книги из ГПНТБ / Сиденко, А. Ф. Аппаратура управления тормозными приводами шахтных подъемных машин

ВВЕДЕНИЕ

Современные подъемные установки представляют собой сложный электромеханический комплекс и являются наиболее ответственным узлом в стационарном оборудовании шахты.

Грузоподъемность, высота и скорость подъема непрерывно растут, что повышает требования к качеству систем управления подъемными машинами и к быстроте реакции машиниста на любые отклонения от нормальной работы подъемной машины.

Теоретические и исследовательские работы, выполненные в раз­ личное время А. П. Германом, Ф. Н. Шклярским, А. С. Ильичевым, В. Б. Уманским, В. С. Тулиным, Г. М. Еланчиком, К. М. Барамидзе, Г. Е. Иванченко, О. М. Крыжановскпм, Н. С. Карпышевым, М. Н. Василевским, Е. С. Траубе, А. Д. Димашко и другими, имеют не только значительную научную ценность в области совершен­ ствования подъемных машин и, в частности, управляемого электро­ привода, но и большое практическое значение для рациональной эксплуатации подъемных установок, а также для обоснования выбора и проектирования подъемного оборудования для шахт-ново­ строек.

Широкое развитие получили подъемные установки с асинхронным приводом. Однако существенный недостаток асинхронного привода — сложность его автоматизации. Наиболее простым и дешевым является способ автоматизации шахтного подъема с асинхронным приводом при помощи механического тормоза.

Первые работы в этом направлении в СССР проводились еще в тридцатых годах под руководством проф. В. Б. Уманскогои инже­ нера (ныне профессора) В. С. Тулина. Эти работы в связи с низким уровнем техники автоматизации в те годы не дали положительных результатов, что привело к выводу о невозможности автоматизации из-за несовершенства самого механического тормоза [30].

Однако специальные исследования, проведенные с целью опре­ деления областей применения различных сервоприводов, показали, что в условиях малых ходов при больших усилиях (к подобным типам приводов относятся приводы тормозов шахтных подъемных машин) пневматические и гидравлические сервоприводы не имеют себе равных в области быстродействия.

Раздел первый

ТОРМОЗНЫЕ УСТРОЙСТВА ШАХТНЫХ ПОДЪЕМНЫХ МАШИН

ГЛАВА I

ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К ТОРМОЗНЫМ УСТРОЙСТВАМ

§ 1. Виды торможения

Тормозное устройство является одним из основных узлов подъем­ ной установки, при помощи которого осуществляется регулирование скорости машины в рабочих режимах вплоть до ее остановки из-за создания в необходимых случаях тормозного момента на валу и удержание машины в заданном положении после остановки, если эти задачи не обеспечиваются системой электропривода, а также предохранительное торможение машины в аварийных ситуациях.

Тормозное устройство — это один из самых ответственных узлов машины. Выход из строя тормозного устройства может повлечь за собой самую серьезную аварию подъемной установки.

Тормозным устройством могут быть выполнены следующие впды (режимы) торможения:

1)регулируемое (рабочее) торможение. Осуществляется в основ­ ном машинистом подъема с пульта управления 'машиной, а также

вавтоматическом режиме с механическим подтормаживанием. В про­ цессе регулируемого торможения происходит плавное изменение тормозного момеита от нуля до максимума, т. е. выполняются ди­ аграммы скорости в режиме подъема и спуска, а также остановка машины и удержание ее движущихся частей от вращения в период пауз между подъемами;

2)стопорное торможение. Применяется обычно при автомати­ ческом управлении машиной, когда основной процесс торможения осуществляется электрическим способом, а тормозное устройство применяется для стопорения машины в конце пути, как правило, на очень малой (ползучей) скорости, чем достигается большая точ­ ность остановки. При автоматическом стопорении накладывается

жение тормозного момента при возникновении аварийного состояния подъемной установки. Предохранительное торможение осущест­ вляется либо машинистом подъема, либо автоматически при сраба­ тывании средств защиты машины.

5

ускорение расжатия зависит от соответствующего выбора силы Т предварительного сжатия пружин и приведенной к ним массы тп подвижной системы тормоза (всегда меньшей, чем у грузового при­ вода) [19], так как оно равно Tim. Кроме того, меньшая подвижная масса пружинного привода уменьшает возможные при торможении колебания.

У энергетических приводов развиваемое ими усилие создается воздействием на поршень цилиндра рабочей среды: сжатого воздуха

упневматических приводов и масла, находящегося под давлением,

угидравлических.

Энергетические приводы тормозов шахтных подъемных машин как самостоятельные обычно применяют для рабочего торможения. Грузовые и пружинные приводы для перемещения тормозных грузов и сжатия пружин всегда снабжают вспомогательными энергетиче­ скими приводами. У грузовых приводов посредством вспомогатель­ ного привода тормозной груз при размыкании тормоза поднимается в исходное (отторможенное) положение и удерживается в этом поло­ жении при бездействии тормоза, а у регулируемых приводов, помимо того, вспомогательный привод позволяет регулировать ход тормоз­ ного груза и тем самым устанавливать его в любом промежуточном положении. У пружинных приводов вспомогательным приводом производится зарядка пружин, т. е. их сжатие в исходное положение, удержание их в этом состоянии при бездействии тормоза и регули­ рование в процессе торможения деформации пружин для изменения усилия, развиваемого приводом.

