книги / Стационарные установки шахт

зом, что на пути разгона (замедления) профиль­ ный диск поворачивается на угол не более 180°, Одна половина профильного диска программи­ рует разгон машины, другая — замедление. На протяжении движения с максимальной ско­ ростью, а также на участке дотяжки профиль­ ный диск остается неподвижным. Управление электромагнитной муфтой производится от соот­ ветствующих путевых и концевых выключате­ лей на валу профильных дисков.

Блок БПМ-1 используется для программиро­ вания на максимальной скорости, блок БПП-1 — для автоматизации многогоризонтных подъем­ ных установок. С помощью последнего про­ граммируется пониженная скорость разъездов между сближенными горизонтами, когда путь разъезда не позволяет разогнаться до макси­ мальной скорости.

В блоках программирования применены бес­ контактные командоаппараты СКАА, выполнен­

ные на базе сельсинов БД-501 А, работающих

втрансформаторном режиме.

Сельсин-датчик указателя глубины СДУГ

типа БД-501 А соединен с сельсин-приемником в указателе глубины УГС-4, расположенном на пульте управления машиной.

Сельсин-датчик ограничителя скорости СДЭОС того же типа используется в качестве задатчика допустимой скорости для электри­ ческого ограничителя скорости ЭОС-2. СДЭОС осуществляет программирование допустимой скорости в функции положения подъемного со­ суда на участке замедления.

Аппарат контроля хода типа АКХ предна­ значен для программирования скорости и за­ щиты многоканатных подъемных машин. Хотя в настоящее время аппарат АКХ снят с произ­ водства и заменен аппаратом АЗК, на подъем­ ных установках, оборудованных многоканат­ ными подъемными машинами первых выпусков,

ющий диск выполнен пятивитковым. Соответ­ ственно изменена конструкция рычага реостата РОС-5914 таким образом, что ролик, следящий за профилем, может перемещаться не только вдоль радиуса ретардирующего диска, но и вдоль его оси.

Конструктивно аппарат АКХ выполнен в виде двух сочлененных между собой шкафов, в од­ ном из которых расположены блок путевых выключателей, блок-сельсин-датчиков, кор­ ректор и редуктор, а в другом — ограничи­ тель скорости и программные устройства.

Путевой программный командоаппарат типа ППК предназначен для программного управле­ ния действующими автоматизированными подъ­ емными установками (по схеме АГП-61), обо­ рудованными барабанными подъемными маши­ нами. Он выполняет две функции: выдачу пу­ тевых команд для схемы автоматики и задание программы замедления подъемной установки в функции пути для системы автоматического регулирования скорости подъема.

Конструктивно аппарат ППК состоит из приводного раздаточного редуктора, блока пу­ тевых выключателей и блока программирова­ ния. В аппарате также установлен сельсиндатчик для дистанционного указателя глу­ бины.

Аппарат ППК приводится во вращение от главного вала подъемной машины через фрик­ ционную муфту. Кинематическая схема аппа­

чатых передач передается на валы блока путе­ вых выключателей 2, к сельсин-датчику 1 и токосъемникам 4 потенциометров заданной ско­

рости 5. В блоке путевых выключателей устано­ влено 16 выключателей, подобных по конст­ рукции АЗК. За один цикл подъема вал кулач­

Программное устройство состоит из потенцио­ метров заданной скорости ПЗСВ и ПЗСН, ис­ пользуемых соответственно при ходе машины вперед или назад. Потенциометр представляет собой реостат, состоящий из контактного устрой­ ства, набора резисторов и щеточного токосъем­ ника. Ламели контактных устройств обоих потенциометров расположены на одной панели в виде двух концентрических окружностей.

При работе подъемной машины вал щеточ­ ных токосъемников вращается непрерывно (ки­ нематическая цепь не разрывается), электри­ ческое соединение одного или другого (в за­ висимости от направления движения машины) потенциометра с системой регулирования про­ исходит в точке начала замедления с помощью

настроенного на эту точку путевого выключа­ теля.

