CS261923B1 - Pohon napínacího zařízení pásového dopravníku - Google Patents

Abstract

Pohon napínacího zařízení se týká zejména délkové pásové dopravy na povrchových dolech a jeho cílem je napodobit gravitační napínání pásu. Pohon je tvořen asynchronním kroužkovým motorem (AKM), který je přes převodovku spřažen s lanovým bubnem, na němž je navinuto lano. Konec lana je upevněn na vozíku opatřeném napínacím bubnem. V obvodě kotvy AKM je zařazen odpor tak velký, že kroutící mo» ment (1¾) AKÍď má alespoň během rozběhu v podstatě konstantní průběh nezávislý na otáčkách (n). Proti krouticímu momentu (Mk) AKIú gůsobí protimoment od pásu. Smysl otáčení AKIú se samočinně nastaví podle toho, který z momentů převládá. Tím je napodobeno gravitační napínání pásu, přičemž tíha závaží je nahrazena konstantním kroutícím momentem (1¾) AKIú.

Description

Vynález se týká pohonu napínacího zařízení pásového dopravníku obsahujícího napínací buben posuvně uložený na rámu pásového dopravníku a spřažený se zdrojem napínací síly pásu.

Úkolem napínání pásu pásového dopravníku je zachovat na sbíhající straně poháněcího bubnu potřebný tah v pásu nutný k přenosu poháněči síly z poháněcího bubnu. Napínání pásu lze realizovat pomocí jednoho ze dvou základních typů napínacích zařízení, jimiž jsou napínací zařízení pro pevné napínání a napínací zařízení pro pohyblivé napínání.

Napínací zařízení pro pevné napínání je konstrukčně jednoduché, neboí obsahuje pouze prostředky pro konstantní předepnutí pásu za klidu. Při rozběhu předepnutého pásu vzniká v jeho horní větvi tahová síla způsobená trakčními odpory. Tím se horní větev pásu protahuje. Protože celková délka pásu je konstantní, musí se tudíž dolní větev pásu uvolňovat, čímž se zmenšuje síla v ní působící. Jelikož poháněči schopnost poháněcího bubnu je přímo ' úměrná síle na jeho sbíhající straně, dojde při zmenšení síly v dolní větvi pásu ke zmenšení poháněči schopnosti poháněcího bubnu. Aby na poháněcím bubnu byla zachována síla postačující pro zachování jeho poháněči schopnosti, musí být pás předepnut za klidu napínací silou, která je větší, než je síla, která je nutná pro bezprokluzový rozběh. Největší nevýhodou tohoto pevného napínání je, že v důsledku napínací síly pásu působí na vratnou stanici před rozběhem pásového dopravníku větší síly než při rozběhu, ustáleném chodu i brzdění, v důsledku čehož je vratnou stanici nutno dimenzovat s ohledem na tuto klidovou napínací sílu pásu.

Nejideálnějším představitelem pohyblivého napínání je gravitační napínání, u něhož závaží působí na napínací buben konstantní silou, která je stále vnášena do pásu, protože jak v případě různých silových vln (rozběh, přechod k ustálenému stavu, brzdění), tak i v případě vytažení pásu sleduje napínací buben.tyto deformace pásu. Výhodou gravitačního napínání je zatížení pásu a vratné stanice jen na napínací sílu pásu nutnou pro bezprokluzový rozběh a provoz. Zařízení pro gravitační napínání však nelze použít u pásových dopravníků dálkové pásové dopravy, protože zá- 2 261 923 váží by mělo takovou hmotnost a jeho vodící dráha by byla natolik dlouhá, že by byla prakticky znemožněna manipulace s napínací stanicí, kterážto nevýhoda vynikne zejména u přemístitelných pásových dopravníků.

