книги из ГПНТБ / Сиденко, А. Ф. Аппаратура управления тормозными приводами шахтных подъемных машин

На рис. 101, б показана осциллограмма при обрыве задающего сельсина. Время снижения давления 0,3 сек.

На рис. 101, в показана осциллограмма при обрыве цепи реле РКТ. Время снижения давления 0,3 сек.

На всех осциллограммах момент отключения обмотки электро­ магнита устройства УПТВ совпадает с началом сни­ жения тока и давления.

Определение статичес-

давления РДУГ, установленного на шахте «Крымская-Комсомоль- ская», и регулятором РДВГ, установленного на шахте № 40 «Кураховка», сотрудниками Донецкой опорной станции (ДОС) завода «Красный металлист» велись наблюдения в течение года и через каж­ дые три месяца снимались статические характеристики (рис. 103).

Как видно из анализа, статические характеристики регулято­ ров РДУГ и РДВГ за год эксплуатации почти не изменились, что указывает на их высокую стабильность.

180

угол наклона кривой изменения давления Р = / (I) к оси Р больше, чем у регуляторов ВЭРДГ и РДВГ, так как консольная пружина

вэтом регуляторе имеет немного большую жесткость по сравнению

спредыдущими. Следовательно, гистерезис этого регулятора меньше

масла наибольший. Грузы акку­ мулятора давления опускаются и насос маслостанции почти все

время в работе, что сокращает его срок службы.

При этом в серийно выпускаемых регуляторах расход масла через отверстие диаметром 1,8 мм при давлении 6 кгс/см2 будет составлять

= 768^ ]/.?„ — Р0, см3/сек,

где dA — диаметр отверстия дросселя, см; Рн — давление питания

Q1 = 768 -0,181/6 — 0 = 61 см3/сек, или 3660 см3/мин.

Чтобы уменьшить упомянутый выше расход масла при затормо­ женной подъемной машине лабораторией шахтных насосных уста­ новок и гидроприводов института Автоматуглерудпром завода «Красный металлист» были проведены лабораторные исследования для уменьшения калиброванного отверстия диаметром 1,8 мм на диаметр 1,2 мм при давлении масла, подводимого в камеру упра­ вления, равного 6 кгс/см2. При этом диаметр сопла должен быть

181

3,6 мы, чтобы сохранить отношение диаметра сопла Д с к диаметру входного отверстия Дв, равное трем.

Расход масла через отверстие диаметром 1,2 мм составит

Q2 = 768-0,12 / 6 - 0 : • 27 см3/сек, или 1620 см3/мин.

Отношение

Q 1 _ дави3 6 6 0 __ г>

. т о л

1 6 2 0

т. е. расход масла будет меньше, чем в первом случае, в два с чет­ вертью раза.

Исследование работы регулятора давления РДУГ проводилось на испытательном гндростепде с рабочим давлением 6 кгс/см2.

регуляторов с калиброванным отверстием диаметром 1,8 и соплом диаметром 5,5 мм (2) и диаметром 1,2 и соплом диаметром 3,6 мм (1).

Из анализа графиков видно, что статические характеристики в обоих случаях почти одинаковы и отличаются лишь тем, что при меньших проходных сечениях дросселя и сопла происходит смещение кривой вправо по оси тока и увеличивается диапазон использования хода рукоятки командоаппарата.

Гистерезис по давлению не превышает 0,5 кгс/см2. Количество устойчивых ступеней в зоне регулирования в обоих случаях бо­ лее 50. Однако наблюдается тенденция увеличения количества сту­ пеней регулирования и, следовательно, более плавного регулиро­ вания у регулятора с уменьшенными проходными отверстиями дросселя и сопла.

Исследование регулятора в динамическом режиме и определение

временных характеристик проводилось при помощи осциллографирования.

182

На осциллограмме (рис. 106) фиксировались: ток в обмотке управления 1, давление в тормозном цилиндре 2, отметка времени 3.

Исследование осциллограммы показало, что регулятор с дроссе­ лем диаметром 1,8 мм и соплом диаметром 5,5 мм имеет следующие данные.

