книги из ГПНТБ / Глушко В.В. Характеристики режимов работы горных машин и их автоматическое управление

ВФРГ автоматическое управление скоростью подачи применяется

внастоящее время на 40% комбайнов [91]. Регулирование подачи, как правило, производится по току электродвигателя комбайна. Электрогидравлическая система автоматического регулирования ре­ жима работы создана фирмой «Экоматик» [120]. Автоматизированный механизм подачи такого типа установлен на комбайнах фирмы «Эйкгоф» типа EDW-130, EW100-G, EDW130-L, EDW-L, EDW-200

сдвухбарабанными и однобарабанными исполнительными органами [21, 102, 121, 122]. Управление комбайнами может быть местное при помощи электрогидравлических пультов, установленных на ком­ байне, дистанционное с регулированием или без него или радио­

управление. Все комбайны, кроме EDW130-L, имеют объединенный с машиной гидравлический механизм подачи. У комбайна EDW130-L гидравлический механизм подачи установлен на вентиляционном штреке у забойного конвейера со стороны выработанного про­ странства. При ручном регулировании скорости подачи управление производится подачей сигналов от машиниста комбайна к машинисту вынесенного механизма подачи [23].

Фирмой «Эйкгоф» разработан также комбайн типа Н. Дж . Максем для выемки тонких пластов [84]. Комбайн имеет вынесенный гидравлический механизм подачи, который находится на забойной стороне конвейера. Способ регулировки скорости подачи комбайна аналогичен описанному выше. Управлять комбайном можно с пульта, расположенного на комбайне или с пульта, вынесенного на погрузоч­ ный пункт лавы. Предупредительный звуковой сигнал перед пуском комбайна осуществляется аппаратурой типа Максем-Сперри.

ВФРГ ведутся и другие работы по автоматизации режима по­ дачи машин и буровых установок [71, 13].

ВГДР также ведутся работы по автоматизации режимов буровых установок [30]. В разработанном регуляторе скорость подачи бура регулируется в зависимости от величины крутящего момента. Регу­ лировка скорости подачи осуществляется двигателем постоянного тока с внешним возбуждением, который управляется электронным регулятором. Последний получает управляющие импульсы от при­ боров, сравнивающих регистрируемые датчиками величины осевого давления, крутящего момента и величины проходки с заданными ве­ личинами.

ВЧехословакии разработана автоматизированная гидравличе­ ская подающая часть, испытания которой проводились с врубовой машиной ВА-60Е [57]. Величина скорости подачи изменяется либо автоматически в зависимости от нагрузки главного электродвигателя, либо вручную. Схема авторегулятора электрогидравлическая. Ста­ тическая чувствительность системы равна ± 5%.

Во Франции также ведутся большие работы по созданию ав ­ томатизированных гидравлических механизмов подачи [53, 114, 115]. Такими механизмами подачи с регуляторами мощности типа «Спидметик» оснащены Комбайны SA-16 и «Севенн». Автоматическое регулирование скорости подачи [25, 32] осуществляется моментным

10

Г л а в а 2

ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ГОРНЫХ МАШИН

§ 1. ОСОБЕННОСТИ РЕЖИМОВ РАБОТЫ ГОРНЫХ МАШИН

Создание САУ горных машин невозможно без детального изуче­

тивность машины. Необходимо знать возможность и метод изменения того или иного параметра режима работы с целью повышения эффек­ тивности работы машины.

Для разработки САР, обеспечивающей устойчивую работу си­ стемы и высокое качество процесса регулирования в любых, огово­ ренных технической характеристикой машины условиях, необходимо знание режимов работы и динамики машины. Для расчета системы и ее отдельных параметров необходимо математическое описание работы машины как одного из звеньев САР.

Двумя из основных факторов, определяющих режим работы гор­ ной машины, являются процесс резания угля резцом и характер изменения крепости разрушаемого массива в забое.

