною і значним кінцевим навантаженням, проектом передбачається каната по ДСТУ-7669-80 з металічним сердечником, і діаметром 49 мм, з запасом міцності 1570 Н/мм², і розривним зусиллям 1820000Н.

Крок нарізки підіймальної машини, прийнятий 56мм з умовою можливого використання каната діаметром 52-53мм. Таким чином, при ненормальних умовах, котрі можуть виникнути в процесі експлуатації (висока зольність вугілля, волога, і т.п.)підіймальна машина і привід дозволяють навісити канат більшого діаметра.

Привід підіймальної машини - двох двигунний, з редуктором, ЦО - 22, з передатнім відношенням 10,5. В якості привода прийняті: асинхронні двигуни, потужністю по 630 кВт, 245 об/хв., 6 кВ типу АКН 2-18-47-24.

Розрахунок параметрів підіймальної установки виконані виходячи з умови видачі 1024 тис. т. гірничої маси в рік(3420 т/с), при коефіцієнті нерівномірної роботи підіймання 1,5.

1. Опис роботи схеми і технологічний процес вугільної підіймальної установки

A. Напруга 6 кВ для живлення підіймальних двигунів поступає з високовольтних комірок шахтної підстанції, по двох вводах, в шафу роз'єднувачів. Роз'єднувачі 1Р та 2Р проводять підключення до двигунів ввід №1, і ввід №2. Додатково в шафу роз'єднувачів встановлено:

1. трансформатори струму ТПЛ 150/5 А - для контролю за струмом двигунів;

2. трансформатор напруги ТН - 1 - для контролю за напругою двигунів;

3. між роз'єднувачами 1Р та 2Р встановлено механічну та електричну блокіровки, для забезпечення вмикання тільки одного з них.

З шафи роз'єднувача напруга поступає на в/в реверсори, типу

РВВ-6-400. Це є шафи з трьома в/в вакуумними контакторами:

- контактор в перед;

- контактор назад;

- контактор динамічного гальмування - ДГ.

Контактори «Вперед» та «Назад», заблоковані електрично та механічно між собою, а з контактором «Динамічного гальмування» - електрично. Блокіровка забезпечує включення тільки одного з контакторів.

Для обмеження перенапруги при включенні і відключені в/в двигунів, до шин реверсорів підключені обмежувачі перенапруги ОПНР-6.

B. Для живлення схеми управління і допоміжних приводів застосовується напруга 380 В, яка подається в шафу допоміжних приводів на низьковольтні роз'єднувачі QS1 та QS2, по двох вводах з комплектної трансформаторної підстанції КТПВ - 400. Вибір необхідного вводу здійснюється автоматичними вимикачами QF1- ввід №1, QF2 - ввід №2, за допомогою ключа управління SA1 та кнопок SB1-1 та SB1-2.

В шафі встановленні:

- автоматичний вимикач QF15 - для живлення випрямляча постійного струму ДЄ3, що виробляє постійну напругу = 220 В, для кіл управління.,

- автоматичний вимикач QF9 та контактор КМ5 - для підключення двигунів М4 та М5 насосів системи масло змащування.,

- автоматичний вимикач QF8 та контактор КМ12 - для підключення підігрівів масла в холодну пору року.,

- автоматичний вимикач QF5 та контактор КМ3 - для підключення компресорної установки УКШВ.

А також автоматичні вимикачі та контактори для живлення апаратури стволової сигналізації, кіл управління = 220 В, електричного крана, кондиціонера, та вентиляції машинного залу.

C. Для визначення положення скіпів в стволі, і їхньої швидкості, видачі шляхових сигналів, а також створення захисту від перевищення швидкості, використовується апаратура КПУ. Первинний сигнал у вигляді імпульсів, що зсунутий по фазі, поступають в КПУ від

ЄН - кодерів, що зв'язані з корінним валом. За один оберт валу видається 5000 імпульсів, одночасно обробляються сигнали положення командо апаратів КАРГ та КАРП, і відповідні сигнали подаються в схему управління.

D. Управління приводом здійснює система ЗКДР, котра побудована на програмованих мікроконтролерах. Система отримує сигнали від датчиків і реле, котрі контролюють роботу підіймальної установки, і видає відповідні сигнали в схему управління.

E. Гальмівна система. Розгальмовування і загальмовування барабана здійснюється пневмопружинною системою гальмування. Повітря в гальмівні циліндри поступають з повітрозбірника, а в повітрозбірник, через компресор. Котрий вмикається кнопкою управління S6. Через регулятор тиску РДУ - 1, дає можливість плавного гальмування, міняють тиск в робочих циліндрах , від «0» до «6» атм. Робота компресора контролюється реле тиску UZ9, яке підтримує тиск повітря в повітрозбірнику в межах 5-6 атм.