= 0,08 сек — время с момента включения обмотки управления до момента начала .увеличения давления в тормозном цилиндре; t2 = 0,96 — время с момента включения обмотки управления до достижения полного давления (6 кгс/см2) в тормозном цилиндре; t3 = 0,70 сек — время с момента отключения обмотки управления

до полного падения давления (до нуля) в тормозном цилиндре.

Рис. 106. Осциллограммы работы регулятора РДУГ

Регулятор с дросселем диаметром 1,2 мм и соплом диаметром 3.6 мм имеет соответственно t1 — 0,60 сек; £2 = 1,64 сек; £3 = 0,70 сек.

Из анализа полученных результатов можно сделать вывод, что с уменьшением проходных сечений дросселя и сопла время £х значи­ тельно увеличивается (с 0,08 до 0,60 сек), t2 также увеличивается почти вдвое (с 0,96 до 1,64 сек), т. е. команда на растормажпвание отрабатывается с некоторым запаздыванием.

Однако время полного затормаживания (£3 — 0,7 сек) одинаково в обоих случаях, т. е. осталось неизменным.

Учитывая то, что Правилами безопасности не оговорено время растормаживания подъемной машины, а также некоторое улучшение статической характеристики при уменьшенных сечениях дросселя и сопла, можно рекомендовать применение гидрорегуляторов давле­ ния с отверстиями дросселя диаметром 1,2 мм и сопла диаметром 3.6 мм, предназначенных для работы на тормозных приводах с да­ влением рабочей жидкости 12 кг/см2 и на приводах с давлением рабочей жидкости до 6 кг/см2.

Однако следует иметь в виду, что такая рекомендация приемлема при ручном и дистанционном управлении подъемной машиной на подъемных установках с малой интенсивностью работы подъема

183

(например, на вентиляционных стволах и других местах, где в рабо­ чем цикле пауза, когда машина заторможена, по времени на много превышает движение).

При напряженном подъеме и в автоматическом режиме упра­ вления подъемной машиной уменьшение проходных сечений камеры управления регулятора недопустимо.

§ 3. Комплекс управления пневмоприводом тормоза КУПТ (результаты промышленных испытаний и лабораторных исследований)

В феврале — июне 1969 г. на шахтах комбината Артемуголь в Донбассе проводились промышленные испытания опытных образ­ цов регуляторов давления унифицированных РДУ совместно с бло­ ком управления тормозом БУТ.

Регуляторы были установлены: РДУ-1 с блоком БУТ на машине

управления «Ждановское». Два регулятора РДУ-2 установлены: один с блоком БУТ на машине НКМЗ 1 х 4 х 2,5 шахты № 4 и один с блоком БЭРД-1 на такой же машине шахты № 3 шахтоуправле­ ния № 3/4 «Ждановское». Один РДУ-1 установлен на подъемной машине 2хЗх1,5У П грузового подъема шахты № 2 «Рассыпная» шахтоуправления «Комсомольское».

Промышленные испытания регуляторов РДУ показали, что они работают устойчиво и обеспечивают надежную работу тормозного привода подъемной машины.

На основании статистических данных, полученных при прове­ дении промышленных испытаний, определены: наработка на отказ Тср = 16 200 ч; интенсивность отказов }. = 0,61 • 10'*; вероятность безотказной работы Р720 = 0,96; коэффициент простоя Кп = 0,36 ■101.

Донецким машиностроительным заводом им. Ленинского комсо­ мола Украины был исследован методом осциллографированпя регу­ лятор РДУ-1, установленный на подъемной машине 2хЗх1,5У П главного подъема шахты № 2 «Рассыпная».

При анализе осциллограммы получены следующие результаты: время затормаживания при резкой команде 0,7 сек; время растормаживания при резкой команде 0,8 сек; время холостого хода тор­ мозной системы при обрыве обмотки управления регулятором 0,15 сек.

В течение полутора лет работы ДОС завода «Красный металлист» через каждые три месяца снимались статические характеристики. В отчетах ДОС о наблюдении за работой опытных регуляторов РДУ отмечалась их надежная и безопасная работа по управлению при­ водом тормоза подъемной машины.

