DE19831913C1

DE19831913C1 - Verfahren zur Senkung des Verschleißes an der Eimerkette von Eimerkettenbaggern

Info

Publication number: DE19831913C1
Application number: DE19831913A
Authority: DE
Inventors: Werner Daus; Helmut Newi; Peter Scholze; Karl Hartmann
Original assignee: LAUSITZER BRAUNKOHLE AG; Siemens AG
Current assignee: LAUSITZER BRAUNKOHLE AG; Siemens AG
Priority date: 1998-07-16
Filing date: 1998-07-16
Publication date: 2000-02-24
Anticipated expiration: 2018-07-17
Also published as: HU225659B1; RU2217553C2; HUP0102701A3; CZ2001127A3; WO2000004240A1; CZ298392B6; HUP0102701A2

Abstract

Die geometrische Form des Turas als kraftübertragendes Element zwischen Antrieb und Graborgan als Achteckturas führt bei Eimerkettenbaggern auf Grund der bisher konstanten Turasdrehzahl, der periodisch wechselnden wirksamen Radien und verschleißspezifischer Einflußfaktoren zu einer pulsierenden Kettengeschwindigkeit. Durch die Regelung soll die Geschwindigkeitsänderung der Kette vermieden werden. DOLLAR A Die Kettengeschwindigkeit wird über ein berührungsloses Meßverfahren erfaßt. Ein Meßgerät liefert kontinuierlich eine geschwindigkeitsproportionale Frequenz. Diese wird einem Frequenz/Analogwandler zugeführt, der ein geschwindigkeitsproportionales Einheitssignal als Regelgröße für die Geschwindigkeitsregelung der Direktantriebe erzeugt. DOLLAR A Durch dieses Verfahren wird eine gleichmäßige Kettengeschwindigkeit der Eimerkette an Eimerkettenbaggern erreicht.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Senkung des Verschleißes an der Eimerkette von Eimerkettenbaggern. Bekannt ist, daß der Verschleiß an mechanischen Bauteilen der Bagger neben nicht beeinflußbaren Effekten des Verschleißes im stationären Betrieb durch auftretende Wechselbelastungen intensiviert wird.

Entsprechend der allgemeinen Beschreibungsgleichung für Beschleunigungskräfte auf die Eimerkette

F_KB = (m_K + I_D/r_T ²).dv_K/dt

F_KB: Kettenkraft aus Beschleunigung
m_K: Kettenmassse
I_D: Trägheitsmoment drehende Teile
r_T: Radius des Antriebselements der Kette (Turas)
dv_K/dt: Geschwindigkeitsänderung pro Zeiteinheit

ergeben sich zur Verringerung der Kettenkräfte die aus Beschleunigungsvorgängen herrührenden Ansätze. Ziel ist es, die Geschwindigkeitsänderung aus dem Turas effekt zu Null werden zu lassen und damit den Verschleiß der Eimerkette zu redu zieren. Die geometrische Form des Turas als kraftübertragendes Element zwischen Antrieb und Graborgan als Achteckturas führt bei Eimerkettenbaggern auf Grund der bisher konstanten Turasdrehzahl, der periodisch wechselnden wirksamen Radien und verschleißspezifischer Einflußfaktoren zu einer pulsierenden Kettengeschwindigkeit, dem sogenannten Turaseffekt, und damit zu zusätzlichen Kraftbelastungen der Eimerketten.

Bezüglich des Verschleißes am Graborgan von Eimerkettenbaggern sind, wie in den DE-PS 5 07 610 und DE 43 42 040 A1 dargestellt, konstruktive Maßnahmen am Grab organ selbst bekannt. Es werden dort gezielt Verschleißelemente angebracht bzw. der Wechsel von verschleißenden Bauteilen der Eimerketten effektiv gestaltet. In der DE 43 42 040 A1 werden die Eimerketten zusätzlich geführt, um Querkräfte abzu fangen und damit eine Verschleißminimierung zu erreichen. Nachteilig bleibt, daß die Antriebe unabhängig von der aktuellen Fördersituation und der technischen Ausprägung des Antriebsturas aufgrund fehlender Regelung und der hohen Masse trägheitsmomente mit konstanter Geschwindigkeit laufen. Damit werden Radius unterschiede und damit wechselnde Momente aus der Geometrie des Achteckturas als Wechselbelastung auf die Eimerkette übertragen, was den Verschleiß negativ be einflußt.

