Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

3263

.pdf
Скачиваний:
0
Добавлен:
15.11.2022
Размер:
6.27 Mб
Скачать

Сиесте с тем, реализация указанного способа не имеет практи­ ческого применения в особенности для мощных двигателей подъемников т из-за отсутствия типовых схем мощных тиристорных коммутаторов » их систем управления, которые могут работать в составе всей системы управления электроприводом.

Предлагаемый для практического применения тиристорный комму­ татор, по сравнению с ранее известными, имеет отличительную осо­ бенность: построение силовой схемы и системы упраления, которые обеспечивают двухступенчатое плавное регулирование скорости элект­ родвигателя от нуля до номинального значения. Переход с одной сту­ пени на другую существенно не влияет на динамические характеристи­ ки электропривода.

Применение тиристорного коммутатора совместно с разработанной системой управления электроприводом позволяет получить требуемые динамические показатели при реализации заданной диаграммы движения подъемных сосудов на участках разгона, замедления и дотягивания.

РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМОВ РАБОТЫ ДОПОЛНИТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ ДЛЯ САУ РУДНИЧНОГО ПОДЪЕМА НА БАЗЕ МИКРОЭВМ

 

Дт. н. А.ДДинкель,

к.т. н. ЕЕТарбаев,

И. Е Салтыкова

 

 

(ПГТУ)

 

 

 

САУ электроприводом рудничного подъема по системе

ТП-Д с ре­

версом

по цепи возбуждения на базе микроЭВМ

состоит

из ряда под­

систем,

структурно связанных между собой. Одной из важнейших явля­

ется подсистема регулирования параметров (ПСАР)

электропривода при

выполнении цикла подъема

Алгоритм ее работы заключается в выпол­

нении системы разностных уравнений регуляторов.

 

 

Улучшение качества процесса управления

достигается введением

алгоритмов работы дополнительных устройств, учитывающих технологи­ ческие особенности и специфику рудничного подъема

1. Алгоритма исключения аварийных режимов в момент "зарядки" подъемной машины (ПМ) и включения автомата главного тока (АГТ) в цепи ТП-Д В алгоритме предусмотрено кратковременное подключение на вход ТП напряжения смещения полярности, противоположной напря­ жению регулятора тока с выдержкой времени.

2. Алгоритма работы устройства задания начального момента п р и в о д а ^ э€ при растормаживании, который позволяет исключить об­

ратный ход ПМ под действием статического момента <А+ет> если рас-

тормаживание происходит быстрее,

чем нарастает

сигнал с выхода ре­

гулятора скорости. Задание

вводится

при растормаживании

по линейной зависимости за время растормаживания ( t t p ) и оста­ ется постоянным при t>t^.

3. Алгоритма, обеспечивающего при подъеме тяжелого груза ог­ раничение тока в приводе ТП-Д в выпрямительном и инверторном режи­ мах с раздельными уставками ограничения. Раздельное ограничение тока в инверторном режиме устанавливается в связи с тем, что здесь границы управления ТП уже, чем в выпрямительном. Алгоритмом пре­ дусматривается наложение токовой отсечки в выпрямительном режиме,

ав инверторном режиме исключается прорыв инвертора.

4.Алгоритма, обеспечивающего нормальную работу электроприво­

да

при снижении напряжения

питающей сети Uc.

При снижении Uc на

15

20% исчерпывается запас

регулирования, что

приводит

к насыще­

нию РТ и PC, к неуправляемому увеличению тока двигателя

и скорости

движения. Б алгоритме это исключается уменьшением максимальной за­ данной скорости или ослаблением потока возбуждения. Влияние Uc на работу можно компенсировать в том случае, если у двигателя есть необходимый запас по току и мощности.

Указанные алгоритмы работы дополнительных устройств введены в

систему уравнений, выполняемых 1ЮАР в виде дополнительных уравне­ ний и систем ограничений, а в программе реализованы в виде соот­ ветствующих подпрограмм. Разработанные алгоритмы проверены на циф­ ровой модели электропривода ТП-Д с реверсом по цепи возбуждения, результаты проверки подтверждают их работоспособность.