F. Система масло змащування.

- Індивідуальна - для змащування підшипників в/в електродвигунів та підшипників барабана.

- примусова - для змащування колеса і шестерень редуктора та його підшипників.

На двигунах встановлені підшипники ковзання. Змащування їх відбувається за допомогою кілець, що обертаються за рахунок тертя з валом електродвигунів. Своєю нижньою частиною кільця занурені в масляну ванну, що розміщена в нижній частині корпусів підшипників. При обертанні, кільця захвачують масло і переносять його у верхню частину вала електродвигунів. Для контролю за температурою підшипників, використовуються електроконтактні термометри. Температура підшипників ковзання допускається до величини 70⁰С. При перевищенні цієї температури, контакт термометра замикається і видає сигнал в схему управління.

Підшипник барабанів змащуються консистемним мастилом.

Для змащування редуктора, масло за допомогою насоса, подається по маслопроводу у верхні частини підшипників, та в проміжок між колесом та шестернями. Далі воно стікає в піддон редуктора, а звідти в бак масло станції.

Для контролю примусового масло змащування примінені:

- реле протоку - для контролю протоку масла по трубопроводах.,

- електроконтактний манометр - для контролю тиску масла, котрий створюється масло насосом. При перевищенні або пониженні тиску, контакти манометра замикаються і видають сигнал в схему управління.

G. Система динамічного гальмування. При динамічному гальмуванні (ДГ), в статор електродвигуна через контактор ДГ реверсора подається регульований постійний струм від блока ДГ. Блок являє собою трьохфазний мостовий тиристорний перетворювач, що управляється своїм програмованим мікроконтролером.

Керується блок ДГ апаратом регулювання швидкості (АРС), котрий формує в функції часу сигнал заданої швидкості з обмеженням прискорення і ривка. Виробляє сигнал помилки по швидкості, керує роторними контакторами підіймального двигуна.

H. Пульт керування. Керується підіймальна установка оператором - машиністом підйому, за допомогою пульта керування.

На пульті розміщенні:

- монітори - лівий і правий;

- командоапарати - гальмо і управління двигуном;

- кнопки управління:

- «зарядка» машини;

- аварійна;

- ввімкнення та вимкнення компресора;

- ввімкнення та вимкнення масло станції;

- шунтування кінцевих вимикачів пере підйому;

- динамічне гальмування;

- вимкнення в/в комірок.

Ключі управління:

- вибір режиму роботи - автоматичний;

- напівавтоматичний;

- ручний.

- вибір компресора - №1; №2.

- вибір насоса масло змащування - №1;

- обхідний перемикач;

- прилад, котрий контролює температуру обмоток в/в двигуна.

На монітори виводяться така інформація;

- технологічна сигналізація;

- діаграма положення скіпів в стволі (з точністю до 0,1м);

- діаграма швидкості;

- струм статора двигуна;

- напруга = 220 В;

- напруга ? 220 В;

- напруга 6 кВ;

- струм динамічного гальмування;

- тиск повітря в системі і циліндрах гальмування;

- тиск в масло системі.

Режим зарядка. Для підйомних установок існує термін «зарядка». «Зарядити» машину - це означає ввімкнути контактор К100. Він виконує функцію запобіжного гальма. Коли він ввімкнений, то подається живлення аварійні клапани гальмівної системи і дозволяється подача повітря в гальмівні циліндри. Для того щоб «зарядити» машину, необхідно щоб ручка командо апарата управління знаходилася в нульовому положенні. Нажимаючи кнопку S2, подаємо живлення на контакти КАРП, КАРГ і S2. Тоді машина «заряджена» і готова до роботи.

I. Рух «вперед».

- вмикає компресор;

- вмикається масло змащування;

- проводиться «зарядка» машини;

- на КАРГ подається струм 180 мА, в регулятор тиску РДУ-1 в гальмівні циліндри поступає повітря під тиском 5-6 атм. Циліндри піднімаються, стискають аварійні пружини і за допомогою важелів гальмівної системи відводять гальмівні колодки від барабана.

- за допомогою КАРП вмикається реверсор «В», і проводиться вибір необхідної ступені пускової характеристики.

При включених «В», КМ - 1, відбувається вибір люфтів, при включені другої ступені КМ - 2, - починається рух з малою швидкістю. При виході з кривих (при цьому спрацьовує датчик виходу з кривих - UZ 5), командо апарат КАРП переводиться в крайнє положення і починається розгін. Розгін відбувається автоматично в функції часу, з корекцією по струму статора. Час між переключенням ступенів вибирається в 1с. Струм при якому дозволяється включення слідкуючої ступені,- 1,3 - 1,4 Iн двигуна. При досягненні максимальної швидкості, включається восьма ступінь - контактор КМ8, і машина починає рухатися з максимальною швидкістю.

