2598

Принципиальная схема устройства реле приведена на рис. 3.35. При замыкании контактов какого–либо из реле Р1–Р4 загорается соответствующая лампочка и через входной резистор R1 устройства РИС проходит ток. В зависимости от значения R1 и тока на резисторе происходят нарастание потенциала и процесс заряда конденсатора через выпрямитель В1. Во время заряда конденсатора через обмотку поляризованного реле РП1 протекает импульс зарядного тока, вследствие чего оно срабатывает и замыкает цепь промежуточного реле РП, которое своими контактами включает звонок. При замыкании кнопки Кн цепи возврата реле РП якорь его перебрасывается в первоначальное положение.

Для определения количественных показателей работы дробильносортировочного завода необходим автоматический учет следующих показателей:

количества сырья, поступающего из карьера (осуществляется автомобильными весами, автоматически суммирующими массу груженых машин за вычетом массы тары);

количества готовой продукции по фракциям (учитывается автоматическими конвейерными весами с дистанционной регистрацией производительности).

Весовой контроль потоков материалов производится при помощи ленточных весов, работающих по принципу механического взвешивания,

850

или электронных весов, действующих на основании свойств материалов поглощать радиоизотопные излучения.

Учет времени работы и простоев основного технологического оборудования осуществляется на установке «Сигнал».

3.3.7. Автоматизация конусных и валковых дробилок

Конусные дробилки являются механизмами с благоприятными условиями пуска, разгон которых легко осуществляется асинхронными двигателями с короткозамкнутыми роторами. Для пуска дробилки необходимо включить систему смазки и выбрать режим управления. В цепь пуска вводится разрешающий контакт реле контроля уровня масла.

Аварийное отключение двигателя дробилки производится при исчезновении масла на сливе и при отключении механизмов поточно– транспортных систем, следующих после дробилки. О загрузке материалом дробилки косвенно судят по току статора приводного асинхронного двигателя. Кроме того, вводят корректирующий сигнал по току нагрузки питателя. Суммарный сигнал поступает на автоматический регулятор, где он сравнивается с заданием. Регулятор, воздействуя на питатель, обеспечивает нормальный режим работы конусной дробилки.

Задача автоматического регулирования процесса дробления включает не только обеспечение полной нагрузки дробилки, но и поддержание заданной крупности материала на выходе. Автоматическое регулирование величины разгрузочной щели конусной дробилки в зависимости от необходимой крупности материала на выходе позволяет получить заданное качество дробленого материала.

Рис.3.36. Статические Рис.3.37. Статические характеристики дробилок:1– конусной; характеристики конусной дробилки КМД-

851

Переходные процессы в конусной дробилке описываются исходным уравнением (3.7) и дополнительной статической зависимостью

Q2 f (M),

примерный вид которой показан на рис. 3.36 (кривая 1). Конусную дробилку можно рассматривать как самовыравнивающееся звено с коэффициентом саморегулирования k=tg . Ее передаточная функция имеет вид

Рассчитаем параметры передаточной функции для конусной дробилки типа КМД-1750 с максимальной производительностью 120 т/ч.

По статической характеристике (рис.3.37) выбираем рабочую точку, соответствующую производительности Q = 100 т/ч и запасу материала М = =0,27 т. Приняв малые приращения ∆M = 0,06 т, по статической характеристике получаем приращение производительности ∆Q = 12 т/ч = =0,0033 т/с, тогда коэффициент

k= ∆Q/∆М = 0,0033/0,06 = 0,054 1/с,

апостоянная времени объекта

Т= 1/0,054 = 18,5 с.

Окончательно передаточная функция конусной дробилки при данной загрузке будет

Валковая дробилка применяется при вторичном измельчении материала. При изменении нагрузки валковой дробилки изменяется крупность дробимого продукта, так как валки укреплены на пружинах. Технологическая схема валковой дробилки представлена на рис. 3.38.

