книги из ГПНТБ / Кусмарцев, В. С. Автоматизация строительного производства

различные транспортеры, предназначенные для переме­ щения кусковых и сыпучих материалов по горизонтали или с небольшим уклоном; винтовые транспортеры-шнеки для транспортирования сыпучих и порошкообразных ма­ териалов на небольшие расстояния; ковшовые элеваторы (вертикальные или наклонные) для подъема кусковых и сыпучих тел. Применение транспортирующего оборудо­ вания непрерывного действия все время возрастает в си­ лу высокой надежности его, большой производительности

инизкой себестоимости работ. Особенно выгодно при­ менение поточно-транспортных систем (ПТС) из ленточ­ ных конвейеров.

ВВолгоградской области этот вид транспорта при­ меняется в карьерах для транспортирования горной по­ роды, на предприятиях сборного железобетона для тран­ спортирования щебня, песка и гравия с прирельсовых складов в бетоносмесительные цехи, на цементных за­ водах для транспортирования нерудных материалов, из­ вестняка и других материалов.

При непрерывном процессе производства, когда тре­ буется непрерывный грузопоток сыпучих материалов, ку­ сков горной породы или штучных изделий, оборудование непрерывного действия поддается полной автоматизации (при любом числе транспортных машин, входящих в ли­ нию) с помощью различных систем дистанционного и программного управления.

Особенно легко решается последняя задача в том случае, если путь перемещения грузов задан и остается неизменным. В этом случае транспортная линия для сы­ пучих и кусковых материалов состоит из горизонтальных

инаклонных ленточных транспортеров и шнеков или ковшовых элеваторов и начинается и заканчивается бун­ керами. Иногда между указанными машинами ставят перегрузочные устройства, а в конце линии — сбрасыва­ тели. Если транспортная линия обслуживает несколько бункеров, то применяются передвижные сбрасывающие тележки с индивидуальным электропроводом для погруз­

ки и выгрузки материала в заданных точках грузового потока.

При комплексной автоматизации поточно-транспорт­ ной системы с учетом всех вспомогательных устройств необходимо решить следующие задачи:.

1. Обеспечить централизованное управление (пуском

60

и остановкой), блокировку и автоматическое аварийное отключение машин и перегрузочных устройств.

В целях избежания завалов на линии включение транспортирующих машин производится в направлении, обратном движению грузов, т. е. от последней машины по движению грузов к первой, а выключение в противопо­ ложном направлении, т. е. от первой к последней. Необ-

Рис. 14. Схема автоматического управления конвейерной линией.

ходимо также осуществить выдержку времени между запуском двигателей, чтобы избежать больших суммар­ ных и пусковых токов.

2. Обеспечить автоматический контроль и сигнализа­ цию на пульт управления об исправности и готовности всех машин и устройств к запуску в работу и по­ следующую сигнализацию, отражающую состояние конт­ ролируемых машин и механизмов линии. Здесь речь идет-

3.Обеспечить предпусковую и ответную сигнализа­ цию о запуске линии.

4.Обеспечить автоматический контроль и регулирова­

ние грузового потока и дистанционное или автоматиче­

61

ское управление переключением направления линии и разгрузочными устройствами и тележками.

5.Предусмотреть дистанционные способы деблоки­ ровки схемы и возможность перехода с автоматического управления на ручное.

6.Целесообразно оформить всю информацию, посту­

пающую на диспетчерский пункт, о транспортном потоке в виде мнемотабло, позволяющего следить за ходом ра­ бочего процесса, а также за приемом и расходом или вы­ дачей материала.

При решении перечисленных задач используются в основном схемы управления электродвигателями, опи­ санные в главах 2 и 3.

Рассмотрим несколько примеров реализации указан­ ных задач в процессе автоматизации поточно-транспорт­ ных линий.

Простейшая схема пуска и блокировки двигателей двух последовательно расположенных ленточных конвей­ еров представлена на рис. 14. В этой схеме при нажатии кнопки Я 1 (пуск) ток проходит по цепи управления дви­ гателя первого конвейера (стоящего в конце транспорт­ ной линии) в следующем порядке: кнопка Я[ и катушка линейного контактора 1Л, н. з. контакты С (стоп) всех двигателей (здесь С2 и Ci), н. з. контакты теплового реле \RTxw 2RTX. При этом срабатывает катушка 1Л и замы­ кает контакты контактора 1Лi в главной цепи двигате­ ля 1Д и блок-контакт 1Л% шунтирующий кнопку Я].Дви­ гатель 1Д начинает вращаться, и кнопка .Я) может быть отпущена. При включении блок-контактов \Лг срабаты­ вает цепь сигнализации (лампа зеленого цвета (ЗЛ) от­ ключается, а красного цвета (КЛ) включается).

