Алу машинасының тиеу қабілетінің параметрлерін зерттеу

Дополнительная упруговязкая деформация тяговых органов МПК из-за указанных факторов компенсируется системой автоматической компенсации, которая изменяет длину става при постоянной длине тягового органа с помощью специальной секции — компенсирующего устройства (КУ), устанавливаемого перед каждым приводом по ходу движения цепи [1].

Для реализации системы автоматической компенсации необходимо обеспечить непрерывный контроль следующих эксплуатационных параметров конвейерной установки: загрузка межприводных участков; действительное натяжение в точке сбегания с промежуточного привода; требуемое расчетное натяжение в точке сбегания; действительная скорость движения тягово-несущего органа [1].

Решение этих задач обеспечивает разработанный комплекс средств контроля эксплуатационных параметров (СКЭП), в который входят следующие устройства: конвейерные весоизмерители для измерения производительности и загрузки межприводного участка; датчики натяжения сбегающей с промежуточного привода ветви тягового органа; вычислительные устройства определения массы материала на межприводных участках МПК, системы автоматического регулирования приводами КУ.

Номинальные (расчетные) значения натяжения в точках сбегания с приводов S_cб.p., соответствующие данному режиму нагрузки для любого i-ro участка грузовой ветви, вычисляются микроЭВМ после расчета величины нагрузки на соответствующем межприводном участке (рис. 1).

На рис. 1 приняты следующие обозначения: 1 — промежуточные приводы; 2 — погрузочные пункты; 3 — блок программной памяти; 4 — датчик силоизмерительный; 5 — блок датчиков положения ходовых роликов; 6 — блок измерительных усилителей; 7 — формирователь сигналов сопровождения; 8 — цифровой коммутатор; 9 — блок управления и синхронизации; 10 — датчики усилия; 11 — компенсирующее устройство; 12 — микропроцессорное вычислительное устройство; 13 — цифро-аналоговый преобразователь; 14 — блок индикации; 15 — блок печатания; 16 — датчик положения ходового ролика; 17 — аналого-цифровой преобразователь; 18 — САР i-го компенсирующего устройства; 19 — САР i+1-го компенсирующего устройства; 20 — узел сравнения; 21 — блок управления комплексом.

Рис. 1. Компенсирующее устройство с весоизмерительным комплексом на многоприводном конвейере

Конвейерные весоизмерители включают в себя грузоприемное устройство (ГУ), датчик силоизмерительный (ДС), датчик положения ходовой опоры на направляющей ГУ (ДП), блок измерительных усилителей (БИУ).

Основой системы контроля эксплуатационных параметров (СКЭП) управления приводом МПК является ПЭВМ IBM PC XT, реализующая программные методы измерения массы груза на каждой опоре, расчет горной массы на межприводных участках, расчет номинального натяжения и выдачу управляющего воздействия в систему автоматического управления приводом КУ.

МикроЭВМ выдает расчетное значение усилия на один вход элемента сравнения схемы управления приводом КУ в виде аналоговых сигналов Us_сб.р.

Действительные значения скорости движения тягового органа ω_d и усилия Sc6д измеряются датчиками скорости и датчиком усилия (ДУ) и подаются на входы элемента сравнения в виде сигналов U_сд U_sд. Разность сигналов U∆c, U∆s воздействует на систему регулирования приводом КУ, заставляя ее компенсировать отклонение значений действительного натяжения от расчетного.

Измерение мгновенной и интегральной производительности МПК для оперативного учета транспортируемой горной массы, а также определения величины загрузки межприводных участков для систем управления и регулирования обеспечивают конвейерные весоизмерители.

Учитывая задачи, решаемые конвейерными весоизмерителями в комплексе с устройствами расчета массы груза на межприводных участках небольшой длины, и использование современной цифровой вычислительной техники, применен дискретный метод суммирования «порций» горной массы на участках несущего полотна, соответствующих отдельным ходовым опорам. Реализация дискретного метода измерения массы выполнена на основе базовой кинематической схемы и конструкции ГУ. Фактическое усилие в точке сбегания с промежуточного привода определяется косвенным методом по равнодействующей приложенной к середине компенсирующего устройства.