При надходженні сигналу «початок сповільнення» , до 50 м до точки стопоріння, реверсор «В» відключається, і відключається контактор КМ 8. Починається режим «сповільнення». Вмикається контактор ДГ і в статор двигуна подається постійний струм. При зменшені швидкості, для забезпечення необхідного гальмівного моменту, підключають ступені КМ 4, КМ 5, КМ 6. Підключення відбувається автоматично, блоком АРС, в залежності від швидкості.

При знижені швидкості до величини 1м/с, ДГ, КМ 4, КМ 5, КМ 6, відключаються і вмикається реверсор «В», КМ 1, так як статичний момент зменшився на подвійну вагу каната. Тоді відбувається режим «дотягування».

При вході в криві, спрацьовує датчик UZ 6, на пульт машиніста видається сигнал, і за допомогою гальма, швидкість зменшується до 0,3 - 0,5 м/с. Після проходження кривих, спрацьовує датчик UZ 3, при цьому вмикається реверсор «В», КМ 1, та накладається гальмо. Машина в режимі «загальмовано». Відбувається розвантаження скіпа, яке контролюється радіоізотопним датчиком ДРС.

Після паузи 5 - 8 с., підйомна машина готова до наступного циклу.

підіймальна установка вугільний

2. Розробка інформаційного забезпечення апарата регулювання швидкості «АРШ»

1) Призначення.

Апарат здійснює автоматичне управління силовими механізмами регулювання швидкості підіймальної машини з асинхронним електроприводом і виконує наступні функції:

- Формує в функції часу сигнал заданої швидкості з обмеженням прискорення і ривка.

- Виробляє сигнал помилки по швидкості.

- Керує статорними контакторами підіймального двигуна і регулюючим механічним гальмом.

2) Функціональна система.

Первинні команди керування поступають в апарат через блок твердотілих реле (БТР) від механізмів, які здійснюють вибір напрямку руху і подачі команди в функції шляху на змінну величини швидкості. (умовно позначені, як командний пристрій КУ).

БРТ здійснює гальванічну розв'язку схеми апаратів від інших кіл управління підіймальної машини і виробляє сигнал U_вх пропорційне потрібній величині швидкості.

Сигнал U_вх поступає на вхід за датчика інтенсивності (ЗІ), котрий формує в функції часу сигнал заданої швидкості U_з наступним чином. Якщо U_вх > K_ос U_з то, на вході підсилювача що насичується (УН), поступає додатній сигнал помилки ?U_зі = U_вх - K_ос U_з і на вході (УН) встановлюється постійний по величині сигнал U₁ з від^,ємною полярністю. Цей сигнал через діод Д1 поступає на вхід інвертую чого інтегратора И₂ і сигнал U_з збільшується по часі по лінійному закону , до тих пір, поки не встановиться рівняння U_вх = K_ос U_з. Якщо U_вх < K_ос U_з то на виході (УН) встановиться додатній сигнал U₁, котрий через діод Д₂ поступає на вхід не інвертуючого інтегратора И₁ котрий має порівняно невелику постійну часу і відсічку по вихідній напрузі U₂. Тому сигнал U₂ збільшується по лінійному закону за дві секунди і потім зберігається постійним. Відповідно сигнал U₃ зменшується на початку по параболічному закону з зростаючою інтенсивністю, а потім по лінійному закону. Згладжування по параболі переходу від рівномірного руху до сповільнення дозволяє пом'якшити динамічний удар в валопроводах підіймальної машини в момент ввімкнення динамічного гальмування. Коли встановлюється рівняння

U_вх = K_ос U_з , сигнал U₂ перетворюється в нуль майже стрибком і перехідний процес в за датчику інтенсивності припиниться.

Сигнал U₃ подається в коло порівняння (УС), де порівнюються з тим, що поступає від тахогенератора (ТГ) сигналом дійсної швидкості U_d . Сигнал помилки по швидкості ?U = U_з U_d використовується для управління тиристорним комутатором (ТК), тиристорним випрямлячем для динамічного гальмування ТВДГ, і підсилювачем (УТ) системи авторегулювання механічного гальма. Крім цього сигнал ?U інвертується інвертором И і через коло з передатнім коефіцієнтом К_кс поступає на вхід інтегратора И₂ для корекції інтенсивності убування сигналу U₃ з метою компенсації очікуваної помилки по шляху уповільнення.

Сутність корекції пояснюється наступним міркуванням.

