PL163970B1 - Stacja napedowa do urzadzen wydobywczych i transportowych PL - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest stacja napędowa do urządzeń wydobywczych i transportowych, zwłaszcza w górnictwie podziemnym z co najmniej jednym silnikiem napędowym, sprzęgłem bezpiecznikowym, mechanizmem przekładniowym i urządzeniem pomiarowo-sterującym do sterowania sprzęgłem bezpiecznikowym i silnikiem napędowym, przy czym sprzęgłu bezpiecznikowemu przyporządkowane jest urządzenie kontroli poślizgu, z którego po wykryciu poślizgu sygnały wartości pomiarowych są kierowane w celu wykorzystania do urządzenia pomiarowo-sterującego. W przypadku urządzeń wydobywczych i transportowych chodzi przede wszystkim o napędzane łańcuchami urządzenia do wybierania ścian, takie jak urządzenie strugowe i wrębiarki z przenośnikiem przodkowym.

Silnik napędowy w takich urządzeniach wykonany jest zwykle jako silnik elektrycznych, podczas gdy sprzęgłem bezpiecznikowym może być sprzęgło włączane lub poślizgowe, korzystnie sprzęgło wielopłytkowe, które może być włączane i wyłączane na drodze elektropneumatycznej, elektrohydraulicznej lub elektromagnetycznej. W przypadku przekładni chodzi, przede wszystkim o przekładnię planetarną lub przekładnię o zazębieniu korygowanym. Sygnał wyjściowy urządzenia kontroli poślizgu sygnalizującego blokowanie uruchamia podzespoły zabezpieczające silnik napędowy przed zniszczeniem.

Stacja napędowa wyżej opisanego rodzaju jest znana na przykład z niemieckiego opisu nr OS 34 41 428. W opisanym tam urządzeniu połówce sprzęgła bezpiecznikowego, poruszającej się ruchem obrotowym, przyporządkowane jest urządzenie do kontroli poślizgu. Poślizg wykrywany jest metodą stykową lub bezstykową. Elektroniczne sygnały wyjściowe tego urządzenia, będące sygnałami pomiarowymi, są skierowane do urządzenia pomiarowo-sterującego w celu wychwycenia faktu wystąpienia poślizgu. Wielkości charakteryzujące ów poślizg zostają wykorzystane w elektronicznym układzie urządzenia pomiarowo-sterującego i porównane z wartościami zadanymi. W razie przekroczenia odpowiednich wartości zadanych urządzenie pomiarowo-sterujące uruchamia się sterowanie elektropneumatyczne, elektrohydrauliczne lub elektromagnetyczne wspomniane sprzęgło bezpiecznikowe, a przez sterowanie elektronicznie silnik napędowy. Przykładowo, wyprzęganie sprzęgła bezpiecznikowego i wyłączanie silnika napędowego może odbywać się jednocześnie lub może zachodzić w pewnej kolejności w określonych odstępach czasu. Ten zespół napędowy okazał się jako taki dobry, jednak w pewnych warunkach eksploatacyjnych nie zapobiega w sposób pewny przeciążeniu silnika z

163 970 jego zatrzymaniem włącznie. Przy stosunkowo wolnym narastaniu obciążenia i/lub przy stosunkowo małej energii kinetycznej mas, znajdujących się między silnikiem napędowym a sprzęgłem bezpiecznikowym, zwłaszcza wirujących części silnika, w sprzęgle bezpiecznikowym poślizg nie występuje w ogóle lub nie jest tak nieznaczny, że nie zostaje wykryty i brak jest sygnalizacji tego zjawiska, a silnik napędowy zatrzymuje się w końcu wskutek jego przeciążenia.