Примерный расчет погрешности измерения натяжения при установлении датчика в середине КУ производим по исходным данным: l_c = 0,8 м; λ = ±0,6 м; h = 2,6 м; S_сб = 10000 Н; L_c = 12,4 м. Тогда относительная погрешность измерения пo ∆g\_λ ≈ 0,6 = ±1,3%. Знак относительной погрешности показывает, что с увеличением величины h величина усилия на датчик натяжения уменьшается и наоборот.

Необходимая точность определения производительности конвейера регламентируется требованиями ГОСТ 12409-66, 11762-66, устанавливающими допустимую точность учета руды и угля при их отгрузке потребителю не ниже +1,0%. Требования к точности определения величины загрузки межприводных участков можно сформулировать из условия обеспечения устройством компенсации упругих деформаций коэффициента запаса прочности тяговой цепи n ≥ 7. Для заданной длины межприводного участка коэффициент запаса прочности тяговой цепи определяется по следующей формуле:

(1)

где k — коэффициент неравномерности;

Величина допустимого приращения усилия в тяговой цепи находится из выражения [2]

где К₁ — постоянный коэффициент, К₁ = 4 для конвейера П-80К (для случая работы в аварийном режиме).

Подставляя выражение (2) в (1) и учитывая, что при наличии ошибки ∆q_c измерения линейной плотности суммарная линейная плотность по показаниям КВ будет (q_c ± ∆q_c), получим формулу для расчета относительной погрешности измерения мгновенной производительности:

(3)

Для количественной оценки возможной погрешности измерения рассмотрим пример установки КВ на конвейере КФР-2 для предприятия Жезказганского ГМК со следующими параметрами: длина L_B = 600 м, суммарная линейная плотность с грузом q_c = 420 кг/м, предельный угол установки конвейера β = 15°, конвейер одноцепной, тип цепи — круглозвенная 1х24х86хС с разрушающим усилием Р_разр = 790 кН, длина межприводного участка L_B = 60 м. Тогда по (3)

Таким образом, точность конвейерных весоизмерителей в пределах ±1% удовлетворяет требованиям как учета горной массы, так и измерения загрузки межприводных участков [2].

Рассмотрим основные требования к точности определения натяжения в тяговой цепи. Установлено, что перераспределение нагрузки между приводами МПК не произойдет, если длина несущего полотна на межприводном участке будет величиной постоянной. Для выполнения этого условия допустимая угловая ошибка системы автоматического регулирования (САР) скорости движения тягового органа МПК рассчитывается из выражения

(4)

где S_нб — усилие в тяговом органе при срабатывании САР, Н;

Дополнительные уравнительные усилия можно определить по формуле

где S’_сб.р — расчетное значение усилия в точке сбегания с привода, соответствующее данному режиму нагрузки, Н;

Подставив значение S_доп из равенства (5) в формулу (4), имеем:

Погрешность контроля натяжения приводит к увеличению угловой ошибки САР, и величина приращения усилия в тяговом органе может превысить максимально допустимое из условия прочности тяговой цепи значение [2].

Рассмотрим условия, при которых величина дополнительных усилий в тяговом органе не выходит за пределы допустимых значений. Учитывая (5) и (6), получим следующее условие:

(7)

где (S’_сб.р + W’) — расчетное усилие в тяговом органе и сопротивление движений на участке при наличии погрешности контроля натяжения;

Зависимость ∆_g от величины угловой ошибки САР для различных типов тяговых цепей: 1х24х86хВ; 2х24х86хС; 1х24х86хС; 2х24х86хД показывает что при допустимой угловой ошибке САР в установившемся режиме ξ = 0,001 рад (ξ = 1,4%), величина погрешности измерения усилия в тяговом органе по ∆_g ≤ 2,79%.

Таким образом, требования, предъявляемые к СКЭП, можно сформулировать следующим образом:

- погрешность учета горной массы и определение нагрузки на межприводных участках ±1%;

- погрешность измерения фактического усилия в точке сбегания с промежуточного привода ±2,8%.

Подпрограмма «Натяжение», в соответствии с рис. 2, обеспечивает расчёт величины усилия S_сб.р в точке установки компенсирующего устройства.

Работоспособность алгоритма проверена на ЭВМ СМ-1, в качестве примера моделировались условия работы конвейера П-80К на Качканарском ГОК. Исходные данные для расчёта S_n = 42000 H; b_p = 1.376 м; L = 0.9 м; N₂ = 23; L₈₁ = 61м; L₈₂ = 30 м; K = 2; q = 0.12-0.51 т/м.

Результаты приведены в таблице.