Сигнал U_вх поступає в коло реле швидкості «УРС», де проходить через обмежувач напруги (ОН) і зрівнюється з сигналом U_d на вході релейного підсилювача (УР). Навантаженням підсилювача служить електромеханічне реле (РС), котре використовується для управління статорним колом підіймального двигуна (контакторами В, Н і ДТ). В час запуску при досягненні машиною швидкості 90-95% від максимального, сигнал U_d перевищує пропускну обмежувачем (ОН) частину сигналу U_вх настільки, що підсилювач УР і реле РС вмикаються. В точці початку основного сповільнення підіймальний двигун вимикається від мережі, а сигнал U_вх стрибком зменшується до невеликої величини, котра відповідає бажаному сталому значенню швидкості. Тому сигнал U_вх повністю проходить через ОН на вхід підсилювача УР і в процесі плавного зменшення сигналу U_d підсилювач і реле відключаються при швидкості, котра перевищує встановлену їй величину на 0,7 - 1 м/с. В результаті двигун знов підключається до мережі. Якщо виробляється постановка машини на «відбій», то в точці початку основного сповільнення сигнал U_вх стрибком перетворюється в нуль і в процесі плавного зменшення сигналу U_d підсилювач і реле відключаються при швидкості приблизно 0,3 - 0,7 м/с, що викликає стопоріння машини механічним гальмом.

Управління механічним гальмом здійснюється за допомогою кола логіки роботи гальма (УЛТ) і підсилювача гальма (УТ), навантаженням якого є обмотка управління (ОУ) електропневматичного регулятора тиску. В УЛТ поступають сигнали з виходу УР і з БРТ. Якщо з КУ в БРТ подається команда на початок руху , то БРТ видає сигнал в УЛТ , котрий, діючи через УТ на обмотку ОУ, розгальмовує машину незалежно від того, поступає сигнал в (УЛТ) з (УР). Якщо в процесі руху з (КУ) в (БРТ) подається команда на зупинку і сигнал, що поступає з (БРГ) в (УЛТ) знімається, тоді машина продовжується оставатися розгальмованою до тих пір, поки є сигнал на вході (УР) і, відповідно, ввімкнено реле (РС). На вхід (УТ) поступає також сигнал помилки по швидкості ?U, в функції якого виробляється регулювання механічного гальмівного моменту, якщо інші засоби регулювання швидкості (динамічне гальмування, тиристорний комутатор) з якоїсь не будь причини не забезпечують виконання заданої тахограми з потрібною точністю. Якщо (КУ) і (БРТ) наказують рух з максимальною швидкістю, то на вхід (УТ) поступає допоміжний сигнал U_доп котрий діє в напрямку розгальмовування машини.

3. Розробка принципової електричної схеми елементів апарата регулювання швидкості

Живлення апарата здійснюється напругою 220 В, яку подається через клеми Х3.3 і Х3.4 на трансформатор Тр. Вторинна напруга трансформатора випрямляється мостом В1. Безпосередньо в схему апарата поступають такі напруги:

±40 В (виробляється на згладжуючи ємкостях С1 і С2);

±15 В (виробляється на стабілітронах Ст1, Ст2, Ст6, Ст7);

Блок твердотілих реле (БТР), складається з реле 1РТ, 2РТ, 3РТ, РТТ і РТЗД. Якщо подається команда на відпрацювання циклу, то вмикається реле РНВ (РНН) і РЗД.

В результаті вмикається реле РТТ і подається в УЛТ сигнал на розгальмовування машини. Процес розгальмовування контролює реле РДС, котре замикає свій контакт в колі остальних твердотілих реле. Так як контакти шляхового командо апарата 25ЭВ, 26ЭВ (2ЭВ, 5ЭВ), 27ЭВ (6ЭВ), 29ЭВ (8ЭВ) замкнуты, то ці реле також вмикаються і до резисторів R8 і R9^* стрибком прикладається максимальна величина сигналу U_вх. В точці початку основного сповільнення розмикається контакт 25ЭВ, 26ЭВ (2ЭВ, 5ЭВ) і реле 1РТ відключається. Відповідно сигнал U_вх стрибком зменшується до величини, котра відповідає проміжній швидкості V_пр = 2ч 3 м/с, (встановлюється регулятором змінного резистора R4). При підході до розвантажуючи кривих розмикається контакт 27ЭВ (6ЭВ) і відмикається реле 2РТ. Відповідно сигнал U_вх стрибком зменшується до величини, відповідній швидкості дотягування V_дот. (встановлюється регулятором змінного резистора R5). Перед зупинкою скіпа, розмикається контакт 29ЭВ (8ЭВ) і відмикається реле 3РТ. Відповідно сигнал U_вх стрибком зменшується до величини, котра відповідає швидкості 0,2ч0,3 м/с, що забезпечує точну зупинку скіпа. Величина посадочної швидкості встановлюється підбором номіналу резистора R6.