Jsou známy konstrukce, které se snaží napodobit gravitační napínání. Jejich hlavní součástí je napínací buben, který je posuvně uložen na rámu pásového dopravníku a je spřažen se zdrojem napínací síly pásu. Toto spřažení je provedeno nej častěji pomocí lana navíjeného, resp. odvíjeného z lanového bubnu napojeného přes převodovku na elektromotor, který tvoří pohon tohoto napínacího zařízení. Při zvyšování napínací síly v pásu je elektro motor připojen k síti tak, že otáčí lanovým bubnem ve sraěru naví jení lana, zatímco při snižování napínací síly v pásu je ebktromotor připojen k síti tak, že otáčí lanovým bubnem ve směru odvíjení lana. Smysl otáčení elektromotoru při napínání nebo povolování pásu je tudíž dán jeho zapojením do sítě. Nejvhodnějším elektromotorem je asynchronní elektromotor s kotvou nakrátko. Velikost napínací síly je určena dobou chodu elektromotoru. Elektromotor bývá spřažen s brzdou, a nebo mezi ním a lanovým bubnem je zařazen samosvoraý člen, např. šneková převodovka.

U takto vytvořených napínacích zařízení je nutností použít jednak čidla snímající pohybový a silový stav pásu a jednak řídicí obvody, které zpracovávají signál z čidel. Signál z řídicích obvodů je veden k elektromotoru, brzdě a k případným dalším výkonovým členům. Vedle složitosti napínacích zařízení tohoto typu je jejich velkou nevýhodou, že při selhání některého z čidel nebo řídicích obvodů může dojít k poškození napínacího zařízení nebo dokonce k havárii celého pásového dopravníku.

Uvedené nevýhody podstatně zmenšuje pohon napínacího zařízení pásového dopravníku podle vynálezu, jež obsahuje napínací buben posuvně uložený na rámu pásového dopravníku a spřažený se zdrojem napínací síly pásu. Podstata vynálezu spočívá v tom, že zdroj napínací síly pásu je tvořen asynchronním kroužkovým motorem s nejméně jedním odporníkem zařazeným do obvodu kotvy. Velikost odporu odporníku je taková, že kroutící moment má od teoretické konstantní hodnoty odchylku nanejvýš 10 %, a to

- 3 261 923 nejméně až do mezních otáček, které jsou aritmetickým podílem, jehož dělencem je polovina obvodové rychlosti poháněcího bubnu v-okamžiku ukončení deformace pásu při rozběhu a dělitelem je převod mezi napínací silou pásu a kroutícím momentem. Minimální hodnota kroutícího momentu je aritmetickým součinem, jehož jedním činitelem je dvojnásobek poháněči síly na sbíhající straně poháněcího bubnu a druhým činitelem je převod mezi napínací silou pásu a kroutícím momentem.

Pohonem napínacího zařízení podle vynálezu se simuluje pomocí jednoduchých prostředků gravitační napínání. Jak při zvyšování napínací síly v pásu, tak při jejím snižování je asynchronní kroužkový motor připojen k síti tak, že stále vyvozuje napínací sílu v pásu. Smysl otáčení asynchronního kroužkového motoru při napínání nebo povolování pásu není dán jeho zapojením, které je stále stejné, ale je samočinně určen tím, zda převládá moment asynchronního kroužkového motoru nebo moment od pásu redukovaný na hřídel asynchronního kroužkového motoru. Velikost napínací síly pásu nezávisí na délce časového intervalu, po nějž je asynchronní kroužkový motor zapnut, ale je ujrčena pouze velikostí momentu vyvozovaného v době jeho zapnutí. V důsledku tohoto uspořádání je do pásu vnášena -^podstatě konstantní napínací síla, kterou lze volit změnou velikosti odporu zařazeného do obvodů kotvy. Napínací sílu pásu je možno tudíž zvolit jen tak velkou, aby byl zajištěn bezprokluzový rozběh pásového dopravníku. Toto uspořádání má proto oproti jiným napínacím zařízením - s výjimkou klasického gravitačního napínacího zařízení - tu výhodu, že síla působící na vratnou stanici za klidu není větší než síla na ni působící za pohybu pásového dopravníku. Tím se oproti známým napínacím zařízením zmenší dimenze vratné stanice. Napínací síla pásu se ustavuje automaticky, nezávisle na čidlech a řídicích obvodech. S touto jednoduchostí jsou příčinně spojeny menší výrobní a provozní náklady. Pohon napínacího zařízení podle vynálezu má všechny výhody gravitačního napínání, přičemž ve srovnání s ním je prostorově daleko menší, takže jej lze a výhodou využít i u přemístitelných pásových dopravníků dálkové pásové dopravy.

