Следящая система поддержания прямолинейности движения фронтального агрегата

Развитие угольной промышленности, как базы стратегически важного сырья для топливно-энергетического комплекса, черной металлургии и химии страны требует создания безопасных и комфортных условий эффективной разработки угольных месторождений Российской Федерации.

Сегодня парк угледобывающих машин нуждается в качественных изменениях: за счет увеличения их единичной мощности, создания более безопасного, надежного в эксплуатации и ремонтопригодного оборудования, обладающего повышенной комфортностью и удобством в управлении; превосходящих по своим технико-экономическим показателям лучшие отечественные и зарубежные образцы техники.

Фронтальный агрегат представляет собой новую, более совершенную ступень механизации угледобычи по сравнению с механизированными очистными комплексами. Он представляет собой совокупность конструктивно и кинематически увязанных и технологически согласованных машин: - выемочной машины; - доставочной машины (лавного скребкового конвейера); - секций механизированной крепи и крепи сопряжения. Область его применения - это угольные пласты Кузнецкого и Воркутинского бассейнов средней мощности (1,6 -2,25 м) с углами до 35 градусов по простиранию пласта и до 12 градусов по его падению.

Конструкция агрегата имеет модульную структуру. В каждый модуль входит 3 секции става конвейера, три посадочных секции крепи и три базовых секции. Базовые секции расположены между посадочными и соединены шарнирно со ставом конвейера. На забой одновременно подается став конвейера, базовые секции крепи и исполнительный орган. При этом гидроцилиндры передвижения воспринимают нагрузку от сил: -трения става конвейера о почву; - погрузки отбитой горной массы лемехами конвейера; - сил сопротивления внедрению режущих резцов в забой и от сил трения о боковые породы базовых секций, движущихся с активным прижатием козырька к кровле.

Для обеспечения эффективной работы фронтального агрегата он должен быть оснащен кроме типовых систем управления оборудованием также и следящей системой поддержания его прямолинейного движения. Каждый модуль агрегата оснащен линейкой. Линейки модулей связаны между собой шарнирно по длине лавы.

Рабочая жидкость через регуляторы потока поступает в поршневые полости двух гидроцилиндров, которые жестко связаны через став конвейера, и работают как один гидроцилиндр с удвоенной площадью поршня.

Дроссельные регуляторы расхода представляют собой автоматически действующие устройства, предназначенные для получения постоянно заданного расхода жидкости независимо от уровня нагрузки. Необходимая дозировка расхода жидкости устанавливается дросселем, а постоянство расхода обеспечивается клапаном. Регулятор поддерживает постоянный перепад давления на дросселе, что обеспечивает постоянный расход через регулятор, независимо от сопротивления движению, а, следовательно, постоянную скорость движения гидроцилиндра, соединенного с регулятором. При этом вместе с конвейером на забой подается исполнительный орган и базовые секции крепи с постоянной скоростью независимо от сил сопротивления движению.

В качестве элемента обратной связи следящего гидропривода нами предлагается мехатронная система, включающая:  - поворотный гидродвигатель; - насос; - аппаратуру управления и двухходовой трехпозиционный распределитель с электронным управлением

Элементом обратной связи следящего гидропривода служит резистор, корпус которого соединен с линейкой i-того модуля до шарнира, а скользящий контакт с линейкой i+1-го модуля агрегата после шарнира. Причем число резисторов равно числу модулей агрегата.

Следящая система поддержания прямолинейности движения фронтального агрегата работает следующим образом: при опережении или запаздывании отдельного модуля агрегата - изменение угла между линейками модулей приводит к изменению сопротивления резистора. Это приводит к изменению величины падения напряжения, которое сравнивается с опорным напряжением. Далее сигнал поступает к каналам его усиления. Причем к одному каналу сигнал от сумматора поступает через инвертор. При нулевом сигнале на выходе из сумматора распределитель находится в среднем положении. Отрицательный сигнал на выходе из сумматора активирует электромагнит В. Распределитель перемещается вверх и модуль ускоряется. Положительный сигнал на выходе из сумматора активирует электромагнит А и модуль замедляется. Такое конструктивное исполнение мехатронной следящей системы позволит эффективно поддерживать прямолинейность движения фронтального агрегата в плоскости угольного пласта с углами до 35 градусов по простиранию и до 12 градусов по его падению.