Рычаг с токосъемником в этот момент на­ ходится в положении, при котором с подклю­ чаемого потенциометра снимается сигнал, соот­ ветствующий максимальной скорости подъема. Разбивка ступеней реостата производится в со­ ответствии с зависимостью изменения скорости в функции местоположения подъемного сосуда. С помощью сменных шестерен программное устройство может быть настроено на необходи­ мую величину замедления.

Аппарат управления лебедками АУЛ пред­ назначен для управления шахтными лебедками и подъемными машинами с диаметром барабана от 1,6 до 3, м, установленными в подземных выработках шахт, опасных по взрыву газа или пыли. Он входит в комплект аппаратуры ди-

Рис. 4.101. Кинематическая схема аппарата ППК(а) и

схема работы путевых выключателей (б)

Рис. 4.102. Кинематическая схема аппарата АУЛ

станционного управления подземными подъем­ ными установками АДУ.

Аппарат АУЛ обеспечивает выполнение сле­ дующих функций: выдачу путевых команд в от­ дельных точках пути движения подъемного со­ суда; управление сельсинным указателем глу­ бины УГС-6, установленным на пульте управ­ ления ППМ.

Конструктивно аппарат АУЛ представляет собой сварной корпус, в который заключены приводной редуктор с сельсин-датчиком и на­ бор путевых выключателей, принцип работы которых аналогичен принципу работы описан­ ных выше выключателей аппарата A3 К.

В качестве сельсин-датчика указателя глу­ бины применен сельсин БД-501 А, заключенный во взрывобезопасный корпус. Путевые выклю­ чатели для включения в искробезопасные цепи.

Кинематическая схема аппарата АУЛ пока­ зана на рис. 4.102. Валы толкателей и кулач­ ков блока путевых выключателей делают за цикл подъема не более 27 и 28 оборотов соот­ ветственно. С помощью сменных шестерен аппа­ рат может быть настроен для широкого класса машин. Набор сменных шестерен обеспечивает настройку аппарата для числа оборотов вход­ ного вала за цикл от 16,8 до 2 1 7 -

Аппарат типа «Горизонт» предназначен для программирования и защиты многоканатных подъемных машин.

Фрикционная передача движения подъемным канатам в многоканатных подъемных машинах обусловливает возможность смещения канатов относительно футеровки канатоведущего шкива. Любое перемещение полезного груза по стволу вызывает упругое переползание канатов по футеровке, величина которого определяется упругим удлинением каната при нижнем поло­ жении груженого сосуда в стволе, а знак — направлением перемещения груза. Резкие из­ менения скорости, особенно при предохрани­ тельном торможении, зачастую приводят к зна­

чительным проскальзываниям канатов. Сме­ щение подъемных канатов относительно канато­ ведущего шкива, а также износ футеровки яв­ ляются причиной погрешностей, возникающих в аппаратах программирования АКХ и АЗК, получающих информацию о движении подъем­ ного сосуда путем кинематической связи с глав­ ным валом машины.

Как показали эксперименты, величина по­ грешности может составлять 2—2,5 м за цикл при нормальной работе, а в случае предохра­ нительного торможения на максимальной ско­ рости достигать иногда 12 м.

Имеющиеся в аппаратах АКХ и АЗК кор­ ректоры производят согласование положения узлов аппаратов с действительным положением сосудов в стволе только в паузах между цик­ лами, исключая тем самым накапливание по­ грешности от цикла к циклу, а в момент под­ хода к приемной площадке погрешность той или иной величины всегда имеет место. Это обстоя­ тельство заставляет искусственно удлинять путь дотягивания на ползучей скорости, что при­ водит, как показывает практика эксплуатации, к снижению производительности установки на 10—14%.

В новых аппаратах «Горизонт» кинематиче­ ское соединение с главным валом машины за­ менено непосредственной связью с подъем­ ными канатами путем нанесения на один из них магнитных меток. Принцип действия аппарата «Горизонт» состоит в считывании электриче­ ских импульсов от магнитных меток, нанесен­ ных на канат, и преобразовании получаемой таким образом дискретной путевой информации в поворот входного вала электромеханиче­ ского устройства программирования и за­ щиты.