У грузовых п пружинных приводов основной п вспомогательный приводы обычно объединяют общим понятием — тормозной привод, причем в зависимости от вспомогательного привода различают пневмогрузовой н гпдрогрузовой и собственно пневмопружинный приводы. *

Тормозные устройства шахтных подъемных машин для рабочего и предохранительного торможения могут иметь как общий привод, так и отдельные приводы с различными у каждого из них источни­ ками торможения; в последнем случае оба привода обычно воздей­ ствуют на общий исполнительный орган. Кроме того, существуют приводы, у которых при предохранительном торможенпн, помимо требующегося для этого торможения тормозного груза, участвует п другой источник силы (сжатый воздух, пружины). Подобные приводы называются комбинированными; применение их улучшает' качество торможения при использовании тормозного груза.

При наличии двух самостоятельных приводов в случае их одно­ временного включения развиваемые ими усилия, как этого требуют ПБ (§ 470), не долягаы складываться, чтобы не создавать чрезмерного тормозного момента, вредно влияющего на подъемную установку. Указанного сложения усилий приводов можно избежать соответ­ ствующей кинематической схемой их соединения или специальной блокировкой в системе управления тормозным устройством. У ком­ бинированных приводов с двумя источниками приводного усилия

7

указанное явление устраняется последовательным воздействием усилия на нх исполнительный орган.

Электрическая энергия не нашла применения в основном приводе у тормозов шахтных подъемных машин. В качестве примера приме­ нения ее для вспомогательного привода .можно указать на центро­ бежный тормозной привод, предложенный докт. техн. наук К. М. Бармидзе [4]. В этом приводе перемещение тормозных грузов осуще­ ствляется посредством изменения скорости вращения грузов меха­ низма центробежного регулятора (см. § 2, гл. VII, раздел второй).

Кроме того, у подъемных и откаточных лебедок при переводе их на дистанционное или автоматическое управление в качестве привода их тормозов применяют электро гидравлические толкатели. Электрогндравлическпй толкатель — это компактный агрегат, объ­ единяющий в себе центробежный насос, приводимый в движение от отдельного электродвигателя, и рабочий цилиндр; давление масла, создаваемое центробежным насосом в рабочем цилиндре, передается его поршнем тормозу (см. § 5, гл. III, раздел третий).

ГЛАВА II

УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ то рм о зо в

§ 1. Пневматический привод тормоза системы НКМЗ

Тормозной привод системы НКМЗ получил широкое применение на крупных подъемных машинах с барабанами диаметром 4 м и выше.

Тормозные устройства этого типа для улучшения качества предохранительного торможения имеют общий для рабочего и пре­ дохранительного торможения комбинированный привод; рабочее торможение осуществляется сжатым воздухом, а предохранитель­ ное — совместным действием сжатого воздуха и тормозного груза.

Принципиальная схема тормоза. На рис. 1 изображена прин­ ципиальная схема тормозного устройства для двухбарабапной подъ­ емной машины с зубчатым механизмом перестановки [27].

На схеме тормоз показан в положении «Отторможено». При рабочем торможении машинист через рукоятку 19 и рычаги 20 и 11 поворачивает дифференциальный рычаг 6 вокруг нижнего шарнира, удерживаемого в неподвижном состоянии электромагнитом МТР при помощи рычага 10 и сдвоенной тяги 12. При этом средний шарнир

Величина давления воздуха в цилиндрах с дифференциальны­ ми приводами 1 пропорциональна углу поворота рычага регулятора давления, а следовательно, углу поворота рукоятки тормоза 1.9.

8

Рабочее торможение может включаться автоматически в конце цикла подъема. В этом случае при подходе подъемного сосуда к при­ емной площадке размыкаются контакты специальных концевых выключателей, которые включают тормозной электромагнит МТР. Сердечник его вместе с дополнительными грузами падает и повора­ чивает по часовой стрелке рычаг 10, который через сдвоенную тягу 12 воздействует на нижний шарнир дифференциального рычага 6.

Рис. 1. Схема тормозного привода НКМЗ двухбарабанных подъемных машин

Последний поворачивается вокруг верхнего подвижного шарнира п через рычаг 5 перемещает золотник регулятора давления на впуск сжатого воздуха в цилиндры 2. Угол поворота рычага регу­ лятора давления, а значит и величина давления в цилиндрах рабо­ чего тормоза при затормаживании электромагнитом ограничивается блокировочным рычагом 13, в кулак которого упирается ролик, установленный на конце сдвоенной тяги 12.

Предохранительное торможение включается автоматически и вручную.

Автоматическое включение предохранительного торможения про­ исходит как при срабатывании электрических средств защиты, так

ипри срабатывании механического ограничителя скорости.

Впервом случае при разрыве цепи защиты обесточиваются оба электромагнита. Сердечник электромагнита рабочего тормоза М ТР, опускаясь, переставляет золотник регулятора давления на впуск

9