Частина сигналу U_вх , знімається з резистора R9^*, поступає на інвертуючий вхід 2 операційного підсилювача У1, який виконує функцію насичення підсилювача. Не інвертуючий інтегратор виконаний на транзисторах Т1 і Т2, інвертуючий на підсилювачу У2, котрий обхвачений інтегруючою ємкістю С10. Навантаженням підсилювача У2 є резистор R28 і дільник напруги на резисторах R11 і R10, котрі утворюють коло зворотнього зв'язку. В момент подачі додатного сигналу на вхід 2 підсилювача У1 на його виході 6 встановлюється максимальний від'ємний сигнал U1, частина якого, котра визначувана положенням движка змінного резистора R15, поступає через резистор R22 і діод Д18 на вхід 2 підсилювача У2. В результаті сигнал заданої швидкості U_з на виході інвертую чого інтегратора починає зростати в часі по лінійному закону, а частина його, знімається з резистора R11, поступає на неінвертуючий вхід 3 підсилювача У1. Коли потенціал неінвертуючого входу зростає до величини потенціалу інвертую чого входу, сигнал на виході підсилювача У1 перетворюється в нуль і процес зростання напруги U_з припиниться.

В момент зняття додатного сигналу з інвертую чого входу 2 на виході підсилювача У1 встановлюється максимальний додатній сигнал U₁ . В результаті транзистор T1 відкриється, транзистор T2 закриється і проходить заряд ємності C8 через резистор R17 до напруги, котра визначається опорним потенціалом на стабілітроні Cт.3. Напруга U₂ на ємності C8 зростає по експоненті. Тому функція U₂(t), де t - час, близький до лінійного. На напругу U₂ ввімкнутий дільник на резисторах R19 і R26*. Частина напруги U₂ , знімається з резистора R26*, подається через резистор R20 і діод Д6 на вхід 2 підсилювача У2. В результаті сигнал заданої швидкості U₃ зменшується спочатку по параболічному, а потім по лінійному законах. Коли потенціал не інвертую чого входу 3 підсилювача У1 зменшиться до величини потенціалу інвертуючого входу 2, вихідний сигнал підсилювача У1 перетвориться в нуль, транзистор Т1 закриється, транзистор Т2 відкриється, ємність С8 майже миттєво розрядиться і процес зменшення напруги U_з припиниться. Щоб процес зміни сигналу U_з проходив без пере регулювання, в коло зворотнього зв'язку за датчика ввімкнена формуюча ємність С7. Встановлення необхідної інтенсивності зменшення сигналу U_з проводиться підбиранням номіналу резистора R26*. У випадку втрати кола через R26* сигнал U₃ зменшується з максимальною інтенсивністю, що приводить до форсування процесу сповільнення підіймальних посудин.

Сигнал заданої швидкості U₃ через резистор R28 і сигнал дійсної швидкості U_d через клеми X2.5, X2.18 і резистори R27 і R70 поступають на не інвертуючий вхід 3 підсилювача У3, зібраного по схемі масштабного підсилювача і котрий виробляє сигнал помилки по швидкості ?U. Стабілітрони Ст4, Ст5 і діоди Д9, Д10 захищають входи підсилювача від перенапруги. Змінним резистором R70 проводиться балансування підсилювача, (тобто встановлюється потрібне співвідношення між сигналами U_з і U_d). Сигнал ?U через клему X2.6 відається в схему управління підіймальної машини для управління тиристорним комутатором і тиристорним випрямлячем динамічного гальмування, через резистори R55 і R58 поступає на вхід підсилювача гальма (УТ) і інвертується інвертором, котрий виконаний на транзисторі T6. Сигнал - ?U на виході інвертора може бути тільки додатнім. Тому інвертування проходить тільки при V_d > V_з , де V_d і V_з - відповідно задана і дійсна швидкості. В окремих випадках -?U = 0. Сигнал -?U через резистор R30 подається на вхід інвертую чого інтегратора за датчика для корекції сигналу заданої швидкості з метою компенсації опікуючої помилки по шляху сповільнення.

Коло реле швидкості (УРС) має емітер ний повторювач на транзисторі T7 і підсилювач на транзисторах T8 і T9, навантаженням якого є електромеханічне реле РС, котре керує статорним колом підіймального двигуна. Коефіцієнт підсилення підсилювача порівняно великий і тому його характеристика вхід - вихід близька до релейної. На вхід емітерного повторювача поступає сигнал U_вх з БРТ. З виходу емітерного повторювача посилений сигнал U_вх поступає через резистори R45 і R47 на вхід підсилювача ( на базу транзистора T8), де зрівнюється з сигналом дійсної швидкості U_d , котрий поступає через резистор R46. В час пуску УРС поступає максимальний сигнал U_вх , однак після емітерного повторювача частина його зрізується обмежувачем напруги, котрий виконаний на стабілітроні Ст8, і тому при досягненні машиною швидкості 90ч95% від максимальної починає переважати сигнал U_d , котрий закриває транзистор Т8. В результаті транзистор Т9 відкривається і реле РС вмикається. Якщо проходить сповільнення з послідовним стопорінням, то транзистор Т9 закривається при швидкості 0,2 ч 0,7 м/с і сигнал котрий появився на колекторі, подає команду на накладання механічного гальма , а реле РС відпадає і відмикає контактор динамічного гальма. Щоб в момент накладання механічного гальма не було ніяких ривків або повороту барабана в зворотну сторону, точна величина вказаної швидкості встановлюється подаючим на вхід підсилювача через резистори R50 і R47 сигналом зміщення, котрий може регулюватися змінним резистором R52. Якщо проводиться сповільнення з послідовним потягуванням, то реле РС відпадає при швидкості , котра перевищує встановлену їй величину на 0,7 ч 1м/с і підключає двигун до мережі. Щоб перехід до потягування не супроводився небажаними сплесками або провалами швидкості, точна величина цього перевищення встановлюється подаючим через контакт РТЗД, через резистори R48 і R47 допоміжним сигналом зміщення, котрий може регулюватися змінним резистором R40. Завдяки зрізаючому засобу стабілітрона Cт8 сигнали зміщення котрі встановлені резисторами R40 і R52, не впливають на роботу підсилювача під час пуску (тобто при максимальній величині сигналу U_вх).