После срабатывания контактора и замыкания кон­ такторов /Л 1 ток подается в цепь управления двигателя 2Д. Сначала он воздействует на реле времени РВ и по­ сле соответствующей выдержки подается в катушку кон­ тактора 2Л, которая срабатывает и замыкает контакты контактора 2Л\ в главной цепи двигателя 2Д, и послед­ ний начинает вращаться.

Значительно чаще вместо реле времени применяют реле скорости (РКС), реле скорости индукционное (РСИ) или реле гидравлическое (ГРС).

В случае применения реле скорости, включение дви­ гателя следующей транспортирующей машины, подаю-

62

Рис. 15. Развернутая схема уп­ равления транспортной линией.

щей материал на уже запущенный транспортер, воз­ можно только тогда, если лента запущенного конвейера достигает заданной скорости.

Если лента запущенного конвейера разорвана или проскальзывает в силу перегрузки (что иногда наблюда­ ется на наклонных конвейерах), то ведомый (хвостовой) барабан не вращается или не развивает нормального числа оборотов, и реле скорости не срабатывает, а по­ этому запуск следующих машин невозможен.

Реле скорости так настраивают, чтобы оно давало импульс на отключение предыдущего конвей­

ера при снижении скорости ленты контролируемого кон­ вейера до 70% от нормальной;

запрещало пуск предыдущего (по потоку) конвейера во всех случаях, когда скорость запущенного конвейера ниже 90% от номинальной.

На рис. 15 дана более наглядная развернутая схема автоматического управления поточно-транспортной лини­ ей, предусматривающая режим местного и централизо­ ванного (диспетчерского) управления.

При раздельном пуске двигателей импульс на вклю­ чение подается нажатием на кнопки Пи П2, включенные в цепи катушек магнитных пускателей 1Л, 2Л.

Пуск линии с диспетчерского пункта осуществлялся нажатием кнопки КРП. При этом сначала подается на­ пряжение на предупредительную сигнализацию (на си­ рену С), сигнализирующую о пуске системы. Одновре­ менно включается реле времени (РВ), которое по про­ шествии заданного времени замыкает свои контакты в

63

цепи реле сигнализации (PC). Последнее замыкает кон­ такты PCI и РС2 в цепях катушек магнитных пускателей

\Л и 2Л.

Замкнувшимся контактом PC1 подается напряжение на катушку магнитного пускателя 1Л. Последний, сраба­ тывая, включает двигатель 1Д. Одновременно отключа­ ется лампа зеленого цвета и включается сигнальная лам­ па красного цвета КЛ1. Замкнувшимся блок-контактом 1Л\ подается напряжение на промежуточное реле 1РП с двумя замыкающими контактами. Контактом ЗРЯщключается магнитный пускатель 2Л, что вызывает пуск дви­ гателя 2Д и включает зажигание сигнальной лампы.

При отпускании кнопки КРП прекращается подача звукового сигнала. Система же продолжает работать, поскольку контакты РС\ и PC2 зашунтированы контак­ тами промежуточных реле 1РП и 2РП\.

Остановить линию можно поворотом универсального переключателя' УП в среднее положение.

Для аварийной остановки любого из конвейеров пре­ дусмотрены аварийные выключатели АВуАВ , АВ2, АВ2.

Вдоль конвейерной линии натягивается тросик, свя­ занный с аварийными выключателями. При натяжении тросика срабатывает определенный выключатель, что вы­ зывает отключение соответствующего двигателя, а так­ же всех двигателей, приводящих в движение конвейер­ ную линию, подающую материал на отключенное звено.

При наличии в поточно-транспортных линиях расхо­ дящихся и пересекающихся конвейеров, связанных меж­ ду собой бункерами с поворотными воронками или пере­ грузочными воронками с перекидным клапаном, схема автоматического управления несколько усложняется, поскольку возникает необходимость дополнительно осу­ ществить управляющее воздействие не перекидной кла­ пан и иметь сигнализацию о его положении и блокировку от запуска неработающих ветвей линии.

В такой схеме заданный маршрут грузопотока уста­ навливается либо диспетчером дистанционно с центральго пункта, либо специальными автоматическими устрой­ ствами (например, уровнемером бункера), путем - вклю­ чения механизмов перестановки перекидного клапана, и требуется сигнализация о положении перекидного кла­ пана или задвижки.

