Глава 2

Таким образом, можно отметить, что механическая характеристика асинхронного элек­тродвигателя в полной мере не соответствует режиму нагружения рабочего органа. Однако, благодаря своей надёжности в работе, простоте конструкции, небольшим габаритам и массе, простоте обеспечения взрывобезопасности, этот тип электродвигателей и получил широкое распространение.

Взрывобезопасность электрооборудования горных машин достигается за счет размеще­ния его в специальных взрывозащитных оболочках, которые должны выдерживать давление газов, образовавшихся внутри в результате взрыва метановоздушной смеси, не разрушаясь и не получая остаточных деформаций. Величина зазоров, ширина и чистота обработки сопрягаемых неподвижных и подвижных элементов с корпусом такой оболочки назначаются из условия, что при взрыве метановоздушной смеси внутри неё раскаленные газы, выходя через эти зазоры, успеют охладиться и не вызовут взрыва окружающей метановоздушной смеси.

Электродвигатели постоянного тока имеют мягкую механическую характеристику 2 (см. рис. 2.40, а), позволяющую плавно регулировать частоту вращения ротора в диапазоне от нуля до максимума. Эти электродвигатели могут саморегулироваться в зависимости от меняю­щейся внешней нагрузки, что дает возможность применять их в механизмах подачи очистных комбайнов.

Однако двигатели постоянного тока имеют в 2...2,5 раза большие габариты, массу и стоимость по сравнению с асинхронными двигателями при одной и той же мощности, что дела­ет невозможным их использование в качестве привода для органов разрушения очистных и проходческих комбайнов. Кроме того, коллекторно-щеточный аппарат двигателя требует по­стоянного ухода при эксплуатации и сложнее в обеспечении взрывобезопасности.

Сейчас ведутся исследовательские и опытно-конструкторские работы по применению для органов разрушения и перемещения очистных комбайнов частотно-регулируемого элек­тропривода, состоящего из асинхронного короткозамкнутого двигателя и электронного преоб­разователя частоты. Частотное регулирование современных мощных асинхронных электродви­гателей органов разрушения очистных комбайнов даёт возможность резко снизить величину пусковых токов, работать в оптимальных режимах с минимальной динамической нагруженно-стыо узлов и деталей очистного комбайна и др.

Гидродвигатели имеют при постоянном расходе жидкости жесткую линейно-ниспадающую механическую характеристику (рис. 2.40, в). Возможность бесступенчатого ре­гулирования частоты вращения выходного вала двигателя в широком диапазоне обеспечила, в свое время, почти подавляющее распространение этого типа двигателей в механизмах переме­щения горных комбайнов. Гидромотор развивает максимальное число оборотов при холостом ходе, а максимальный момент развивается, когда объёмные потери системы будут равны пол­ному расходу гидродвигателя. Если при номинальном моменте (М_ном ) объемный КПД гидро­двигателя Т]₀ = 0,96, то максимальный момент

М^=^^ = 25М_тк. (2.77)

95

Глава 2

В эксплуатационных условиях максимальный момент ограничивается предохранитель­ным клапаном величиной М_тах =(4-5) М_тм .

Повсеместное применение гидропривод нашел в механизированных крепях, где необ­ходимо от насосной станции обеспечить независимое управление большого числа различно расположенных силовых гидроцилиндров (гидродомкратов передвижки и гидростоек крепи).

Гидропривод имеет хорошие массогабаритные параметры и простые средства защиты от перегрузки. Недостатками гидропривода являются: низкие надежность и долговечность; вы­сокие требования к точности изготовления и, следовательно, сложность монтажа и ремонта в шахтных условиях; высокая чувствительность к загрязнению рабочей жидкости.

Пневмопривод на очистных комбайнах применяется только в тех шахтах, где примене­ние электроэнергии запрещено правилами безопасности. Пневмодвигатели имеют мягкую ме­ханическую характеристику (рис. 2.40, б), что обеспечивает саморегулировку двигателя в зави­симости от меняющейся внешней нагрузки.

Пневмодвигатели отличаются простотой конструкции, надёжностью и долговечностью в эксплуатации, простотой технического обслуживания, нечувствительностью к перегрузкам, пожаро- и взрывобезопасностью. К недостаткам пневмодвигателей можно отнести: невысокий КПД; незначительную мощность, большие затраты электроэнергии на получение пневматиче­ской энергии и ее транспортирование но пневмокоммуникациям шахты.

Дизельный привод широко используется на современных самоходных горных машинах предназначенных для эксплуатации на рудных шахтах.

Современные очистные комбайны отличаются повышенной энерговооруженностью. Установленная суммарная мощность приводов органов разрушения очистного комбайна сего­дня достигла 300.. .600 кВт. Реализовать такие мощности в одном электродвигателе при жёстко ограниченной его высоте (до 500 мм) практически невозможно. В связи с этим практически все современные очистные комбайны, как и проходческие, имеют многодвигательную компоно­вочную схему. При индивидуальном приводе функциональных узлов комбайнов их конструк­тивные элементы рассчитываются на нагрузки, определяемые двигателем этого функциональ­ного узла.

2.5.2. Расчет основных параметров силового оборудования

Величина мощности электродвигателя горного комбайна определяется в основном за­тратами энергии на разрушение горной породы органом разрушения. Средняя величина мощ­ности и момента двигателя очистного комбайна с шнековым органом разрушения при однодви-гательной компоновочной схеме определяется по выражениям

^с_Р=*з 5Х +5>_noiPi +P, I (2-78)

V ^{i=l ;=1} J

М_ср=Р_срп-\ (2.79)

где к ₃ - коэффициент запаса мощности в связи с возможностью преодоления неучтенных

сопротивлений (к₃ =1,2... 1,3); 96