О ДВИЖЕНИИ ТРЕХФАЗНОЙ СМЕСИ ПОД ЕСТЕСТВЕННЫМ НАПОРОМ ПРИ ГИДРОЗАКЛАДКЕ СОЛЕОТХОДОВ

А. А. Ананьев, к.т. н. Г. Д. Трифанов (ПГТУ)

При гидравлической закладке отходов калийного производства в глубокие горизонты шахт происходит засасывание значительного коли­ чества атмосферного воздуха в закладочный трубопровод. Закладочная смесь, состоящая из жидкости и твердых частиц, смешивается с воз­ духом и течет в отработанное пространство шахт эа счет вертикаль­ ного столба жидкости.

Для

течения

таких трехфазных

смесей характерен

пробковый ре­

жим движения,

когда

смесь движется

в виде

порций жидкостной фазы,

разделенных порциями

сжатого воздуха.

 

 

 

Наличие

воздуха в смеси, увеличивая

скорость

ее

движения,

улучшает

условия

заполнения отработанных камер шахтного

поля. К

недостаткам относится повышенный износ труб и появление ударов те­ кущей закладочной смеси.

Для описания движения смеси в вертикальных трубах использует­

ся численная модель,

применяемая

при исследованиях газлифта полез­

ных ископаемых со дна морей,

имеющая корректное сравнение

с экспе­

риментальными данными.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

При моделировании течения смеси в горизонтальном и наклонном

участках трубопровода используются уравнения,

применяемые при рас­

четах гидротранспорта нефтегазовых смесей.

 

 

 

А

 

Результаты моделирования согласуются с известными данными эк­

спериментов,

проводимых на

гидрозакладочных

трубопроводах

шахт

Польши.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ТОРЦОВЫЕ УПЛОТНЕНИЯ ДЛЯ ЦЕНТРОБЕЖНЫХ НАСОСОВ

 

 

 

 

 

 

ТИПА ЦНС

(МС)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ЕЛ-Лазуков (ПГТУ)

 

 

 

 

 

Трудно назвать область техники, в

 

которой

бы

не

возникала'

проблема

герметизации.

Часто

именно

 

уплотнения

определяют

ка­

чественные показатели машин.

Уплотнения

предназначены для разделе­

ния пространств с различными давлениями,

рабочими средами или тем­

пературами.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Торцовые

уплотнения

позволяют, практически полностью предотв­

ратить утечку перекачиваемой жидкости.

При их использовании значи­

тельно упрощается обслуживание насоса,

так как правильно

смонтиро­

ванное

уплотнение

длительное

 

время

может

работать

без

обслуживания.

Следует также

отметить,

что эти уплотнения

потребля­

ют на 10 - 16 % меньшую мощность,

по сравнению

с

сальниковыми,

удовлетворительно работают при относительно больших радиальных би­ ениях вала и мало чувствительны к его смещению относительно корпу­ са насоса.

Кафедрой горной электромеханики Пермского государственного технического университета совместно с АО "Пермнефть" и НПФ "Меди-

ком" разработана универсальная конструкция торцового уплотнения и предложен в качестве материала для колец пар трения углерод -угле­ родный композит (УУКМ). По сравнению с другими углеродными матери­ алами он обладает комплексом уникальных свойств: низкая плотность, жаростойкость, высокие удельные прочностные характеристики, стой­ кость к абляции, сохранение прочностных свойств при температуре до 2000°С, высокая ударная вязкость, стойкость к тепловому удару, аг­ рессивным средам. До недавнего временй этот материал использовался в военной и космической технике. В настоящее время он все больше применяется в народном хозяйстве.

Обладая высокой химической стойкостью, ударной вязкостью, низким коэффициентом трения и свойством самосмазывания, УУКМ нахо­ дит эффективное применение в качестве подшипников скольжения и торцовых уплотнений в насосах для перекачивания концентрированных кислот, нефтепродуктов, грунтовых вод, в условиях воздействия ударных нагрузок.

Испытаниями установлено, что торцовое уплотнение вследствие простой конструкции обладает высокой надежностью, а уплотнительные кольца, изготовленные из углерод-углеродного композиционного мате­ риала имеют высокую износостойкость и могут работать без замены в течение всего срока эксплуатации.

АНАЛИТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ ИНДИКАТОРНОЙ ДИАГРАММЫ ПОРШНЕВОГО КОМПРЕССОРА С ПОМОЩЬЮ РЯДОВ ФУРЬЕ

Д.Т.Н. А. Г.Степанов (ПГТУ), ККХЛубин (ГИ УрО РАН)

Момент сопротивления машин, имеющих кривошипно-шатунный меха­ низм (поршневые компрессоры, насосы и станки-качалки нефтянных скважин) зависит от угла поворота вала.

Индикаторная диаграмма этих машин, снятая экспериментально, характеризует давление в цилиндре в зависимости от положения порш­ ня за один оборот вала. Такие кривые могут быть представлены по правилу Фурье в виде гармонических колебаний различной частоты

Р (Т)= aff+ cLi c#i>\x't+ Sr^in w i +..л

+ c t ^ c o b i w i +

,

6 качестве примера рассмотрена индикаторная диаграмма поршне­ вого компрессора Линеаризуя кривые процесса сжатия и расширения, индикаторную диаграмму можно описать так:

-«#г*

- g t + Y z ,

~9t+

9 * О ,

9 ^ 9 ^

St,

Р -

гг

(&~+9)+Ря,

 

>

/ > =

/ > - carvsd,

P ~ P z = c » n M ,

где^Р - текущее значение угла поворота, рад;

^угол поворота, соответствующий процессу расширения рабо­ чего тела, рад;

-угол поворота, соответствующий процессу сжатия рабочего тела, рад;

Р4 - максимальное давление, Па;

Ръ - минимальное давление, Па.

Подставив эти значения в коэффициенты ряда Фурье, получим

4>i)~

± (i- eoi ifz) ).

Расчеты показывают, что при учете 15-20 гармоник теоретичес­ кие и реальные кривые достаточно близки.

Полученные выражения позволяют исследовать динамические про­ цессы режима работы машин с кривошипно-шатунным механизмом.

ИССЛЕДОВАНИЕ КОЛЕБАНИЙ СТОЛБА ВОЗДУХА

СУЧЕТОМ ЕГО СЖИМАЕМОСТИ

К.т. н. R Г. Саралев (ПГТУ)

При работе шахтных стационарных установок имеют место пере­ ходные и квазиустановившиеся режимы, сопровождающиеся колебаниями скорости движения воздуха и его давления.

Для определения частот и амплитудных значений колебания ука­ занных параметров, а также условий возникновения резонанса при пе­ риодических воздействиях необходимо исследовать процесс движения воздуха в трубопроводах пневматической или в горных выработках вентиляционной установок.

Если представить поток сжимаемого и вязкого воздуха как сис­ тему с распределенными параметрами и линеаризовать диссипативную функцию, то движение потока можно описать системой двух уравнений первого порядка в частных производных.

д4пР

с1 dir

 

dt

 

ИТ дх

(1 )

 

 

 

_ M n R = J _ ( Ъ я _ ± 2 а о )

 

где Р УхХ

соответственно давление и скорость движения воздуха в

 

заданном сечении;

 

хкоордината положения сечения;

Лудельная газовая постоянная воздуха; абсолютная температура воздуха; время.

При начальных условияхi^O

>Р~Рсс и граничных условиях

х~о>Р- Р*\х - £ ,(г - £ <ипш £ можно решить

систему (1) классичес­

ким методом разделения переменных,

предварительно

сделав краевые

условия однородными путем введения новых функций вида

У(*,1) = У о + У(у, t), iff*, t ) = ^ — g

**-1- * +

y ( X '

где У о ~ in Ра , У(х, i) = -itup ■

Подставив

(?) (1), получим неоднородную систему двух урав­

нений

 

 

Э У

 

 

Н

 

(3)

 

 

=

— ;[

+ 2 ® ^ + ~ir (2 а м п Ш + v>co!>(j$tt

дх

Л Т 19t

€-

где I

длина трубопровода (горной выработки);

а= коэффициент диссипации;

 

r?

 

С

скорость распространения звука в воздухе;

tff

угловая частота вынуждающего

воздействия.