На рис. 16 представлена одна из схем автоматическо-

64

Рис. 16. Схема автоматическо­ го управления электроприво­ дом задвижки.

го управления электроприводом задвижки. В этой схеме нажатием кнопки В ставят под напряжение катушку кон­ тактора вперед В. Последний срабатывает и подключа­ ет двигатель задвижки Д к сети. Работа двигателя при­ водит к перестановке задвижки. Одновременно блок-кон­ тактом В1 шунтируется кнопка В. В крайнем положении задвижки ее конечный выключатель КВВ{ размыкает цепь контактора В. Двигатель останавливается. Одновре­ менно контактом КВВ\ включается сигнальная лампа Л\. Для перестановки задвижки в другое положение нажи­ мается кнопка Н, включающая катушку контактора на­ зад (Н). Процесс переключения протекает аналогично, только теперь будут работать конечные выключатели

КВН{и КВН2.

Если при перестановке задвижки произойдет заедание, то увеличится ток, протекающий по катушке реле макси­ мального тока РМ, Последнее срабатывает и своими размыкающими контактами РМХ отключает двигатель задвижки, а замыкающими контактами включает сиг­ нальную лампу Лз, извещающую об аварии.

Чтобы избежать перегрузок транспортирующих ма­ шин или работы их вхолостую, применяют различные методы автоматизации загрузки и регулирования произ­ водительности ленточных конвейеров.

ЗРП

n

ЦРП

аТ

В цепи натушен магнитном пуснателей

Рис. 17. Схема устройства для автоматического управления транспортной линией в зависи­ мости от наличия массы в

приемном бункере.

На рис. 17 приведена принципиальная схема устрой­ ств для автоматического управления поточно-транопорт- ной линии в зависимости от наличия массы в приемном бункере и в устройствах перегрузки. В этих устройствах ионизационные датчики, состоящие из радиоактивных излучателей 1Д и2Д и приемников излучения 1Пи2П, ре­ гистрируют наличие или отсутствие материала в прием­ нике бункера и на питателе. В случае отсутствия горной массы в электрической схеме (рис. 17ё) замыкаются кон­ такты радиоактивных приемников, что вызывает сраба­ тывание реле 1РП и 2РП и включение реле времени (РВ). Реле времени с заданной выдержкой включает промежу­ точные реле ЗРП, 4РП и т. д. , которые выключают маг­ нитные пускатели механизмов поточно-транспортной ли­ нии. В результате механизмы начнут останавливаться в заданной последовательности.

При появлении горной массы в бункере контакты ра­ диоактивного приемника 1П разомкнутся, реле 1РП от­ пустит и обесточит реле времени РВ, которое возвратит­ ся в исходное состояние и разомкнет свои ранее замкну­ тые контакты, при этом ранее отключенная поточно-транспортная цепь начнет включаться по всей цепи в блокировочной зависимости.

66

Для регулирования производительности ПТС произ­ водится контроль наличия материалов на конвейерной ленте. Этот контроль можно вести двумя методами: кон­ тактным или бесконтактным.

Из контактных датчиков известны электромеханиче­ ские, замыкающие электрическую цепь при повороте ка­ кого-либо рычага проходящим материалом или под дей­ ствием веса материала, и электроконтактные, использу­ ющие замыкание электрической цепи самим материалом. Основной недостаток этих датчиков заключается в том, что проходящий по ленте материал сильно изнашивает датчики и быстро выводит их из строя.

Поэтому все больше отдается предпочтение бескон­ тактным датчикам. Они могут быть емкостными, индук­ тивными или радиоактивными. Особенно удобен послед­ ний способ контроля производительности поточно-транс­ портной линии. Где этот способ не может быть применен, там надо отдать предпочтение индикатору наличия ма­ териала на ленте конвейера с емкостным датчиком ДС-1.

Одним из важнейших условий бесперебойной работы автоматических транспортных линий является нормаль­ ная работа течек приемного бункера, перегрузочных во­ ронок и других устройств, соединяющих транспортирую­ щие машины и отдельные механизмы в местах перегруз­ ки материала. Только при нормальной работе их будет обеспечено равномерное поступление материалов.

Однако щебень и песок склонны к сводообразованию, что приводит к нарушению равномерного истечения ма­ териала из бункера и течек. Поэтому в автоматических системах приходится применять контроль за прохожде­ нием материала по сужающимся течкам и ставить авто­ матизированные сводообрушители. Только при наличии этих устройств возможно своевременно обнаружить по­ явление сводов и принять меры для устранения переры­ вов в подаче материалов.