При применении аппарата «Горизонт» пол­ ностью исключаются погрешности, обусловлен­ ные проскальзыванием и упругим переполза­ нием канатов, а также износом футеровки ка­ натоведущего шкива. Это позволяет повысить производительность установки и безопасность ее эксплуатации. Дополнительным преимуще­ ством является наличие только электрической связи машины с аппаратом, что позволяет рас­ полагать его в любом месте копра. Последнее обстоятельство часто является решающим при компоновке нескольких машин на одном пере­ крытии.

Аппарат «Горизонт» обеспечивает выполне­ ние тех же функций, что и аппарат АЗК. Кроме того, обеспечивается защита машины при про­ скальзывании канатоведущего шкива в случае остановки по каким-либо причинам подъемных канатов.

Техническая характеристика аппарата «Горизонт»

Связь аппарата «Горизонт» с машиной осу­ ществляется с помощью системы «магнитная запись — шаговый двигатель» (МЗ-ШД). Структурная схема системы М3—ШД изобра­ жена на рис. 4.103, а. Система М3—ШД состоит

из равномерной магнитной записи на одном из канатов, двух блоков воспроизведения с маг­ нитомодуляционными датчиками (БВ1 и БВ2),

четырех усилителей мощности (У/, У2, УЗ, У4), работающих в ключевом режиме и четы­

рехобмоточного реактивного шагового двига­ теля (ШД). Магнитные метки длиной / = 0,2 м нанесены на всей рабочей длине каната с по­ стоянным шагом L = 0,4 м. Блоки воспроиз­

ведения установлены вдоль каната таким обра­ зом, что их выходные импульсы сдвинуты от­ носительно друг друга на 90 эл. градус. Этот сдвиг обеспечивается при геометрическом рас­ стоянии между осями датчиков, равном

a = k L ^ ~ - ,

где k — любое целое число.

,В данном случае принято а = 0,5 м (k = 1).

При возбуждении магнитомодуляционного датчика магнитной меткой на выходе соответ­ ствующего блока воспроизведения имеется

Рис. 4.103. Система «магнитная запись—шаговый дви­ гатель» (М3—ШД):

апринципиальная схема; б —• диаграмма напряжений

электрический потенциал (А или В). Кроме прямых выходов, блоки воспроизведения БВ1 и БВ2 имеют инверсные выходы, на которых

появляется электрический потенциал, когда около соответствующего датчика магнитная мет­

ка отсутствует (А и В). Сигналы Л, В, Л, В через усилители мощности У/, У2, УЗ, У4

питают обмотки Ш Д . При движении каната в направлении, показанном стрелкой, проис­ ходит последовательная смена комбинаций — включения пар обмоток двигателя по четырех­ тактной системе (см. рис. 103, б) в следующем

порядке: I, II— И, III—III, IV—IV, I — I, II—II и т. д.

Каждая смена комбинаций включения обмо­ ток вызывает поворот ротора шагового двига­ теля на дискретный угол, называемый шагом. Из рис. 103, б видно, что смена комбинаций

происходит при каждом перемещении каната на 0,1 м. Следовательно, квант получаемой та­ ким образом информации (цена одного шага ШД) составляет С = 0,1 м. Если канат будет

двигаться в направлении против стрелки, то порядок смены комбинаций изменится и будет иметь вид: I, IV—IV, III—III,II—II, I—I, IV—IV и т. д. При этом шаговый двигатель будет поворачиваться в противоположном на­ правлении. Шаговый двигатель используется

ходит стабилизация напряженности на уровне 25—35% от первоначальной величины. Это зна­ чение напряженности остается постоянным в те­ чение всего срока службы каната. Первона­ чальная величина аксиальной составляющей (максимальное значение) — порядка 5—8 А/см. После 3000—4000 циклов подъема эта величина стабилизируётся на уровне 1,2—1,8 А/см. Чув­ ствительность магнитомодуляционных датчи­ ков составляет 0,1 А/см.