Схема управления валковой дробилкой аналогична схеме управления конусной дробилкой. Загрузка дробилки контролируется по току статора двигателя. Переходные процессы в валковых дробилках определяются основным уравнением динамики (3.7). В диапазоне изменения запаса материала в дробилке от 0 до М1 статическая характеристика почти линейна (рис. 3.36, кривая 2). На этом участке при линеаризации уравнения движения дробилки переходный процесс описывается уравнением

852

М = k1Q1,

где k1 – коэффициент пропорциональности.

В этой зоне валковую дробилку можно считать безынерционным звеном (рис. 3.39) с передаточной функцией

производительность не зависит от запаса материала в дробилке. Виброгрохот предназначен для сортировки дробленого материала по

фракциям. Контроль за работой грохота и управление им осуществляется автоматически. Конструктивная схема виброгрохота показана на рис. 3.40.

Автоматический контроль работы виброгрохотов осуществляется реле скорости с магнитоиндукциоиным датчиком. Датчик устанавливается вблизи дебаланса. Во время работы виброгрохота в обмотке датчика индуцируется переменное напряжение, которое передается в релейный усилитель.

3.3.8. Автоматическое управление работой виброгрохотов

При снижении оборотов дебаланса реле отключается. Это же происходит, если зазор между дебалансом и датчиком увеличится при растяжении или обрыве подвесок грохота. Контакт реле включают в цепь самоблокировки катушки магнитного пускателя двигателя. Продолжительность пуска виброгрохота составляет приблизительно 10 с, поэтому импульс на включение последующих машин и механизмов

853

подается через реле времени с установкой, несколько превышающей продолжительность пуска.

Для контроля состояния сит виброгрохотов через них протягивают провод, по которому пропускают электрический ток. При обрыве сит, а вместе с ними и провода, оператору поступает сигнал.

Для обеспыливания помещения в местах перегрузок материалов щебень смачивают или моют на виброгрохотах или корытных гидросистемах. Воду в форсунки гидросистемы подают в зависимости от скорости движения ленты конвейера и от наличия материала на конвейерной ленте. Дренажные воды откачиваются песковыми вертикальными насосами. Автоматическое управление насосами и вентилями подачи воды для взмучивания в приемнике осуществляют сигнализаторами уровня.

Рис. 3.40.Схема виброгрохота

Рис.3.41.Статические характеристики виброгрохота

Рассмотрим уравнения динамики грохота. Из условия непрерывности потока находим уравнение материального баланса для грохота:

dM Q2 Q3 Q1 , dt

где М–запас материала на сите, т; Q2– подрешетный отводный поток, т/ч; Q3 – надрешетный отводный поток, т/ч; Q1 – подводимый поток, т/ч.

Экспериментально определяем уравнения статики:

Q2=f (M); Q3=f (M).

854

Примерные графики этих зависимостей показаны на рис. 3.42. Как видно из рисунка, с увеличением запаса материала на сите нижний отводимый поток быстро возрастает, а затем асимптотически приближается к пределу Q2max. Предел обусловлен ограниченностью пропускной способности отверстий грохота. Верхний отводимый поток с увеличением запаса материала возрастает неограниченно.

Рис. 3.42. Переходные процессы в виброгрохоте

Дифференциальное уравнение грохота нелинейно, и решение его можно осуществить численным методом Эйлера. Характер рассчитанных переходных процессов представлен на рис. 3.42.

При работе грохота с малыми отклонениями нелинейное уравнение можно линеаризовать. Для этого в окрестности рабочей точки берем малые приращения и запишем соотношения

Q2 l M ; Q3 n M .

Тогда уравнение в приращениях грохота запишется так:

d M l M M Q1 . dt

Разделив правую и левую части уравнения на коэффициент при ∆M, получим

Обозначив 1 T , запишем l n

dΔΔ

T dt M T Q1 .

Произведя преобразование Лапласа при нулевых начальных условиях, получим передаточную функцию грохота

855

Таким образом, грохот является апериодическим звеном первого порядка.

Такой же вид имеют передаточные функции и по другим параметрам грохота:

Ввиду того, что статические характеристики грохота нелинейные, численные значения постоянной времени и коэффициентов передачи K1 и К2 для различных рабочих точек будут разными. В качестве примера определим численные значения параметров передаточных функций для грохота, имеющего размеры сита 1750×3500мм и максимальную производительность Q1=600 т/ч, а максимальный запас на сите М=2 т.