В этом

случае следует искать решение в виде

суммы двух функций

У(х,1)=

У2(Х,1)

 

V(x,t)=Vt(x,£)+Vz(x,i)

После отыскания собственных

функций в видесо)/^^

nd/l/tx*

представляется возможным найти все множество решений в виде

 

игЬ

\t^(соз

 

 

+см Мл

i)+A^eoHOt +Sts^Hn tut I.

 

(4)

9(f.t)- (nPa- ± 1

 

{< “ [ ( « V #*«J +

 

( * 4 f - h

ct*) » * г - 4 ;|*(2 “ А г *

 

) « " a i *

 

Полученные уравнения

(4),

(5)

позволяют

исследовать

процесс

движения потока воздуха при вынужденных его

колебаниях с примене­

нием ЭВМ.

 

 

 

 

 

 

Иследование показало,

что

для получения инженерной точности

решения достаточно учитывать 15-20 гармоник.

 

 

Полученные результаты решений свидетельствуют, что в переход­

ном режиме амплитуда колебаний скорости на одном конце трубопрово­ да может многократно превышать ее значения на другом конце.

Установлено, что резонансные явления возникают при частоте вынужденных колебаний, кратной частоте собственных колебаний стол­ ба воздуха. При этом амплитуда изменения давления воздуха на входе в машину может превышать исходную в несколько раз.

Вследствие вязкости воздуха процесс носит затухающий характер и, в соответствии с исходными данными, становится установившимся через несколько минут.

СОЗДАНИЕ И РЕЗУЛЬТАТЫ ИСПЫТАНИЙ КОМБАЙНА МУРАЛ-РОТОР" С ИСПОЛНИТЕЛЬНЫМ ОРГАНОМ БУРОВОГО ТИПА

К.Т. н. Л И. Старков (ПГТУ)

В качестве очистных и проходческих комбайнов на рудниках Верхнекамского калийного месторождения используются комбайны типа "Урал-КС".

Анализ опыта длительной эксплуатации и проведенные кафедрой горной электромеханики комплексные исследования* показали, что на­ ряду с положительными качествами комбайны типа "Урал-КС" имеют и существенные недостатки: сложность конструкции главных исполни­ тельных органов и их приводов, повышенный выход в отбитой руде труднообогатимых мелких фракций и др.

С целью совершенствования комбайнов был выполнен большой объ­ ем работ, включающий несколько этапов. В 1986 - 1987 гг. разрабо­ таны "Технические предложения по совершенствованию комбайнов типа "Урал-КС", обсуждены и одобрены на НТС КМЗ, института "Гипроуглегормаш, НИЦ "Импульс" АН Киргизской ССР, АО "Уралкалий" и др. При­ нято решение о разработке и изготовлении экспериментального органа бурового типа применительно к базовому комбайну "Урал-20КС”.

В 1988 - 1989 гг. институтом Пермгипрогормаш разработана ра­ бочая документация, в 1990 - 1991 гг. изготовлен эксперименталь­ ный орган на Пермском машзаводе им. В. И. ЛЕНИНА, в 1991 - 1992 гг.

выполнена сборка на БРМЗ и монтаж на базовый комбайн в условиях рудника БКРУ-1.

Экспериментальный исполнительный орган представляет собой две трехлучевые буровые коронки диаметром 3,7 м, вращаемые в противо­ положных направления от двух электродвигателей через редуктор с простейшей кинематикой. Комбайн с этим органом получил название "Урал-Ротор".

* Комплексные исследования и все последующие этапы работ по созданию комбайна "Урал-Ротор" выполнены под научным руководством и при непосредственном участии автора.

Испытания комбайна были проведены в феврале -мае 1993 г. на 5-й западной панели при проходке рассолосборника по подстилающей каменной соли. За период испытаний отбито свыше 13000 тонн руды.

В соответствии с программой и методикой во время испытаний были проведены замеры потребляемой двигателями исполнительного ор­ гана мощности, рабочих параметров в гидросистеме подачи, определен гранулометрический состав руды, измерены и определены санитар­ но-гигиенические параметры и т. д.