Стирание магнитных меток в случае необ­ ходимости производится сильным перемен­ ным магнитным полем промышленной частоты, создаваемым стирающей катушкой, которая представляет собой несколько витков свароч­ ного кабеля сечением 35 мм2, намотанных во­ круг каната. Катушка питается от специаль­ ного трансформатора с низковольтной обмот­ кой током около 300 А. Размагничивание ка­ ната происходит путем перегона подъемных со­ судов на скорости 1—2 м/с из одного крайнего положения в другое.

Конструктивно аппарат «Горизонт» состоит из следующих узлов:

шкафа типа ШЭВ, в котором имеются набор путевых выключателей, сельсин-датчик указа­ теля глубины, сельсин-датчики ограничителя скорости, приводимые во вращение шаговым двигателем;

шкафа ПУГ, представляющего собой про­ граммное устройство для задания скорости подъема;

шкафа НЗВ, в котором установлены элементы блоков воспроизведения и системы записи меток; стойки СМД с магнитомодуляционными дат­ чиками и головкой записи. Стойка СМД уста­

навливается у каната; ограничителя скорости ЭОС-2; реле контроля вращения РКВ;

устройства защиты от проскальзывания

иконтроля работы шагового двигателя КВП; устройства стирания магнитных меток.

Длительная эксплуатация ряда аппаратов «Горизонт» на подъемных установках показала их высокую эффективность и надежность.

Огромные успехи в создании электронной вы­ числительной техники, широкое распростране­ ние цифровых методов управления для многих видов промышленного оборудования, а также возросшие требования практики в части точ­ ности управления подъемными машинами и рас­ ширения области их автоматизации явились причиной появления в последние годы в нашей стране и за рубежом серьезных работ по созда­ нию аппаратуры управления и защиты шахт­ ных подъемных машин на базе бесконтактных цифровых и логических элементов.

Имеется положительный опыт длительной эксплуатации экспериментальных образцов та­ кой аппаратуры в нашей стране. В течение нескольких лет на скиповом подъеме ш/у им. А. М. Горького производственного объединения «Донецкуголь» успешно эксплуатируется ап­ парат управления и защиты «Скип» на логиче­ ских элементах серии «Логика-Т». В Кривбассе одна из подъемных машин управляется с по­ мощью дискретной цифровой системы.

Институт горной механики и технической кибернетики им. М. М. Федорова совместно с Автоматуглерудпромом завода «Красный ме­ таллист» ведет научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы по созданию комплекса унифицированных аппаратов про­ граммирования, контроля хода и защиты шахт­ ных подъемных машин на базе применения средств и методов вычислительной техники.

Назначение нового комплекса состоит в фор­ мировании и обработке дискретной путевой ин­ формации для выдачи в систему управления команд, необходимых для автоматической ра­ боты подъемной установки и защиты установки

вслучае возникновения аварийных ситуаций. Дискретные путевые импульсы генерируются

магнитными метками на канате для многока­ натных подъемных машин или преобразовате­ лем «угол поворота — импульс», связан­ ным с главным валом барабанной подъемной машины.

Принцип действия состоит в подсчете посту­ пающих путевых импульсов, формировании с помощью счетных схем дискретной информа­ ции и положении подъемных сосудов в стволе и выработке соответствующими логическими схемами необходимых команд управления.

Конструктивно новый комплекс аппаратов состоит из набора унифицированных функцио­ нальных бесконтактных блоков. Путем комби­ нации этих блоков в различные наборы могут быть получены аппараты для различных типов машин и различных режимов управления. Ком­ плекс обеспечит управление подъемными уста­ новками в любых режимах — от обычных авто­ матических скиповых машин до лифтового управления многогоризонтными подъемными установками с любым взаимным расположением горизонтов в стволе.