На статических характеристиках по каталожным данным выбираем рабочую точку, соответствующую запасу материала М=1,16т и производительности Q2=400 т/ч и Q3=100 т/ч. Задаваясь малыми приращениями M = 0,33 т, по статическим характеристикам грохота

находим значения Q2 = 70 т/ч = 0,019 т/с и Q3 = 50 т/ч = 0,014 г/с. Используя эти данные, определим коэффициенты:

l Q2 0,019 0,057 1/c;

Окончательно имеем передаточную функцию грохота по каналу Q3–Q1:

856

от его запаса на сите и времени

Следует также отметить, что грохот, являясь механической колебательной системой, при некоторой частоте качаний попадает в резонанс, при котором амплитуда качаний максимальна. Вершина экстремальной характеристики при изменении нагрузки грохота дрейфует. Следовательно, система является экстремальной.

Наличие экстремальной статической характеристики, устанавливающей зависимость амплитуды от частоты качания грохота, представляет некоторый интерес. Эта характеристика позволяет применить экстремальную систему автоматического регулирования процесса с подстройкой частоты колебаний.

3.3.9. Оптимизация процессов грохочения

Любой агрегат разделения (обогатительный или классифицирующий) является анализатором качества продукции. Рассмотрим структурную схему оптимизатора процесса сортировки продуктов по фракциям (рис. 3.44) и зависимость выхода одного из них А=QA/Q от производительности грохота по исходному продукту Q (рис. 3.45). Зависимости отношений QB/Q и QC/Q от Q могут иметь вид кривых, показанных на рисунке сплошной и штриховой линиями.

Общим является то, что в области нормального режима (в пределах отрезка А–К) наклон линии i=f(Q) мал, в области ненормального режима (правее точки К) – велик. Заметим, что в процессе работы агрегата критическая точка К может перемещаться либо под влиянием случайных факторов, либо искусственным путем.

Для получения информации о качестве готовых продуктов нужно измерить величину норм при нормальном режиме и величину А при увеличенной производительности Q. Сравнение этих величин дает сведения о степени близости режима к критической точке К.

При А норм агрегат работает в нормальном режиме и имеет место

качественное разделение продуктов. При агрегат работает в критическом режиме с неполным разделением продуктов. Учитывая сказанное, для получения информации об эффективности работы агрегата необходимо иметь два весовых измерения: при нормальном режиме и в текущий момент.

Таким образом, задача оптимизатора сводится к поиску максимально возможной производительности, близкой к точке К, при сохранении высокого качества разделения продукта. Для этого оптимизатор должен периодически изменять производительность агрегата небольшими скачками, измерять величину А и сравнивать ее с предыдущим значением.

858

Получив информацию о значении АК+2 и зная предыдущие значенияАК+1 и АК, логическое устройство системы управления выбирает направление регулирующего движения по одному из следующих алгоритмов:

первый алгоритм:

АК+1= АК – производительность увеличивается на Q;АК+1 АК – производительность уменьшается на Q;

второй алгоритм:

АК+2– АК+1= АК+1– АК – производительность увеличивается на Q;АК+2– АК+1 АК+1– АК – производительность уменьшается на Q.

Для оптимизации процесса сортировки устанавливаем весы на входе материала в классификатор (рис 3.44). Сигналы величин Q и QA с датчиков массы 7 и 5 поступают в функциональный блок деления 4. Выходной сигнал этого блока А=QA/Q подается в логическое устройство 3, которое управляет исполнительным механизмом 1, изменяющим расход исходного материала Q. Такая система оптимизирует режим путем изменения производительности.

На дробильно-сортировочных заводах часто агрегаты разделения питаются не из промежуточных емкостей, а непосредственно из щековой дробилки. В этом случае свойство агрегата разделения как «анализатора» может быть использовано для настройки параметров самого агрегата, чтобы при заданной производительности работа осуществлялась в наиболее экономичном режиме.

859