РАЗДЕЛ 2
ИССЛЕДОВАНИЯ НАГРУЗОК В СИЛОВОЙ СИСТЕМЕ КОНВЕЙЕРА, ОБОРУДОВАННОГО СРЕДСТВАМИ АДАПТАЦИИ, И ЭКСТРЕННЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ МАШИН
2.1. Общие сведения
В соответствии с поставленной целью, первой и второй научными задачами исследования в настоящем разделе разрабатываются нелинейные модели адаптации скребковых конвейеров и системы "конвейер-негабарит-комбайн" к типичным условиям эксплуатации. Проводятся исследования закономерностей формирования нагрузок в силовой системе конвейера в рабочем режиме и в экстремальных условиях при тяжелых пусках конвейера и заклиниваниях ТО. Исследуются экстренные перемещения очистного комбайна, увлекаемого тяговым органом конвейера при заклинивании негабаритного предмета между корпусом комбайна и ТО конвейера.
Разработана динамическая модель ССК, отличающаяся от известных моделей универсальностью, блочностью, большей степенью дифференциации масс. Модель представляется в виде сосредоточенных масс, соединенных упруго-вязкими связями (элементами Кельвина-Фойгта). При составлении модели предусмотрены возможность раздельного движения масс груза и ТО, что важно при исследовании режимов резкого торможения конвейера, идентификация характеристик и свойств локальных и распределенных сопротивлений движению ТО. Трение груза и ТО о поверхности элементов, оформляющих их движение, механические характеристики АД и СА, а также управления средствами адаптации описываются нелинейными функциями. Модель ориентирована на применение установленных экспериментальным путем стендовых механических характеристик двигателей, муфт скольжения и прочих исходных данных, а также позволяет учесть целый ряд факторов, характеризующих условия эксплуатации, техническое состояние и конструктивные особенности конвейера и его СА. Движение сосредоточенных масс описывается системой обыкновенных дифференциальных уравнений, которые решаются численными методами. Модель позволяет с достаточной полнотой воспроизводить динамические процессы, протекающие в реальном конвейере, а также проводить их исследования для определения параметров и критериев адаптации. Разработке и обоснованию динамических моделей конвейера посвящены п. 2.2, монографии [2, 80] и публикации с участием автора [58, 64, 66, 70, 74, 78].
Разработан и приведен в п. 2.3 алгоритм управления средствами адаптации, позволяющий реализовать идею адаптации при силовых перегрузках. Предусматривается пуск АД вхолостую при отключенной трансмиссии и возможность последующего плавного разгона ТО, а также двухуровневая защита от перегрузок: защита высокого уровня ("по моменту") от экстренных перегрузок и низкого уровня ("по скорости") с задержкой времени от длительных перегрузок. Доказана необходимость применения в случае применения ЭФМ дополнительной защиты "по скольжению" самой муфты. Алгоритмы управления представлены в п. 2.3, а также в монографиях [2, 80] и работах с участием автора [70, 78].
Моделирование режимов работы конвейеров позволило выявить характер протекания динамических процессов в ССК, их особенности, обусловленные типом СА, и, на что обращено особое внимание, условиями эксплуатации. В приводах с ГМ коэффициент динамичности не превышает 1,2. При неодинаковом заполнении ГМ рабочей жидкостью имеет место существенная неравномерность нагружения приводных блоков. В двухдвигательном приводе конвейеров с АД мощностью 55 кВт и муфтвми ГПЭ400 максимальные нагрузки в приводных блоках при пуске могут отличаться в 1,92 раза. Важным фактором, определяющим неравномерность нагружения, является также падение напряжения питания, подводимого к АД хвостового привода. Коэффициент неравномерности нагружения в условиях реальной шахтной сети превышает 1,5. При перегрузках в приводах с ГМ из-за падения напряжения в шахтной сети возможно опрокидывание АД. Исследования режимов работы конвейеров с ЭФМ показали совпадение результатов моделирования с известными экспериментальными данными. Установлены закономерности нагружения ССК, в том числе и двухприводного конвейера, влияние на уровень максимальных нагрузок в ТО динамических параметров ССК и препятствия движению ТО, а также напряжения, подводимого к ЭФМ, и, таким образом, передаваемого муфтой момента. Благодаря предложенной в системе управления задержке времени при срабатывании защиты "по скорости" АД удается реализовать раздельную защиту от экстренных и длительных перегрузок. Доказана целесообразность применения в составе конвейеров с АД мощностью 110 кВт муфт ВЭМС160. Уровень нагрузок в ТО в случае применения управляемых электромагнитных муфт или тормозов с ДР может регулироваться путем настройки напряжения питания, подводимого к муфтам, или в результате формирования задающего воздействия в САУ муфтами.
Повышение тяговой способности приводов со средствами адаптации и вероятности преодоления в принципе разрушаемых локальных сопротивлений движению ТО при тяжелых пусках без ущерба для АД и ССК возможно за счет увеличения динамического компонента в результате применения в приводе МНЭ в виде сосредоточенных вращающихся масс. Предложены схемы компоновки привода с МНЭ. В приводе с ЭМТ и ДР на величину максимального тягового усилия наибольшее влияние оказывает момент инерции МНЭ и в значительно меньшей степени подводимое к ЭМТ напряжение (форсировка тока возбуждения). В результате моделирования доказана способность рассмотренных СА обеспечить адаптационные функции защиты, параметры которой задаются с учетом условий эксплуатации и технического состояния конвейера, а также возможность применения соответствующего разработанным моделям программного обеспечения в составе информационно-интеллектуальных структур САК. Подтверждена возможность раздельного при экстренных стопорениях ТО движения ТО и груза, что позволяет при моделировании максимальных динамических нагрузок и параметров защиты не учитывать влияние случайной величины - количества груза на конвейере. Особенности формирования нагрузок отражены в п. 2.4, монографиях [2, 80] и публикациях с участием автора [59, 64, 66, 70, 74, 78].
При созд
- Киев+380960830922