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

величины 110 квт. Соответственно средний ток электродвигателя равен 68,5 а (при номинальном токе 113 а), хотя его колебания также

о

Р.квт

о 60 но ізо w з о о J60 ш ш 5h0 еоо 660 7гоі,сек s

Р.квт

0 60 IZC WO ZhO 300 360 ПО Ш 5^0 600 660 7201, сек

Рис. 9. Диаграмма потребляемой мощности комбайнов:

а — МКМ - 1; б — 1К52Ш

имеют значительную величину. Коэффициент вариации тока, вы­ численный методом дисперсионного анализа по формуле

где ОІ — среднеквадратичное отклонение тока статора; т{— математическое ожидание (среднее) тока

равен 0,5, что свидетельствует о значительной степени случайности процесса.

30

Аналогичные данные получены при исследовании режимов ра­ боты комбайна 1К52Ш в лаве с углем малой крепости (рис. 9, б). Повышение скорости подачи лимитировалось процессом крепления, поэтому средняя нагрузка составила (на одном из характерных уча­ стков) около 83,6 квт, а ток — 150,4 а (номинальный ток 231 а).

Рис. 10. Диаграммы мощности, потребляемой комбайном МКМ-1:

а — при движении комбайна сверху вниз; б — при движении комбайна снизу вверх

Несмотря на благоприятные горногеологические условия, коэффи­ циент вариации тока статора был достаточно высокий (0,18).

Мощность за короткий промежуток времени изменялась от 45 до 110 квт. Благодаря малой крепости угля ( Л с р = 50 кгс/см) макси­ мальная нагрузка двигателя не превышала номинальную. При этом ток двигателя колебался также в больших пределах (от 140 до 220 а). На рис. 10 и 11 приведены диаграммы мгновенных мощностей,

31

потребляемых двигателями комбайнов МКМ-1 и 2К52 при ручном управлении.

Исследования режимов работы проходческого комбайна ПК-ЗМ проводились при наиболее характерном режиме во время поперечной подачи исполнительного органа. Средняя нагрузка в период замеров

а

Р,к6т

и ШБМ-3 ввиду высокой газоносности шахт, где работают указанные комбайны, проводились на комбайнах, работающих по добыче соли, имеющей более равномерную и низкую по сравнению с углем крепость.

32

Однако результаты исследований показывают, что качественно процесс мало отличается от процесса работы комбайна по углю (рис. 12, б). Коэффициент загрузки двигателей комбайнов ШБМ-2, ШБМ-З ниже единицы, хотя в отдельные моменты времени нагрузка превышает номинальную. Коэффициент вариации тока этих комбайнов

-7â,5

го 40 00 вО WO ПО 1<іО ІВО WO t, сек

Рис. 12. Диаграмма средних мощностей комбайнов:

а — ПК-Зм; б — ШБМ-З

ниже (например, у комбайна ШБМ-З он составляет в среднем 0,29), что объясняется меньшей по сравнению с углем крепостью соли. Коэффициент вариации скорости подачи комбайна ШБМ-З также сравнительно невысокий (0,77).

Данные по результатам исследований сведены в табл. 1. Диапазон частот колебаний скорости подачи горных машин

составляет 0,1—6 гц. Диапазон частот колебаний тока составляет 0,2 - 7 гц.

Т а б л и ц а l

Фактические параметры, характеризующие режимы работы горных машин

чительную динамическую надбавку, снижающую надежность и дол­ говечность наиболее ответственных узлов машин.

Анализ полученных результатов показывает, что в процессе экс­ плуатации горных машин нагрузка колеблется в широких пределах, в отдельные моменты времени превышая номинальное значение, однако среднее значение нагрузки электродвигателей главных приводов этих машин, как правило, не достигает номинального. Сле­ довательно, горные машины имеют большой резерв повышения их производительности. Действительно, в случае полного использования

34

мощности установленного на машине двигателя можно обеспечить прирост средней скорости подачи

Анализируя данные табл. 1, можно утверждать, что средние скорости подачи можно повысить в 1,3—1,6 раза и более.

Так как одним из решающих факторов, влияющих на произ­ водительность горной машины, является скорость ее подачи, то в за­ висимости от организационно-технических условий работы этих ма­ шин можно получить соответствующее повышение производитель­ ности.

Кроме указанных выше машин были исследованы режимы ра­ боты струговых установок. Последние принципиально отличаются от других горных машин исполнительным органом и наличием двух при­

Впроцессе исследований записывалась активная мощность верхнего

инижнего привода, расход энергии и производился учет количества добытого угля.

Струговая установка УСБ-2М, работавшая в 8-й восточной лаве шахты № 54 комбината Донбассантрацит, в отличие от серийных, имеет по два электродвигателя на верхнем и нижнем приводах. Длина лавы 245 м, мощность пласта 1,19 м, угол падения 13°, сопротивля­ емость угля А = 130-^-160 кгс/см при глубине стружки 110 мм.

Измерения активной мощности были проведены в рабочем ре­

Анализ приведенных диаграмм показывает, что нагрузка на двига­ тель верхнего привода колеблется в пределах 20—40 квт, а в отдель­ ные моменты времени пиковая нагрузка достигает 100 квт. В диа­ грамме нагрузки нижнего привода отсутствует высокочастотная со­ ставляющая, характерная для верхнего привода.