Підсилювач гальма (УТ) складається з підсилювача напруги на підсилювачі У4 і підсилювача потужності (емітерного повторювача) на транзисторі Т14. Стабілізація коефіцієнта підсилення (УТ) досягається за допомогою жорсткої від'ємного зворотнього зв'язку через резистор R67. Навантаженням (УТ) служить обмотка управління (ОУ) регулятора тиску і котушка реле контролю реле РКЦ. Щоб при ручному управлінні гальмом напруга від сельсина (СТ) не замикалася через апарат, в схему введений розв'язуючий діод Д17. Ємність С22 і С23 згладжують випрямлену напругу сельсини, надмірні пульсації якого погіршують лінійність характеристики (УТ) її початковій дільниці. Загальмованому стану машини відповідає максимальна напруга на виході (УТ), розгальмованому - мінімальне. Додатковий сигнал на вході (УТ) (вхід 2 У4) викликає розгальмовування машини, від'ємний - гальмування. Автоматичне регулювання механічного гальмівного моменту проводиться в функції сигналу помилки по швидкості ?U котра поступає з виходу підсилювача У3 на вхід УТ через резистори R55 і R58. Необхідна якість регулювання в системі досягається вибором формуючої ємності C17* і інерційному гнучкому негативному зворотному зв'язку УТ (кола R62* - C18*). Під час роботи в автоматичному режимі в наслідок якої не будь несправності УТ може видавати максимальний сигнал на гальмування машини. Розвиваюча при цьому робочим гальмом механічний гальмівний момент може значно перевищити трьох кратний статичний , що представляє значну небезпеку для підіймальної установки. Для того передбачено відсіч по напрузі УТ, котра здійснюється через транзистор Т15 і обмежує напругу U_УТ заданим значенням незалежно від величини вхідного сигналу УТ. Вибір необхідної величини уставки відсікання проводиться змінним резистором R68.

Сигнал U_{УТ.ОТС.МАХ.} відповідає максимальній уставці відсіку по напрузі, U_{УТ.ОТС.МАХ.} - мінімальній уставці. Напруга на резисторах R68 і R69 може бути знижено майже до нуля, однак мінімальна напруга U_УТ.МІN на навантажені буде рівно напрузі , котре поступає від сельсина CT.

В початковому положенні на вхід УТ через резистор R63 поступає сигнал від'ємного зміщення. В результаті напруга U_ут визначається уставкою відсікання і машина застопорена механічним гальмом. Якщо подається команда на початок руху, то вмикається реле РТТ і своїм контактом шунтує перехід база-емітер транзистора Т10, на котрому виконано коло логіки роботи гальма УЛТ. При цьому транзистор Т10 закривається і на його колекторі встановлюється додатній сигнал, котрий опреділює напругу пробивання стабілітрона Ст9. Цей сигнал через резистори R57 і R60 і форсуючи коло C16* - R59* поступає на вхід УТ і викликає форсуючи розгальмовування машини. Точна величина напруги U_УТ відповідного розгальмовуваного стану машини, встановлюється змінним резистором R60. При виведеному R60 напруга на резисторах R68 і R69 рівна нулю, при введеному R60.

U_ут = U_{ут.см. мах.}. Якщо проводиться запуск машини до максимальної швидкості, то вмикається реле 1РТ і на вхід УТ через резистор R61 поступає допоміжний сигнал додатного зміщення, щоб виключити можливість підгальмовування машини при роботі двигуна на природній характеристиці внаслідок деякої нестабільності напруги тахогенератора і частоти обертання двигуна. На дільницях основного сповільнення і потягування регулювання механічного гальма проводиться в функції сигналу помилки по швидкості ?U. По закінченню процесу потягування поступає команда на стопоріння машини, реле PTT відключається і транзистор T10 відкривається додатнім сигналом, котрий поступає з колектора транзистора T9 через резистор R54 і перевищує сигнал від'ємного зміщення, котрий поступає через резистор R53. В результаті машина стопориться механічнім гальмом. Якщо проводиться сповільнення машини з послідовним стопорінням (постановка на відбій), то стопоріння проводиться в момент закривання транзистора T9 навіть якщо до цього часу реле PTT по якій не будь причині вже розімкнуло свій контакт.