Z niemieckiego opisu patentowego PS 34 20 964 jest znany zespół napędowy urządzenia do urabiania i/lub transportowania węgla w kopalniach podziemnych, z zespołem roboczym, wprawianym w ruch co najmniej jednym oplatającym go i zamkniętym w pętlę łańcuchem napędowym, i mającym urządzenie do napinania i stabilizowania położenia tego łańcucha. Zespół napędowy zawiera w sobie silnik jak również przekładnię. W torze przenoszenia momentu obrotowego jest usytuowane hydrauliczne sprzęgło przeciążeniowe, przy czym znajduje się tam urządzenie załączające i odłączające to sprzęgło jak również urządzenie pomiarowe do pomiaru przenoszonej mocy zespołu napędowego. Sprzęgło przeciążeniowe jest wykonane jako sprzęgło poślizgowe, sterowane układem elektronicznym, wyposażonym w urządzenie do kontroli prędkości obrotowej i komparator tej prędkości. Urządzenie do kontroli prędkości obrotowej wychwytuje wielkość prędkości obrotowej sprzęgła poślizgowego i wielkość poślizgu na sprzęgle. Elektroniczny układ sterowania jest połączony z jednej strony z hydraulicznym urządzeniem załączającym i rozłączającym, służącym do rozłączania sprzęgła w przypadku przeciążenia podczas normalnej pracy, a z drugiej strony z urządzeniem pomiarowym jako przetwornikiem pomiarowym. Silnik napędowy jest odłączany przez komparator prędkości obrotowej w elektronicznym układzie sterowania, kiedy na sprzęgle, przy nastawionym zmniejszonym nacisku, staje się wykrywalny poślizg. Poza tym hydrauliczne urządzenie załączające i rozłączające ma przełącznik wyboru rodzaju pracy: napinanie łańcucha i parca normalna, jak również ma dodatkowo urządzenie zaworowe do nastawiania na hydraulicznym sprzęgle przeciążeniowym nacisku obniżonego względem normalnego. Obniżony nacisk jest eliminowany ze sprzęgła w celu napięcia łańcucha napędowego przełącznikiem wyboru rodzaju pracy. Również te znane rozwiązania nie eliminują w zasadniczy sposób problemów zabezpieczenia przed przeciążeniem w przypadku wolno narastającego, obciążenia lub przy małej energii kinetycznej mas.

Zadaniem wynalazku jest opracowanie stacji napędowej do urządzeń wydobywczych i transportowych, w której przy blokowaniu, zwłaszcza zaś przy blokowaniu wynikającym z wolnego narastania obciążenia i/lub małej energii kinetycznej mas, znajdujących się między silnikiem napędowym a sprzęgłem bezpiecznikowym, realizowane jest funkcjonujące bez zarzutu zabezpieczenie przed przeciążeniem.

W rozwiązaniu według wynalazku stacja napędowa ma urządzenie do kontroli spadku prędkości obrotowej występującej przy wolnym narastaniu obciążenia i/lub przy przenoszeniu małej energii kinetycznej, współpracujące z elementami umieszczonymi pomiędzy silnikiem i sprzęgłem bezpiecznikowym, przy czym sygnał z wyjścia urządzenia do kontroli prędkości obrotowej przekazywany jest do urządzenia sterującego silnika, a sygnał z urządzenia sterującego przekazywany jest do urządzenia sterującego sprzęgła bezpiecznikowego. Urządzenie do kontroli prędkości obrotowej zawiera indukcyjny łącznik zbliżeniowy i generator impulsów lub czujnik prędkości obrotowej.

W rozwiązaniu według wynalazku nawet przy wolnym narastaniu obciążenia i/lub przy małej energii kinetycznej mas możliwe jest zadziałanie urządzeń zabezpieczających silnik, gdyż następuje zredukowanie przenoszonego momentu obrotowego do wartości, przy której występuje poślizg sprzęgła bezpiecznikowego.

Dzięki temu elektroniczne sygnały pomiarowe są w ramach wynalazku doprowadzane niezależnie od kontroli poślizgu - do urządzenia pomiarowo-sterującego i są w nim wykorzystywane również przy stosunkowo wolnym narastaniu obciążenia i/lub przy stosunkowo malej energii kinetycznej mas, znajdujących się między silnikiem napędowym a sprzęgłem bezpiecznikowym. W urządzeniu pomiarowo- sterującym porównane są z wartościami zadanymi chwilowe wartości prędkości obrotowej i/lub charakterystyka prędkości obrotowej. Przykładowo, w przypadku nie osiągnięcia wartości zadanych lub odbiegającej od normalnej charakterystyce prędkości obrotowej urządzenie pomiarowo-sterujące oddziaływuje na sprzęgło