- 4 261 923

Ha připojeném výkrese je schematicky znázorněn příklad pohonu napínacího zařízení pásového dopravníku podle vynálezu, kde značí obr. 1 bokorys napínacího zařízení, obr. 2 půdorys napínacího zařízení, obr. 3 momentovou charakteristiku asynchronního kroužkového motoru, obr. 4 silový diagram pásového dopravníku s pohonem napínacího zařízení podle vynálezu.

Pohon napínacího zařízení je součástí pásového dopravníku (obr. 1, 2) obsahujícího pás £, který je veden přes poháněči buben _1, koncový buben £ a zde neznázoměný vratný buben £. Konoový buben 2 j^{e 8} výhodou proveden jako hnací. Pás 2 má horní větev 21 a dolní větev 22. V dolní větvi 22 pásu 2 je upraven napínací buben posuvně uložený na rámu £ prostřednictvím vozíku 41« v němž je napínací buben otočně uložen. Napínací buben £ je spřažen se zdrojem napínací síly pásu 2 tak, že k vozíku 41 je připevněno lano 42. které je obtočeno okolo lanového bubnu (> otočně uloženého na rámu 2* Lanový buben é> je přes převodovku 62 spojen s asynchronním kroužkovým motorem 61, v jehož obvodu kotvy je zařazen nejméně jeden odporník. Velikost odporu tohoto odporníku je taková, že kroutící moment má od teoretické konstantní hodnoty odchylku maximálně ΊΤ7 %, a to od nulových otáček až do mezních, otáček n_a (obr. 3). Tyto mezní otáčky n_m jsou aritmetickým podílem, jeEož dělenoem je polovina obvodovT rychlosti v₀ poháněcího bubnu _1 v okamžiku ukončení deformace pásu 2 při rozběhu pásového dopravníku a dělitelem je převod JL mezi napínací silou pásu 2 a kroutícím momentem asynchronního kroužkového motořu*6l. Obdobná závislost mezi Ttrouticím momentem a otáčkami n platí i pro zápornou oblast od nulových až do zpeTných krajních otáček n_z, kterými se hřídel asynchronního kroužkového motoru 61 otáčí na konci fáze uvolňování pásu J2. Asynchronním kroužkovým motorem 61 s momentovou charakteristikou, jejíž průběh je vpodstatě lineářní a liší se od teoretické konstantní hodnoty nanejvýš o i 10 % v intervalu od zpětných krajních otáček n_z domezních otáček n_m (obr. 3) je vlastně nahrazeno závaží o konstantní hmotnosti používané při gravitačním napínání. Druhou podmínkou, nutnou pro to, aby na pás £ byla z poháněcího bubnu přenesena požadovaná síla je, že minimální hodnota kroutícího momentu asynchronního kroužkového motoru 61 jez hlediska velikosti aritmetickým součinem, je- 5 261 923 hož jedním činitelem je dvojnásobek poháněči síly T na sbíhající straně 11 poháněcího bubnu .1 a druhým činitelem je převod i mezi napínací silou P_Q pásu 2 a kroutícím momentem Velikost převodu i. závisí nšTprůměru lanového bubnu j>, při^oužití kladkostroje uspořádaného mezi lanovým bubnem 6 a napínacím bubnem £ na násobnosti kladkostroje a rovněž na převodovém poměru převodovky 62. U výstupního hřídele asynchronního kroužkového motoru 61 je upravena brzda 63 obvyklého provedení.