По результатам испытаний установлено следующее:

новый исполнительный орган и его привод являются работоспо­ собными, простыми по кострукции и надежными в работе;

отмечено снижение энергоемкости по процессу отбойки руды;

снижено

на 1.5

2.0 %

содержание в руде труднообогатимых

мелких фракций;

 

 

 

 

 

конструкция нового

привода позволила

исключить один

из

электродвигателей на комбайне;

 

 

 

новый исполнительный орган не ухудшает

управляемость

ком­

байном, а также

отвечает

требованиям санитарных

норм.

 

 

РАЗРАБОТКА СИЛОВЫХ ЗАГРАДИТЕЛЕЙ

 

ДЛЯ КОНТАКТНЫХ РУДНИЧНЫХ ЭЛЕКТРОВОЗОВ

 

Кт. н. Ю. Ф. Мельников,

к.т. н. А. А. Пастухов (ПГТУ)

 

Контактная электровозная откатка является одним из наиболее опасных звеньев в технологическом процессе добычи полезных ископа­ емых.

Одной из основных причин электротравматизма в низковольтных рудничных сетях является поражение электрическим током при прикос­ новении к •контактному проводу. Отсутствие устройств защитного отк­ лючения в контактных сетях электровозного транспорта приводит так­ же к возникновению пожаров.

Институтами МакНИИ и Гипрорудмаш разработана тяговая преобра­ зовательная подстанция ВТП-Е, в которой имеется блок защитного отключечения, работающий на принципе временного разделения каналов. Однако ее внедрение на рудниках невозможно без оснащения рудничных электровозов силовыми диодными заградителями, которые припятствуют протеканию оперативного тока через двигатели электровозов во время

контроля сопративления изоляции.

Силовые

диодные

заградители про­

мышленностью не выпускаются.

 

 

 

 

 

 

 

Нами разработан заградитель вентильный для рудничных электро­

возов типа ЗВР-ЗОО,

предназначенный для обработки силовых цепей

рудничных контактных электровозов,

эксплуатирующихся

совместно с

системой

защиты

от

утечек в контактной сети постоянного тока на

базе преобразователя типа В-ТПЕ-500-275-У5 и ему подобных.

 

Техническая характеристика

 

 

 

 

 

 

 

Ток номинальный, А........................................

 

 

 

 

 

 

300

 

Напряжение допустимое, В(неболее)..........................

 

 

 

800

 

Напряжение

пробоя изоляции,кВ(не менее)..................

 

20

 

Габариты, мм........

 

 

 

 

 

 

 

200x125

 

Масса, кг..................................................

 

 

 

 

 

 

 

 

8,5

 

Заградитель типа

ЗВР-ЗОО состоит

из двух алюминиевых охлади­

телей в виде 12-лучевой

звезды,

двух

медных отводов с фарфоровы­

ми изоляторами,

вентиля

таблеточного типа Д143-1000-8, двух диэ­

лектрических дисков из металлокерамики толщиной 3 мм.

 

 

Заградитель прошел промышленные испытания в шахтных условиях.

На заградитель

разработаны техническая

документация

и технические

условия для промышленного

производства.

Проведены испытания в ин­

ституте

МакНИИ, выпущена установочная партия заградителей.

 

 

ПАРАМЕТРЫ СИЛЫ СЦЕПЛЕНИЯ ПРИВОДНЫХ КОЛЕС

 

 

 

 

 

РУДНИЧНОГО ЭЛЕКТРОВОЗА

 

 

 

 

 

К.т. н. Р. А. Сажин, к. т. н. М. Л. Сапунков

(ПГТУ)

 

Тяговые возможности двигателя электровоза могут быть реализо­

ваны в полном объеме только тогда,

когда касательная

сила на ободе

приводного

колеса не будет превышать его силы сцепления с рельса­

ми.

Известно,

что сила предельной тяги приводного колеса зависит

от величины силы его нормального давления на рельсы,

умноженной на

коэффициент

сцепления.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Исследованиями установлено, что коэффициент сцепления величина

не

постоянная,

зависящая от многих параметров,

в том числе и от

скорости относительного скольжения колеса и рельса. Наиболее полно

зависимость коэффициента сцепления от скорости относительного

скольжения колеса и рельса отражается в формуле,

предложенной И. Е

Крагельским.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]