163 970 bezpiecznikowe, rozłączając je. Silnik napędowy zostaje odciążony i w tym stanie zostaje odłączony. Hamowanie silnika odbywa się przez sterowanie redukcji nacisku w sprzęgle bezpiecznikowym i/lub w ten sposób, że redukowany jest przenoszony na sprzęgło moment obrotowy. W przypadku kilku napędów uruchamia się sprzęgła bezpiecznikowe i oddziaływuje na silniki napędowe we wszystkich zespołach jednocześnie, przy czym wiodące tutaj urządzenie pomiarowo-sterujące w jednym zespole. Kontrola poślizgu ewentualnie obrotów jest w pełni skuteczna dla każdego napędu również w przypadku nie odpowiadających sobie napędów, na przykład wskutek zakłócenia transmisji danych. Przez to, że w przekładni zainstalowany jest indukcyjny łącznik zbliżeniowy i nadajnik impulsów ewentualnie czujnik do pomiaru prędkości obrotowej i informowania o jej wielkości, można nie tylko tę wielkość rozpoznawać i określać charakterystykę prędkości obrotowej. Istnieje także możliwość określania z liczby impulsów liczby obrotów po stronie napędu, która - przy braku poślizgu - odpowiada prędkości obrotowej napędu. Kiedy zastosuje się teraz zespół napędowy według wynalazku na przykład do urządzenia do urabiania strugowego w kopalni, z liczby obrotów umieszczonego po stronie napędu koła łańcuchowego do łańcucha tego urządzenia można wnioskować o przesuwie struga, tak że indukcyjne łączniki zbliżeniowe mogą równocześnie służyć do wyznaczania drogi przesuwu struga.

Przedmiotem wynalazku jest bliżej objaśniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia stację napędową w ujęciu schematycznym, fig. 2 - urządzenie pomiarowo- sterujące w powiększeniu dla stacji według fig. 1 w ujęciu schematycznym, fig. 3 - wykres zachowania się siły użytecznego napięcia łańcucha przy zjawiskach blokowania występujących w urządzeniu strugowym.

Na fig. 1 przedstawiono stację napędową do urządzeń wydobywczych i transportowych, zwłaszcza do urządzenia strugowego w podziemnych zakładach górniczych. Ta stacja napędowa składa się co najmniej z silnika napędowego 1, sprzęgła bezpiecznikowego 2, przekładni 3 i urządzenia pomiarowo-sterującego 4 do sterowania sprzęgłem bezpiecznikowym 2 i silnikiem napędowym 1. Silnik napędowy 1 jest silnikiem elektrycznym, sprzęgło bezpiecznikowe 2 połączone z przekładnią 3, sprzęgłem wielopłytkowym, więc sprzęgłem włączalnym i poślizgowym. Przekładnia 3 jst przekładnią o zazębieniu korygowanym, która od strony członu napędzanego połączona jest z małym kołem napędzającym łańcuchowym 5 łańcucha strugowego. Urządzeniu bezpiecznikowemu 2 przyporządkowane jest urządzenie 6 kontroli poślizgu, z którego w wyniku wykrycia zjawiska poślizgu sygnały wartości pomiarowych są kierowane do urządzenia pomiarowo-sterującego 4 do wykorzystania. Ponadto sprzęgłu bezpiecznikowemu 2 przyporządkowane jest od strony napędu urządzenie 7 kontroli obrotów np. urządzenie kontroli prędkości obrotowej, z którego ustalone dane o prędkości obrotowej w postaci sygnałów wartości pomiarowych są kierowane do urządzenia pomiarowo-sterującego 4 do wykorzystania. Urządzenie 7 kontroli obrotów składa się z indukcyjnego łącznika zbliżeniowego i generatora impulsów lub czujnika prędkości obrotowej, służących do ustalania prędkości obrotowej, czego nie pokazano szczegółowo. Urządzenie pomiarowo-sterujące 4 zawiera elektropneumatyczne, elektrohydrauliczne lub elektromagnetyczne urządzenie sterujące 8 do włączalnego i wyłączalnego sprzęgła bezpiecznikowego 2 oraz elektroniczne urządzenie sterujące 9 dla włączalnego i wyłączalnego silnika napędowego 1. Wejścia sygnałów pomiarowych będących wynikiem z jednej strony wykrywania poślizgu a z drugiej strony ustalania prędkości obrotowej oraz wyjścia sygnałów sterujących do sterowania sprzęgłem bezpiecznikowym 2 i silnikiem napędowym 1 pokazane są przede wszystkim na fig. 2. Sposób działania zabezpieczenia przed przeciążeniem realizowanego w stacji będącej przedmiotem wynalazku jest przedstawiony na fig. 3 i opisany poniżej.