4. Розрахунок графіка швидкості і опис елементів тахограми руху підіймальної установки

При розрахунку графіка швидкості вибирають величину прискорення і сповільнення, уточняють форму графіка і розраховують остальні елементи кінематики підіймання.

Величину прискорення вибирають за умови максимального використання перевантажувальної спосібності привідного двигуна в період пуску.

Після вибору величини а₁ потрібно передбачити, що:

1. Максимальне значення величини прискорення при однократному вантажному підійманні переважно не перевищує 1м/с², (в деяких випадках воно досягається величини 1,2м/с².), для людського підіймання, згідно нормам ПБ, складає ? 0,75м/с².

2. Тривалість періоду прискорення (тривалість пуску) повинна бути достатньою для спрацювання контакторів прискорення (для підіймальних машин середньої і великої потужності не менше 6-7 сек.) Нецілеспрямовано штучно збільшувати період пуску, так як воно буде пов'язано з зменшенням ККД підіймальної установки. В середньому період пуску триває приблизно 7-15 сек.

Малі численні значення а₁, говорять про недостатню потужність привідного двигуна; при великих значеннях а₁ має зворотну картину. Практично а₁ в середньому складає: при одно канатному скіповому підійманні 0,6-1 м/с²; при одно канатному клітковому підійманні, а також багатоканатному людському і вантажному підійманнях 0,5-0,75 м/с².

В залежності від знаку моменту, котре прикладене до вала підіймальної машини, розрізняють три види сповільнення: рухове, вільним вибігом і гальмівне. На практиці переважно при міняють гальмівне сповільнення.

Величину сповільнення вибирають так, щоб гальмівне зусилля на ободі барабана в середньому складала не більш одну третину ваги корисного вантажу.

При кінцевому виборі величини а_з потрібно передбачити, що:

1. Максимальне значення величини сповільнення не повинно перевищувати приведенні норми величин прискорення.

2. Тривалість періоду сповільнення повинна бути не менше, чим 3-4 сек; при меншій тривалості точно керувати машиною стане важко. Небажано також мати великий шлях гальмування, так як при цьому збільшується тривалість циклу, що негативно впливає продуктивність підіймання.

При підійманні опрокидними посудинами потрібно врахувати, що в початку підіймання частина ваги верхньої посудини, котра знаходиться в положенні розвантаження, передається на копер, це зменшує навантаження канату в опускаючій посудині, тоді як в підіймаючій посудині він остається нормальним. Це викликає збільшення статичної нерівномірності системи перевантаження двигуна.

Для запобігання лишнього збільшення потужності двигуна потрібно зменшити динамічну складову зусилля на ободі барабана за рахунок зниження величини прискорення від а₁ до деякого значення а₀.

Форма графіка швидкості може бути різною як по кількості періодів, так і по характеру зміни швидкості (постійне або змінне прискорення).

Змінне прискорення зі зміною величини прискорення по закону низхідною прямою визначають параболічну форму зміни швидкості. При цьому пік потужності котра забирається з мережі енергії у випадку привода постійного струму зменшується , а для асинхронного привода залишається не змінним. При рівних величинах початкового прискорення тривалість періоду пуску при параболічній швидкості збільшується в два рази по зрівняні зі швидкістю з постійним прискоренням. Останнє викликає збільшення реостатних втрат енергії в асинхронному приводі, а на постійного струму майже не впливає, тому застосування змінного прискорення може оказатися раціональним тільки для приводів постійного струму, а також для частото керованих. При асинхронному приводі застосовують постійні прискорення і сповільнення.

По кількості періодів графік швидкості для вертикальних стаціонарних підйомів може бути двох -, трьох -, чотири -, п'яти -, шести - або семиперіодними.

Двохперіодні графіки швидкості через неекономічність на практиці не застосовуються.

Трьох періодний графік швидкості характерний для неопрокидних клітів.

t₁ - період прискорення;

t₂ - період рівномірної швидкості;

t₃ - період сповільнення.

При підійманні скіпами (або опрокидними клітями) у приймальній площадці на копрі є спеціальні розвантажуючи криві. Шлях, котрий проходить рама посудини з моменту входу ролика в криві до крайнього верхнього положення повної розвантажуваності, називається шляхом розвантажуваності. Цей шлях залежить від типу і конструкції скіпа.