Aufgabe der Erfindung ist die Erfassung und Einbeziehung des Parameters "wechselnde Kettengeschwindigkeit" in die Regelung des Graborgans von Eimerkettenbaggern.

Der Direktantrieb bietet auf Grund seiner technischen Gesamtkonzeption mit umrichtergesteuerten, langsamlaufenden, drehzahl- und momentregelbaren Synchronmotoren die Möglichkeit, den Turaseffekt auszuregeln, d. h. die Turas geschwindigkeit so zu regeln, daß die Kettengeschwindigkeitsschwankung verringert, im Idealfall die Kettengeschwindigkeit konstant wird. Damit werden o. g. Be schleunigungskräfte als verscheißintensivierende Faktoren des Graborgans reduziert bzw. treten nicht mehr auf. Es kommt zu längeren Liegezeiten der Eimerketten und damit zu einer erheblichen Reduzierung der Instandhaltungsaufwendungen.

Diese Regelung erfordert die kontinuierliche Erfassung der Kettengeschwindigkeit. Eine Bestimmung der Kettengeschwindigkeit aus der Stellung des Turas allein ist nicht mit hinreichender Genauigkeit möglich, da sie von einer Vielzahl von nicht systematischen Einflußfaktoren, wie Verschleißzustand von Turas und Kette und Verhältnisse beim Baggerprozeß, abhängt.

Zur Ermittlung der wahren Kettengeschwindigkeit kommt deshalb ein für diesen Einsatzfall neuartiges berührungsloses Meßverfahren zum Einsatz. Das Meßgerät nach dem Mikrowellendopplerradarprinzip liefert kontinuierlich eine geschwindig keitsproportionale Frequenz von ca. 62 Hz/m/s.

Diese geschwindigkeitsabhängige Frequenz wird einem Frequenz/Analogwandler zugeführt, der ein geschwindigkeitsproportionales Einheitssignal 0 . . . 10 V bzw. 4 . . . 20 mA erzeugt. Dieser Analogwert ist Regelgröße für die Geschwindigkeitsregelung der Direktantriebe.

Das Meßgerät wird auf dem Maschinenhausdach des Eimerkettenbaggers über dem Schüttschacht mit "Blickrichtung" Eimerleiterspitze angebracht. Es erfolgt die Messung der ablaufenden Kette. Die zur Geschwindigkeitsbestimmung notwendige Reflexion der durch das Radar ausgesandten hochfrequenten Strahlung erfolgt durch die jeweils größte bestrahlte Fläche der Eimerrücken. Zur Justierung der Meßein richtung wird diese schwenk- und neigbar angebracht. Durch die Nähe des Meß punktes am Artriebsturas wird gewährleistet, daß Laufzeiteffekte der Kraftüber tragung auf dem langgestreckten Element Kette das Meßergebnis nicht verfälschen, d. h. der unmittelbar Zusammenhang zwischen Turasform und Kettengeschwindig keit erfaßt wird.

Die Geschwindigkeitsregelung erfolgt derart, daß die Schwankungen der Ketten geschwindigkeit herrührend vom Turaseffekt verringert bzw. ausgeregelt werden, die Kettengeschwindigkeit also nahezu konstant wird. Hiermit wird die dynamische Belastung des Graborgans verringert.

Da das Verschleißverhalten mechanischer Baugruppen, auch der Eimerkette, unter anderen von der Höhe der Belastungsamplituden bestimmt wird und die Amplituden der auftretenden Belastungen auf die Eimerkette durch den Direktantrieb verringert werden, ist eine längere Liegezeit der Eimerketten zu erwarten. Bei der Geschwindig keitsregelung der Eimerkette werden die zulässigen Grenzmomente der Antriebe nicht überschritten. Die für die Überwachung der Momente vorhandenen Mecha nismen werden von oben beschriebener Regelung nicht außer Kraft gesetzt.

Claims

Verfahren zur Senkung des Verschleißes an Eimerketten von Eimerkettenbaggern mit Direktantrieb, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeitsänderung der Eimerkette bedingt durch den Turaseffekt durch ein Regelsystem ausgeregelt wird, wobei die Geschwindigkeitsänderung der Eimerkette durch einen berührungslosen Meßfühler gemessen, die gemessene Geschwindigkeitsänderung mit einem Sollwert verglichen und durch einen Regler über die Umrichter des Direktantriebes gemäß der Sollwertvorgabe ausgeregelt wird.