После корректировки чертежей регуляторов РДУ по замечаниям приемной комиссии в июне 1970 г. была изготовлена конотопским заводом «Красный металлист» первая промышленная партия регу­ ляторов давления РД^М, РДУ-2, РДВП и блоков БУТ.

184

Регулятор РДУ-1 и блок БУТ из первой промышленной партии были подвергнуты лабораторным исследованиям в институте Автоматуглерудпром завода «Красный металлист».

Исследование регулятора РДУ-1 проводилось на испытательном стенде с номинальным рабочим давлением пневмосети 8 кгс/см2.

Цель испытаний:

определение статических характеристик регулятора при раз­ личных давлениях в пневмосети;

что они аналогичны как по крутизне, так и по количеству ступеней регулирования на единицу изменения давления; регулятор имеет высокую стабильность зависимости давления в тормозном

вибрация золотника (возникновение автоколебаний). В зависимости от объема цилиндра и сопротивления подводящего трубопровода

кнему могут быть два вида автоколебаний:

1)отверстие, соединяющее тормозной цилиндр с камерой обратной связи, слишком велико. В этом случае происходит ранняя обратная перестановка золотника. Внешне этот дефект проявляется в значи­ тельной вибрации стрелки манометра и рычажной системы тормоза (и системы управления рабочим тормозом с регулятором ШРД), ощущаемой в большей степени во время затормаживания и в мень­ шей — во время оттормаживания и отсутствующей при установив­ шемся давлении. При затормаживании, после перемещения золот­

ника в сторону сообщения воздухосборника с тормозным цилиндром,

185

мощный поток воздуха устремляется от регулятора давления к тор­ мозным цилиндрам, благодаря чему в трубопроводе между ними создается значительный перепад давления. Давление воздуха в ка­ мере обратной связи повышается значительно быстрее, чем в ци­ линдрах тормоза, и золотник возвращается в среднее положение до достижения заданного давления в цилиндрах тормоза (см. рис. 31). Затем, поскольку прекращается приток воздуха из воздухосборника, выравнивается давление между камерой обратной связи 7 и цилин­ драми 13, уменьшается давление на торцовую поверхность золот­ ника со стороны камеры 7 и он под действием давления на торец золотника со стороны камеры проточного управления 2 снова пере­ мещается вниз, открывая доступ воздуха из воздухосборника к тор­ мозным цилиндрам. Так повторяется многократно, до достижения заданного давления в цилиндрах рабочего торможения;

2) отверстие, соединяющее тормозной цилиндр с камерой обрат­ ной связи, слишком мало. Это приводит к уменьшению скорости заполнения последней, а режим работы регулятора давления ста­ новится колебательным, причем колебательный процесс непрерывный

впроцессе работы регулятора. При подаче команды на увеличение давления в тормозном цилиндре движение золотника в сторону открытия проходных отверстий прекращается позже, чем дости­ гается заданное давление в тормозном цилиндре. Поэтому скорость заполнения цилиндра воздухом возрастает, однако это достигается из-за ухудшения протнвоколебатедьных свойств регулятора давле­ ния, так как при этом возникают незатухающие колебания давления. Возникновение этих колебаний происходит следующим образом: при подаче команды на увеличение давления золотник перемещается и открывает проходные отверстия, сообщая воздухосборник с тор­ мозным цилиндром, в котором начинает повышаться давление. Одновременно это давление будет повышаться и в камере обратной связи, однако благодаря малому отверстию рост давления в тор­ мозном цилиндре будет опережать и к моменту достижения заданного давления в камере обратной связи в цилиндре оно уже будет выше. После возвращения золотника в среднее положение давления в ци­ линдре и камере обратной связи уравняются, и золотник переместится

всторону открытия отверстий, сообщающих тормозной цилиндр

сатмосферой. Давление в цилиндре и камере начнет уменьшаться.