Пульты управления подъемных машин

Современные подъемные машины снабжаются пультами управления, на которых сосредото­ чены все необходимые аппараты для контроля эксплуатационных параметров агрегатов подъ­ емной установки, скорости, местонахождения подъемных сосудов, а также аппараты, пред­

назначенные для воздействия на электропривод и тормозное устройство машины в режиме руч­ ного управления. В настоящее время серийно изготовляется несколько типов пультов, пред­ назначенных для различных условий эксплуа­ тации.

Унифицированный пульт шахтного подъема ПШП предназначен для местного и дистанцион­ ного управления работой подъемных установок, оборудованных как многоканатными, так и одно- и двухбарабанными подъемными маши­ нами с электроприводом постоянного и пере­ менного тока. Пульт может нормально работать в помещениях при температуре 5—40° С, отно­ сительной влажности не более 80% и высоте над уровнем моря до 2000 м. Пульт имеет за­ щищенное исполнение. Выполняемые функции:

управление разгоном и замедлением привода подъемной установки с помощью командоаппарата;

управление приводом тормоза дистанцион­ ное с помощью командоаппарата;

визуальный контроль положения подъем­ ного сосуда с помощью сельсинного указателя глубины;

визуальный контроль за скоростью подъема и фиксация действительных тахограмм на диа­ граммной бумаге;

сигнализация о наличии напряжения в це­ пях главного и оперативного тока посредством сигнальных ламп;

контроль электрической нагрузки подъем­ ного двигателя в разных режимах;

фиксация кодовых сигналов управления; управление вспомогательными приводами; сигнализация о давлении воздуха или масла

в тормозной системе; сигнализация о состоянии основных узлов и

агрегатов подъемных установок (загрузочное устройство, приемный бункер, посадочные ку­ лаки, качающиеся площадки и так далее) с по­ мощью световых табло;

аварийное отключение подъемной машины кнопкой.

Габаритные размеры пульта: длина. 2000 мм, ширина 1000 мм, высота по максимальному размеру 1200 мм. Его масса 450 кг.

Пульт ПШП имеет только электрическую связь с подъемной машиной и может устанав­ ливаться как в машинном зале, так и на прием­ ной площадке. Для машин с дистанционным управлением обычно устанавливаются два пульта (местного и дистанционного управле­ ния) с взаимной блокировкой. В зависимости от типа привода (постоянный или переменный ток) и технологических особенностей подъема панели пульта ПШП комплектуются различ­

ными наборами приборов и аппаратов. Всего предусмотрено двенадцать вариантов комплек­ тации пульта. Кроме этого, имеются подвари­ анты в зависимости от шкал измерительных приборов. Основные варианты компоновки пульта предусмотрены для следующих видов подъема:

грузового с приводом машины переменным током;

клетевого при управлении с приемной пло­ щадки (дистанционное) с приводом подъемной машины переменным током;

клетевого при управлении из машинного зала (местное) с приводом машины переменным током; грузового с приводом машины постоянным

током; клетевого подъема при управлении с прием­

ной площадки (дистанционное) с приводом ма­ шины постоянным током;

клетевого подъема при управлении из машин­ ного помещения (местное) с приводом машины постоянным током.

Конструкция пульта ПШП одинакова для всех вариантов. В центральной части пульта расположены два сельсинных указателя глу­ бины типа УГС-4. В правой и левой вертикаль­ ных тумбах расположены измерительные при­ боры, регистрирующий таховольтметр, счетчик кодовых сигналов, счетчик циклов подъема, часы, манометры для контроля тормозной си­ стемы, универсальные переключатели. В пра­ вой и левой горизонтальных тумбах располо­ жены рукоятки управления машиной и кно­ почные пульты. Под ногами машиниста рас­ положены педальные кнопочные посты аварий­ ной остановки и включения динамического тор­ можения.

Левая рукоятка предназначена для управ­ ления тормозом подъемной машины с помощью электропневматического регулятора давления. Рукоятка воздействует на бесконтактный командоаппарат, выполненный на базе сель­ сина БД-501 А, работающего в режиме потен­ циал-регулятора.