Для такого контроля с успехом применяются фоторе­ ле, ионизационные датчики, а иногда и механические датчики.

Для обрушения сводов чаще всего применяют вибра­ ционные устройства. Управление механизмами разгрузки конвейеров рассмотрено ниже.

С иными методами и средствами автоматизации ПТС можно ознакомиться по литературе [4—8].

6 . ВОПРОСЫ АВТОМАТИЗАЦИИ ПРИ РАЗРАБОТКЕ КАРЬЕРОВ

И ВЫПОЛНЕНИИ НУЛЕВОГО ЦИКЛА СТРОИТЕЛЬНЫХ РАБОТ

6.1- Общие положения о разработке карьеров

Чтобы обеспечить намеченный пятилетним планом уровень производства строительных материалов, добыча строительного камня, щебня, гравия и песка должна непрерывно и значительно возрастать. Частично это будет достигнуто за счет строительства новых карь­ еров, а главным образом за счет повышения уровня ин­ дустриализации их.

Для реализации последнего предусматривается даль­ нейшее развитие комплексной механизации всех этапов технологического процесса и более широкого внедрения автоматизации основных и вспомогательных процессов и машин, применяемых для работы в карьере. Ниже рас­ сматриваются возможности внедрения этой техники на стационарных карьерах (таких как Фроловского и Клетского районов).

При добыче строительного камня, щебня и гравия от­ сутствует непрерывный технологический процесс. Работа ведется поэтапно:

вскрышные и планировочные работы; резка камня при помощи камнерезных машин для по­

лучения строительного стенового и бордюрного камня или буровзрывные работы для получения горной породы в виде рваного камня;

экскавация горной породы и транспортирование кам­ ня и щебня из карьера и уборка отходов.

Операция дробления камня, сортировка и отгрузка готовой продукции рассматриваются нами в главе 7.

Поскольку каждый этап работы выполняется специа­ лизированными отрядами, то рассмотрим вопросы авто­ матизации по каждому этапу в отдельности.

Вскрышные работы. Отечественный и зарубежный опыты показывают, что при несвязанных грунтах (песок, легкий суглинок, лёсс и т. д.) наиболее эффективным способом вскрышных работ будет применение гидроме­ ханизации с высокой степенью автоматизации.

68

При связанных грунтах наиболее целесообразно ве­ дение работе помощью роторных экскаваторов с отваль­ ными мостами или ленточными конвейерами. Этот спо­ соб применяется и при несвязанных грунтах в случае от­ сутствия средств гидромеханизации.

Преимущество роторных экскаваторов перед обычны­ ми заключается в более высокой производительности и меньшей энергоемкости. Многоковшовые и роторные экс­ каваторы, как и отвальные мосты, имеют высокую сте­ пень автоматизации управления машинами и механиз­ мами; описанию ее посвящена специальная литература,

ккоторой и надлежит обращаться.

Внебольших притрассовых карьерах Волгоградской

области вскрышные работы ведутся бульдозерами (а в гравийных — иногда скреперами), а чаще экскаватора­ ми и автомашинами.

При выборе подвижного состава надо учитывать рас­ стояние перевозки грунтов и их объем. Чаще применяют­ ся автомобили-самосвалы, но при перевозке грунтов на расстояние до 2—3 км, при большом объеме земляных работ, наиболее экономичными являются самоходные думпторы. А при перевозке на расстояние до 1 км — ко­ лесные тракторы с саморазгружающимися прицепами.

Учитывая, что вскрышные работы с помощью экска­ ваторов, бульдозеров и скреперов относятся к наиболее трудоемким и энергоемким, автоматизация их работы важна и идет .по трем направлениям:

автоматизации режимов резания грунта в целях ста­ билизации усилия резания на уровне максимальной воз­ можности машин по тяговому усилию и защиты машин от перегрузки;

введения дистанционного управления машинами в це­ лях повышения их производительности и устранения ее зависимости от квалификации и утомляемости оператора, связанной с тряской и резкими поворотами машин;

автоматизации учета объема работ, выполненных ма­ шинами.

Методы осуществления этих работ рассмотрены ниже.

Резка камня и буровзрывные работы. В карьерах, до­ бывающих и обрабатывающих строительный камень с применением машин резания, стоимость расходуемой электроэнергии составляет большую часть себестоимости продукции. Поэтому здесь автоматизация должна быть

69