Кмоменту достижения заданного давления в камере, в цилиндре оно уже будет ниже заданного. Когда золотник вернется в среднее положение, давления в цилиндре и камере уравняются, и золотник

переместится в сторону увеличения давления. Этот процесс про­ должается непрерывно. Для устранения автоколебаний золотника необходимо подобрать проходное сечение отверстия 6 обратной связи в золотнике с таким расчетом, чтобы время нарастания давления в камере 7 обратной связи (см. рис. 31) было примерно равным вре­ мени нарастания давления в цилиндрах рабочего торможения.

Возникновению колебаний беспружинного регулятора давления, кроме уменьшения проходных отверстий в камеру обратной связи,

186

также способствует уменьшение объема, на который работает регу­ лятор [31].

Для исследования регулятора в динамическом режиме был использован осциллограф типа Н-102.

а

5

Рис. 108. Осцилло­ граммы работы регу­ лятора РДУ-1 с на­ грузочной емкостью в

12 л

Рис. 109. Осцилло­

/Р

J 7

На кинопленку фиксировались ток обмотки управления регу­ лятором и давление воздуха в емкости, имитирующего тормозной цилиндр.

На рис. 108 изображены осциллограммы работы регулятора в динамическом режиме с подключенной к нему емкостью объемом 12 л. Характер изменения давления Р в нагрузочной емкости показан

187

250ма

Рис. 110. Осциллограммы работы регулятора РДУ-1

сдвумя отверстиями обратной связи диаметром 2 мм

инагрузочной емкостью:

а, б, в — 12 л; г, д , е — 0,5 л

рис. 108, в показано изменение давления в нагрузочной емкости при мгновенном включении и отключении тока в обмотке управления.

На рис. 109 изображены осциллограммы работы регулятора в динамическом режиме с подключенной к нему емкостью объемом 0,5 л при тех же режимах.

На рис. 110 а, б, в показаны осциллограммы работы регулятора с золотником, имеющим два отверстия обратной связи диаметром 2 мм,

иподключенной нагрузочной емкостью объемом 12 л (режимы те же),

ана рис. 110 г, д, е — с емкостью 0,5 л при тех же режимах.

На рис. 111, а, б, в изображены осциллограммы работы регуля­ тора с золотником, имеющим два отверстия обратной связи диа­ метром 1,5 мм, и с подключенной нагрузочной емкостью 12 л, а на рис. 111, г, <9, е — с емкостью 0,5 л при тех же режимах.

Рассматривая наиболее жесткий динамический режим — мгно­ венное включение и отключение тока обмотки управления регуля­

стания давления Р в цилиндре и время t3 с момента отключения тока до момента уменьшения давления до нуля (см. рис. 111, вие ) как при включении тока, так и при отключении (при вышеуказан­ ных сечениях отверстий обратной связи в золотнике) отличается незначительно и находится в пределах:

при включении — с нагрузочной емкостью 12 л 0,8—0,12 сек, 0,5 л 0,06—0,09 сек;

при отключении — с нагрузочной емкостью 12 л 0,40 сек, 0,5 л—

0,08 сек.

Время нарастания давления i2 с момента включения тока об­ мотки управления до полного давления (8 кгс/см2) в нагрузочной емкости 12 л (при вышеуказанных режимах и значениях отвер­ стий обратной связи) составляет 1,28 — 1,34 сек, а при 0,5 л —

1,20—1,28 сек.

Таким образом, анализируя проведенные эксперименты и на­ блюдения, можно установить, что при тщательно отрегулированном электромагните управления и нормальных условиях смазки регу­ лятор РДУ-1 работает устойчиво как при различных значениях ■объема нагрузочной емкости, так и при различных значениях от­ верстий обратной связи в золотнике. Следовательно, параметры регуляторов РДУ подобраны так, что они имеют приемлемое ка­ чество переходных процессов.

Однако при отсутствии или недостаточной смазке золотника и втулки, а также при наличии упругих элементов тормозной си­ стемы с резонансной частотой, близкой к собственным колебаниям золотника, характер работы регулятора более устойчив против автоколебаний при отверстиях обратной связи диаметром 1,2 мм X 2 или диаметром 1,5 мм X 2, расположенных под углом 45° к оси золотника.

189