Режим нагрузки привода горных машин определяется процес­ сом резания угля одиночными резцами. Известно, что в процессе резания на одиночный резец действуют следующие силы [5]:

h — глубина реза.

Исполнительный орган горной машины обычно имеет несколько резцов, из которых не менее половины одновременно взаимодействуют с разрушаемым массивом. Поэтому нагрузка на исполнительный орган в известной степени характеризуется суммой сил, действующих

43

на отдельный резец. Усилия подачи каждого резца определяют суммарное усилие подачи машины, а усилия резания — момент на валу исполнительного органа и привода.

Неравномерный характер распределения крепости разрушаемого массива также оказывает существенное влияние на режим работы машины.

По данным ИГД им. А. А. Скочинского, коэффициент сопротив­ ляемости угля разрушению А для небольших участков по длине

АСр, кг с/см 240, г

40

Рис. 1. Кривая изменения крепости угля по длине лавы

лавы колеблется в соответствии с нормальным законом распределения вероятности [5], имеющим вид

(Ä-ÄCp)*

14

Д ля энергетических углей марок Г, Д, А, ПА (Донецкий бассейн) среднее усилие резания имеет следующую ориентировочную за­ висимость от сопротивляемости угля разрушению:

стоянной скорости резания допустимая максимальная величина ско­

врубово-комбайновые электродвигатели зачастую не могут устойчиво

15

Рис. 2. Номограммы для определения фактических максимальных моментов электродвигателей габарита 350 мм

нести нагрузку, равную их номинальной мощности. Допустимая нагрузка на электродвигатель определяется в основном величиной максимального момента. В то же время один и тот же двигатель в зависимости от параметров сети имеет различный фактический максимальный момент и соответствующую различную максималь­ ную устойчивую мощность.

На рис. 2—4 приведены номограммы для определения факти­ ческих максимальных моментов врубово-комбайновых электродвига­ телей габаритов 350, 400 и 500 мм в условиях реальной шахтной элек­ трической сети с номинальным напряжением 380 и 660 в [34]. Для упрощения номограмм их расчет и построение произведены для шахт­ ной сети с сечением кабелей 50 мм2 . Поэтому при определении мо­ ментов по данным номограммам фактические длины кабелей данного сечения необходимо приводить к длине кабеля сечением 50 мм2 . Пере­ счет длин кабелей производится согласно следующим коэффициентам приведения.

научив - т*хм.- * , - . - J

дельных отрезков бронированного и гибкого кабелей на соответству­ ющие коэффициенты приведения:

таль до пересечения во второй половине номограммы с линией на­ пряжения, соответствующей разности фактического напряжения

определяется фактический максимальный момент. Опустив из этой точки перпендикуляр на ось абсцисс, получим искомую величину фактического максимального момента электродвигателя.

При превышении этих величин нагрузкой или фактическим мо­ ментом на валу машины двигатель перегружается и, как правило, опрокидывается. Степень максимально допустимого превышения зависит от длительности перегрузки. Вследствие значительных ко­ лебаний фактического момента на валу горных машин средняя на­ грузка, которую может нести электродвигатель, будет ниже макси­ мально устойчивой. Эта разница определяется степенью изменений крепости угля, наличием включений, вероятностью заштыбовки, изменениями мощности и трещиноватости пласта, степенью его от­ жима и т. п.

С учетом степени колебаний нагрузки величина мощности, ко­ торую фактически способен нести электродвигатель, может быть выражена формулой [104]

где

18

соответствующим устойчивой мощности, необходимое для

Фактический максимальный момент электродвигателя в зависи­ мости от параметров электрической сети может быть определен по формуле

Подставляя (2-10) в уравнение (2-9), получим величину макси­ мальной мощности, которую фактически способен устойчиво нести электродвигатель комбайна в конкретных условиях работы:

Следовательно, коэффициент /с2 в уравнении (2-6) в зависимости от конкретных параметров участковой электрической сети, от