Punkce pohonu napínacího zařízení začíná v souvislosti s čin nosti pásového dopravníku uvolněním brzdy 63. Potom se zapne asynchronní kroužkový motor 61, v důsledku jehož činnosti se začne navíjet lano 42 na lanový buben čímž se předepne pás 2 na požadovanou hodnotu napínací síly P , která je přímo úměrná velikosti kroutícího momentu asynchronního kroužkového motoru 61. Po skončení předpínacího cyklu, na jehož konci je asynchronní kroužkový motor 61 v klidu, ale pod napětím a vyvozuje kroutící moment daný velikostí odporu odporníku zařazeného do obvodu kotvy, *se spustí, motory pásového dopravníku. Ve fázi rozbíhání pásového dopravníku probíhá v pásu deformační vlna, přičemž prodlužujíoí se horní větev 21 je odtahována napínacím bubnem £, a to účinkem v^odstatě stále konstantního kroutícího momentu asynchronního kroužkového motoru 61. Po proběhnutí deformační““ vlny v pásu 2 se pohyb vozíku 41 s napínacím bubnem £ samočinně zastaví. Po celou dobu, tj. od začátku předepínání pásu 2 až do okamžiku ukončení deformační vlny v pásu 2 působí na sbíhající straně 11 poháněcího bubnu 2 konstantní poháněči síla T, jež je polovinou napínací síly P_n pásu 2 a to v souladu s obr. 4, kde křivka a znázorňuje rozTožení sil v pásu 2_ v době klidu a křivka b rozložení sil v pásu £ během ustáleného chodu pásového dopravníku. Je zřejmé, že napínací zařízení se chová tak, jako kdyby vozík £1 s napínacím bubnem £ byl tažen závažím o konstantní hmotnosti rovnající se velikosti napínací síly P_n pásu 2. Protože velikost napínací síly P pásu 2 nezávisí na déTce časového intervalu, po nějž je asynchronní kroužkový motor 61 zapínat, nýbrž závisí pouze na velikosti jeho kroutícího momentu je možno ponechat jej během ustáleného chodu pásového dopravníku pod napětím. Kvůli jeho menšímu namáhání je však vhodné po pro- 6 261 923 běhnutí deformační vlny zapnout brzdu 63 a asynchronní kroužkový motor 61 odpojit od elektrické sítě, a tím přerušit činnost pohonu napínacího zařízení. Dále je účelné, aby v závislosti na provozních zkušenostech byl po 10 až 60 minutách ustáleného chodu pásového dopravníku pohon napínacího zařízení zapnut na dobu asi 10 sekund. Je-li žádoucí, aby pro různé prapovní režimy byl pás 2 pásového dopravníku předepínán na různé napínací síly P , jsou v obvodu kotvy asynchronního kroužkového motoru 61 uspořádány přepínatelné odporníky o různých odporech. Změnou velikosti odporu v obvodu kotvy se docílí změny kroutícího momentu M^, a tím změny napínací síly P^pásu 2.

Pohon napínacího zařízení podle vynálezu je vhodný zejména pro přemístitelné pásové dopravníky dálkové pásové dopravy.

Claims (1)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   Pohon napínacího zařízení pásového dppravníku obsahujícího napínací buben posuvně uložený na rámu pásového dopravníku a spřa· zený se zdrojem napínací síly pásu, vyznačující se tím, že zdroj napínací síly (P ) pásu je tvořen asynchronním kroužkovým motorem (61) s nejméně jedním odporníkem zařazeným do obvodu kotvy, přičemž velikost odporu odporníku je taková, že kroutící moment (M^) má od teoretické konstantní hodnoty (M^^.) odchylku nanejvýš 10 %, a to nejméně až do mezních otáček (n ), které jsou aritmetickým podíle:.;, jehož dělencem je polovina obvodové rychlosti (v ) poháněcího bubnu (1) v okamžiku ukončení deformace pásu (2) při rozběhu st dělitelem je převod (i) mezi napínací silou (P_n) pásu (2) a kroutícím momentem (ID ), přičemž minimální hodnota kroutícího momentu (1,.-_K) je aritmetickým součinem, jehož jedním činitelem je dvojnásobek poháněči síly (T) na sbíhající straně (11) pohá.něcího bubnu (1) a druhým činitelem je převod (i) mezi napínací silou (P ) pásu (2) a kroutícím momentem (M^).