Малиновский А.К. - "Автоматизированный электропривод машин и установок шахт и рудников"

Учебник для вузов. - М: Недра, 1987. - 277 с. Стр.254-257.

 

6.1. УСЛОВИЯ РАБОТЫ, РЕЖИМЫ И НАГРУЗКИ ОСНОВНЫХ МЕХАНИЗМОВ ОЧИСТНЫХ КОМБАЙНОВ

            Очистные комбайны предназначены для разрушения угля и навалки его на забойный конвейер или другое средство доставки. Привод исполнительных органов, которых может быть один или два, осуществляется от одного или двух электродвигателей. Механическая энергия от электродвигателя к исполнительному органу передается через цилиндрические или конические зубчатые передачи.

            Исполнительные органы очистных комбайнов в процессе работы испытывают нагрузки, носящие резко переменный стохастический характер, и определяются коэффициентами вариации v1и—v5и [36]: v1и — коэффициент, характеризующий особенности конструкции исполнительного органа; v2и — коэффициент вариации силы резания на одном резце, зависящий от изменчивости хрупкопластичных свойств угля; v3и — коэффициент вариации, зависящий от различной сопротивляемости угля резанию в сечении лавы; v4и — коэффициент вариации с частотой изменения 10^-2—10^3 Гц, зависящий от сопротивляемости угля резанию по длине лавы; v5и — коэффициент вариации с частотой изменения 1—3 Гц, зависящий от неравномерности подачи на забой.

            Суммарные коэффициенты vн.с и vв.с вариации сил резания на исполнительном органе соответственно по низкой и высокой частотам согласно [36] равны:

        (6.1)

        (6.2)

где Mi — крутящий момент, соответствующий средней нагрузке, расходуемой на разрушение угля i-ым исполнительным органом; МОб — суммарный крутящий момент, соответствующий средней нагрузке, расходуемой на разрушение угля всеми исполнительными органами комбайна.

            Кроме нагрузок, действующих на исполнительный орган комбайна, существенное влияние на режим работы его электродвигателя оказывают продолжительность его включения (ПВ) и продолжительность цикла tц, а также число пусков и их длительность.

            Таким образом, для определения мощности электродвигателя исполнительного органа комбайна необходимо знание фактической нагрузочной диаграммы его работы, которая в свою очередь в значительной степени зависит от организации труда, горно-геологических условий и квалификации обслуживающего персонала. Так, например, неправильная организация труда и неумелое обслуживание комбайна приводит к тому, что электродвигатели могут испытывать перегрузки выше допустимых, частые пуски или реверсирование, длительные простои, т. е. работа электродвигателей в этом случае будет проходить в режимах, на которые они не рассчитаны. Следовательно, перегрузка электродвигателей может привести к выходу их из строя, а недогрузка — к работе с низкими энергетическими показателями. Ни то, ни другое недопустимо.

            Kмаш = tp/Tсм        (6.3)

где tp — среднее время работы комбайна в смену, ч; Тсм—длительность смены, ч.

            Опыт эксплуатации очистных комбайнов показывает, что коэффициент машинного времени работы последних колеблется в пределах от 0,25 до 0,33 для очистных комбайнов, работающих в составе очистных комплексов. Низкие значения коэффициента машинного времени объясняются неустраненными простоями, вызванными главным образом горно-геологическими нарушениями, а также значительной продолжительностью концевых операций.

            Таким образом, режим работы электродвигателя исполнительного органа можно считать повторно-кратковременным (S4) с продолжительностью включения (%).

ПВ = (tп+tp)100/Tц        (6.4)

где tп — продолжительность пуска; tp — время работы; Tц = tп+tp+t0 — продолжительность цикла; t0 — время паузы.

            Режим работы электродвигателя исполнительного органа очистного комбайна характеризуется также большим числом пусков, что объясняется необходимостью выполнения основной операции по выемке угля и вспомогательных операций (замена резцов на исполнительном органе, монтаж и демонтаж комбайна, выемка ниш и т. д.), а также повторностью пусков после опрокидывания. Таким образом, число пусков электродвигателей очистных комбайнов зависит как от горно-геологических условий, так и от квалификации машиниста, т. е. эта величина случайная.

            Применяемые в настоящее время в качестве электропривода исполнительных органов комбайнов асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором запускаются прямым подключением к источнику питания. Пуск электродвигателя в этом случае сопровождается протеканием в двигателе и сети пусковых токов, величина которых в 5—7 раз выше номинальных. Пусковой ток не зависит от момента сопротивления, а определяется лишь параметрами сети и двигателя. Продолжительность и частота пусков электродвигателя отрицательно сказывается на тепловом его режиме, вызывая форсированный его нагрев.

            Как правило, пуск электродвигателя комбайна состоит из двух периодов. В первый период пуска происходит выбор зазора в передаче и приведение резцов исполнительного органа в контакт с углем и двигатель от момента включения до начала резания исполнительным органом работает вхолостую. Такой пуск возможен, если перед остановкой комбайна машинист сначала отключил подачу и дал возможность резцам исполнительного органа полностью снять стружку и произвести погрузку оставшегося угля на конвейер.

            Второй период — это разгон под нагрузкой. Время разгона двигателя в этом случае зависит как от сопротивления, так и от состояния системы электроснабжения. Запуск двигателя состоится, если его пусковой момент превышает момент сопротивления. Возможен запуск двигателя начиная сразу со второго периода, а именно при отсутствии зазоров. Это происходит тогда, когда имеет место экстренный останов комбайна.

            Наиболее труден запуск двигателя после его опрокидывания при значительном моменте сопротивления, обусловленном заштыбовкой исполнительного органа. В этом случае запуск двигателя может произойти лишь после трех-пяти включений.
В общем случае начальный момент сопротивления зависит как от скорости подачи, предшествующей останову комбайна, так и от степени затупленности режущего инструмента, отжима угля в забое, задвижки конвейера и т. п. Для нормального запуска электродвигателя комбайна необходимо выполнение условияИз-за тяжелых условий эксплуатации и горно-геологических условий электродвигатели очистных комбайнов не могут работать продолжительно в течение всей смены. Поэтому вводится понятие о средней продолжительности работы двигателя в смену, которая характеризуется коэффициентом машинного времени

        (6.5)

где Мп.ф — фактический пусковой момент электродвигателя; — момент сопротивления перед отключением двигателя; А — средняя мощность, расходуемая электродвигателем при нулевой скорости подачи, прижатом к забою исполнительном органе и натянутом тяговом органе; В — среднее приращение мощности на единицу скорости подачи или коэффициент наклона энергетической характеристики; vп — средняя скорость подачи комбайна при нормальной эксплуатации; vном — номинальная угловая скорость ротора электродвигателя.

            При проработке режущего органа после останова комбайна

.

 

                                                                                                    Наверх  

© ДонНТУ, Терещенко Алексей Сергеевич, 2009