Правая рукоятка предназначена для управ­ ления приводом подъемной машины. В случае электропривода постоянным током правая ру­ коятка представляет собой бесконтактный ко­ мандоаппарат на базе сельсина БД501-А. Командоаппарат кроме сельсина имеет один контакт нейтрального положения и два кон­ такта реверса.

В случае* электропривода переменным током правая рукоятка пульта воздействует на командоконтроллер КК-8418 или КП-1400.

Особенностью пультов ПШП, предназначен­ ных для дистанционного управления, является

СУГ_____ j

Рис. 4.105. Схемы сельсинных указателей глубины

Сельсинные указатели глубины

Указатель глубины является единственным ис­ точником информации о положении подъемных сосудов в стволе при ручном управлении подъ­ емной установкой. От точности и надежности указателя глубины зависят безопасность и про­ изводительность работы всей установки. Ма­ шины устаревших конструкций оборудовались механическими колонковыми указателями глу­ бины.

Колонковые указатели глубины дают только приближенное представление о положении подъемных сосудов в стволе. Повсеместно ко­ лонковый указатель глубины служит только в качестве грубого индикатора. Точная оста­ новка машины на рабочих площадках произ­ водится по меткам на ободе барабана или на канате (для машин со шкивом Кеппе), а в про­ межуточных положениях — по сигналам из ствола.

В связи с необходимостью обеспечить дистан­ ционное управление подъемными машинами по­ явились электромеханические сельсинные ука­ затели глубины, которые полностью вытеснили колонковые указатели на всех новых подъем­ ных установках. Сельсинный указатель глу­ бины обеспечивает не только высокую точность информации и удобство ее представления, но

может быть установлен вне машинного зала, например непосредственно на приемной пло­ щадке.

Новый указатель глубины основан на ис­ пользовании синхронной электрической пере­ дачи вращения на бесконтактных сельсинах (рис. 4.105, а), нашедшей широкое применение во многих отраслях промышленности.

Сельсинный указатель глубины принципи­ ально может выполняться по двухили одно­ канальной схеме. При двухканальной схеме (рис. 4.105, б) используются две отдельные си­

стемы передачи угла для стрелок грубого и точного отсчета (СТО и СГО). В этом случае сельсин-датчик точного отсчета СДТ соединен

с валом машины и делает большое число оборо­ тов за цикл подъема, а сельсин-датчик грубого отсчета СДГ соединен с машиной через пони­ жающий редуктор Р и поворачивается за цикл

подъема на угол не более 180°. В указателе глубины СУГ имеется два сельсин-приемника точного и грубого отсчета СТО и СГО.

Одноканальная система (рис. 4.105, в) пред­

полагает наличие только одного сельсин-дат­ чика СДУ делающего большое число оборотов

за цикл подъема (100—120), и одного сельсинприемника СПу расположенного в указателе глубины СУГ. Стрелка точного отсчета укреп­

лена непосредственно на валу сельсин-прием­ ника, а стрелка грубого отсчета приводится во вращение через замедляющий редуктор Р, расположенный в указателе глубины.

Достоинствами двухканальной схемы яв­ ляются: способность к самосинхронизации при снятии и последующем включении напряжения питания, меньший вес указателя глубины из-за отсутствия в нем редуктора.

Однако двухканальные указатели глубины распространения не получили, так как, обла­ дая одинаковой с одноканальной схемой по­ грешностью показаний шкалы точного отсчета, они дают малую точность шкалы грубого от­ счета.

Все выпускаемые промышленностью сельсин­ ные указатели глубины выполняются по одно­ канальной схеме.

Сельсинный указатель глубины УГС-4 пред­ назначен для визуального контроля положения подъемного сосуда в стволе. Указатель уста­ навливается на пульте управления машиной ПШП. Он работает в комплекте с аппаратом A3 К или «Горизонт». Масштабы точной и гру­ бой шкал указателя определяются сменными шестернями передачи к сельсин-датчику, уста­ новленному в этих аппаратах. В качестве при­ вода указателя глубины УГС-4 (рис. 4.106) ис­ пользуется сельсин-приемник БС-501А,