В момент входу ролика в криві і виходу з них, є місце удару, що негативно впливає на підіймальну установку. Для зменшення ударів і збільшення строку служби посудини, підіймальних канатів і копра швидкість входу і виходу посудини з кривих обмежують. Згідно існуючих нормам ПБ, при спуску - підійманні вантажу ці швидкості не повинні перевищувати 1,5 м/с. Практика показала, що швидкість входу скіпа в розвантажуючи криві цілеспрямовано мати значно меншу, ніж 1,5 м/с, - приблизно 0,4 - 0,6 м/с. Така низька, «повзуча» швидкість дуже зручна для плавного дотягування скіпа до місця зупинки як при ручному так і при автоматизації підіймання. До того ж стопоріння машини з низькою швидкістю забезпечує невеликий розбіг скіпа в кінці підіймання, що дозволяє спростити схему автоматизації. При проектуванні скіпових підіймальних установок згідно існуючих методиці розрахунку приймають: швидкість виходу скіпа з кривих V₀ = 1.2 м/c; швидкість входу скіпа в розвантажуючи криві рівна швидкості дотягування V_п = 0,5 м/с.

Застосування періоду дотягування з пониженою швидкістю V_п робить період зупинки машини, що полягає з трьох періодів: t₃ - період нормального сповільнення a_з, зі зменшенням максимальної швидкості V_мах до швидкості дотягування V_п ; t_п - переміщення скіпа з постійною пониженою швидкістю дотягування V_п ; t_с - період стопоріння.

При задовільних нормах швидкості V₀ і V_п замість трьох періодної тахограми получають шести періоду, для підіймання скіпів з секторним затвором.

t₀ - період прискорення на початку підіймання, в процесі виходу порожнього скіпа (противаги) із розвантажуючи кривих, с;

t₁ - період нормального прискорення (після виходу посудини з розвантажуючих кривих), с;

t₂ - період рівномірної швидкості із швидкістю V_max , с;

t₃ - період нормального сповільнення, до встановлення швидкості V_п , с;

t_п - період дотягування скіпа з пониженою швидкістю V_п , с;

t_с - період стопоріння машини, с;

a₀ , a_c - величини прискорення і сповільнення, відповідаючи періодам t₀ і t_c м/с ²;

a₁ , a₃ - нормальне прискорення і сповільнення, м/с²;

X₁, X₂, X₃ - пройдені посудиною шляхи в період нормального прискорення, встановленої швидкості і нормального сповільнення, м;

X₀ - пройдений шлях за період t₀ , м;

X_п - шлях дотягування з врахуванням шляху стопоріння, тобто сумарний шлях, пройдений за період (t_п + t_с), м;

При розрахунку повинні зберігатися умови: X₀ > h_p і X_п > h_p , де h_p - шлях розвантаження для прийнятої посудини. Згідно діючої методики розрахунок при проектуванні приміняють: X₀ ? 3,5 м; X_п ? 3,5 м.

Шести періодний графік швидкості являється характерним для неперекидних скіпів (з секторним затвором). При великих шляхах розвантаження h_p (що характерне для перекидних скіпів) допустиме значення швидкості посудиною досягається раніше, ніж посудина встигає вийти з розвантажуючих кривих. В таких випадках після закінчення періоду t₀ з прискоренням а₀ наступає рух з рівномірною швидкістю до виходу посудини з кривих. Тому виходить семи періодний графік швидкості.

Плавний пуск і зупинка машини при людському підійманні згідно ОНТП 5 - 86 на початковому і кінцевих дільницях руху клітів протяжністю 1,5 - 2,0 м слідує зі швидкістю не більше 0,5 м/с. У таких випадках графік швидкості і для клітів получається семиперіодними.

Статичний момент навантаження підйому представляє собою різницю моментів піднімаючої і опускаючої віток відносно вала обертання підіймальної машини. Величина статичного моменту залежить від статичних натягнень канатів, їх радіусу навивки і сили шахтного опору руху машини (сили тертя, опір повітря і так далі.).

Динамічний момент навантаження має місце в період нерівномірної швидкості руху посудин, що може бути викликано зміною кутової швидкості обертання машини або радіусу органу навивки.

При підійманні з перекидними скіпами частина ваги посудини передається на розвантажуючи криві, розвантаження починається раніше, ніж посудина дійде до крайнього верхнього положення розвантаження.

Список використаної літератури

1. Песвианидзе А. В. «Расчет шахтных подъемных установок». М. Недра. 250 стр.

2. Бардачевский В. Т. «Поэтапный расчет при проектировании электроприводов промышленных установок». Львов. ЛПИ. 1983г.

3. Чиликин М. Г., Ключаев В.И. «Теория автоматизированого електропривода» М. Недра 1979г., 616 стр.

4. Бородино Л. С. «Горная електротехніка» М. Недра 1981г., 314 стр.

Размещено на Allbest.ru