Przy twardym blokowaniu, kiedy występuje stosunkowo gwałtowne narastanie obciążenia - obszar A - i wynikającym z tego przeciążeniu sprzęgło bezpiecznikowe 2 pracuje jako sprzęgło poślizgowe i wpada w poślizg. Poślizg zostaje rozpoznany, ciśnienie sprzęgania zredukowane a silnik napędowy 1 odłączony od sieci.

Przy miękkkim blokowaniu, a więc wtedy kiedy ma miejsce wolne narastanie obciążenia i/lub przy przenoszeniu małej energii kinetycznej mas - obszar B i występującym wskutek tego zmniejszeniu prędkości obrotowej sprzęgło bezpiecznikowe 2 pracuje jako sprzęgło włączalne.

163 970

Spadek prędkości obrotowej zostaje wykryty na drodze kontroli obrotów. Po wykorzystaniu danych pomiarowych w urządzeniu pomiarowo-sterującym 4 redukuje się ciśnienie sprzęgania. Sprzęgło wpada w poślizg, który zostaje rozpoznany a silnik napędowy 1 odłączony od sieci. Do zabezpieczania przed przeciążeniem zarówno przy miękkim jak i przy twardym blokowaniu wykorzystuje się więc te same funkcje jakimi jest wpadanie w poślizg sprzęgła bezpiecznikowego 2 i rozpoznawanie poślizgu. Wynika z tego uproszczenie urządzenia pomiarowo-sterującego 4, a ponieważ przejście obydwu obszarów pracy dla miękkiego i twardego blokowania jest płynne, nie jest więc konieczny wstępny dobór rodzaju pracy. W efekcie osiąga się możliwość uniwersalnego sterowania z płynnym przejściem rodzaju racy zabezpieczenia przed przeciążeniem przy każdym rodzaju blokowania.

F i g.2

163 970

F i g.3

SltA UŻYTECZNEGO NAPIĘCIA ŁAŃCUCHA (N)

DŁUGOŚĆ BLOKOWANIA (m)

163 970

Fig.1

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 10 000 zł

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   Stacja napędowa do urządzeń wydobywczych i transportowych z co najmniej jednym silnikiem napędowym, sprzęgłem bezpiecznikowym, mechanizmem przekładniowym i urządzeniem pomiarowo-sterującym do sterowania sprzęgłem bezpiecznikowym i silnikiem napędowym, przy czym sprzęgłu bezpiecznikowemu przyporządkowane jest urządzenie kontroli poślizgu, z którego po wychwyceniu poślizgu przy blokowaniu są przekazywane do urządzenia pomiarowo-sterującego sygnały wartości mierzonych w celu ich oszacowania, znamienna tyra, że ma urządzenie do kontroli spadku prędkości obrotowej (7) występującej przy wolnym narastaniu i/lub przy przenoszeniu małej energii kinetycznej, współpracujące z elementami umieszczonymi pomiędzy silnikiem (1) i sprzęgłem bezpiecznikowym (2), przy czym sygnał z wyjścia urządzenia do kontroli prędkości obrotowej (7) przekazywany jest do urządzenia sterującego (9) silnika (1), a sygnał z urządzenia sterującego (9)jest przekazywany do urządzenia sterującego (8) sprzęgła bezpiecznikowego (2), oraz że urządzenie do kontroli prędkości obrotowej (7) zawiera indukcyjny łącznik zbliżeniowy i generator impulsów lub czujnik prędkości obrotowej.