Мощность, затрачиваемая на протягивание струга вдоль лавы, составляет 25—30 квт (верхнего привода). Анализ диаграмм показы­ вает, что нагрузка между верхним и нижним приводами распреде­ ляется неравномерно, а именно нижний привод загружен меньше верхнего. В отдельные моменты времени нагрузка нижнего привода струга снижалась до нуля, а верхний привод кратковременно принимал двойную нагрузку. Наблюдалась и обратная картина.

Вторая струговая установка УСБ-2М была исследована в 7-й западной лаве той же шахты (мощность пласта 1,24 м, угол падения 13—15°, длина лавы 135 м).

При исследовании осциллографировались следующие параметры: ток электродвигателя верхнего и нижнего приводов и ускорение струга.

Характер изменений тока соответствующего привода зависит от направления движения струга относительно этого привода. При движении струга снизу вверх верхний привод является ведущим

Рис. 13. Диаграмма потребляемой мощности двигателями верхнего привода струга УСБ-2М при движении вверх

и его ток колеблется в большем диапазоне, чем ток нижнего привода, а при движении струга вниз — наоборот. Поэтому можно полагать, что кратковременные перегрузки в струговой установке преодолева­ ются в основном ведущим приводом. Анализ показывает, что ускорение струга и ток ведущего привода имеют тесную корреля­ ционную связь. Частота колебаний тока и ускорения составляет порядка 3 гц.

На шахте № 4 «Нагольчанская» комбината Донбассантрацит были проведены исследования режима работы струговой установки

36

движении струга по всей длине лавы и для различных направле­ ний движения струга.

На рис. 14 показаны осциллограммы работы струговой установки при движении струга снизу вверх и сверху вниз. Анализ показывает, что нагрузка на оба привода имеет неравномерный характер, частота

о

Рис. 14. Осциллограммы параметров струговой уста­

говой установке наблюдалась большая величина нагрузки верхнего

дущим приводом струга. Неравномерность нагрузки приводов приводит к неравномерности вращения звезды редуктора привода струга. Наряду с неравномерностью нагрузки на оба привода на­ блюдается также временная перегрузка верхнего привода.

37

На шахте № 3 «Нагольчанская» проведены исследования режима работы струговой установки типа УСТ. В процессе замеров произ­ ведена запись на самопишущие приборы активной мощности, по­ требляемой из сети верхним и нижним приводами, а также ток верх­ него привода. Струг работает в лаве длиной 140 м по выемке антрацита средней крепости. Пласт мощностью 0,74—0,78 м, угол падения 14°.

б

Р,нЬт

гзо /

показывает, что оба привода нагружаются неравномерно. Кроме того, наблюдаются значительные колебания мощности каждого при­ вода в пределах ( 1 - ^ 2) Рн. Так, мощность верхнего привода при дви­ жении струга вниз по лаве (Рср = 11 квт) колебалась от 41 до 2 квт. При движении струга вниз наблюдается выравнивание нагрузки меж­ ду приводами, а при движении струга вверх разность между мощно­ стями приводов растет.

38

Исследовался также режим работы экспериментальной струго­ вой установки УСА с активным рабочим органом. Эта установка раз­ работана Ворошиловградским филиалом Донгипроуглемаша и пред­ назначена для механизации очистных работ в лавах длиной 150— 200 м на пластах мощностью 0,9—1,2 м. Струг состоит из активного исполнительного органа, двух лебедок, передвигающих струг вдоль забоя, и изгибающегося конвейера.

Мощность двигателя каждой лебедки струга 8 квт. Исполнитель­ ный орган имеет два рабочих диска, один из которых работает при движении струга вверх, другой — вниз. Диски приводятся во вра­ щение электродвигателем ЭДК-3,5Р мощностью 34/79 квт (длительная и часовая). Эксплуатация струговой установки УСА производилась

Рис. 16. Диаграмма мощности, потребляемой электро­ двигателем рабочего органа активного струга УСА

на шахте «Центральная» комбината Донбассантрацит в лаве длиной 100 м (мощность пласта 1,5 м, угол падения пласта б—7°, антрацит средней крепости).

На рис. 16 приведена типичная диаграмма мощности привода исполнительного органа струга. Нагрузка характеризуется крайней неравномерностью, наблюдается большое количество опрокидыва­ ний электродвигателя. При движении струга вверх мощность коле­ блется в пределах 45—60 квт. Минимальная потребляемая мощность составляет 15 квт, а максимальная — 175 квт. Мощность при опрокидывании составляет 210—220 квт. Время опрокидывания элек­ тродвигателя струга колеблется в пределах 0,3—1 сек. В несколь­ ких случаях опрокидывания происходили за время, превышающее 1 сек. Мощность при движении струга вниз составляет 40—55 квт. Ми­ нимальная потребляемая мощность составляет 15 квт, а максимальная

— 218 квт. Характер движения струга сверху вниз такой же, как и при движении снизу вверх. Мощность при опрокидывании составляет 225—235 квт. Время опрокидывания при этом было 0,5—0,9 сек. Время между опрокидываниями в среднем 25—70 сек. Частота коле­ баний нагрузки 0,8—0,9 гц.

Нагрузка на электродвигатели тяговых лебедок в процессе нор­ мальной работы не превышает 5,5 квт, а в моменты опрокидываний

39