Устройство защиты привода канатной пилы от технологических перегрузок

Максимальная расчетная нагрузка в режущем органе при его внезапном стопорении определяется по фор муле:

^Pрасч ^P max    ^{2 c   A}c ^{,                           (1)}

где Pmax – усилие в системе, соответствующее максимальному опро-ac кидывающему моменту двигателя, кг; с n m – приведенная жесткость; ac nm an – жесткость стопорящего препятствия; cm – жесткость трансмиссии привода.

Кинетическая энергия привода складывается из энергии ротора и элементов трансмиссии:

GD n     ^m J      ^{k m}

A                jj     jj c 2 4q 30      i 1   2      j 1   2

GD2 n где           – кинетическая энергия ротора двигателя, кГм;

2 4 q 30

GD ² – маховый момент двигателя, кГм² ;

m_J 2

^{j j} – кинетическая энергия вращающихся элементов i 1      2

системы, кГм;

J i – момент инерции i – того элемента, кгм/сек²;

ωi - угловая скорость i –того элемента, 1/сек; km j j – кинетическая энергия поступательно движущихся j1    2

элементов системы, кГм;

m – масса j – того элемента;

ν j – скорость j – того элемента.

Формула (2) не может быть расчетной в случае стопорения режущего органа применительно к приводам пил возвратно-поступательного действия, так как она действительна только при условии P max fф = const . Особенностью же приводов пил типа ПП является наличие своеобразной зависимости между моментом на валу ведущего водила и тяговым усилием на ведущем (рабочем) канате.

Мощность на валу ведущего водила определяется по формуле:

^N в ^M дв   ⁱ-  , кВт

в      дв 102 Лр, где Nв – мощность на валу водила, кВт; Мдв – мощность на валу ротора двигателя, кГм; ηр- к.п.д. редуктора режущей части.

При стопорении режущего органа ведомый канат ослабляется и на процесс формирования нагрузок в приводе влияния не оказывает.

Мощность, развиваемая на ведущем канате:

TV

N       раб , кВт к 102

Не учитывая несинхронность движения тяговых канатов, скорость движения рабочего каната:

Vраб  0,5 S max со- sin со- t , м/с

Тогда

N T max -со- sin со • t , кВт ^k 204              ,

Приравняв формулы (3), (6) и, заменив максимальным опрокидывающим моментом Мmax, а усилие Т- максимальным усилием Pmax от действия Mmax, получим формулу для определения максимального усилия в рабочем канате при стопорении режущего органа:

_P       2 i ^M max    _{, кг}

P max                     ,

S max Л_р sin со-^t

Анализ формул показывает, что при скоростях движения каната, близких к нулю (начало и конец хода режущего органа), привод при небольших значениях движущего момента может развить усилие в канате, значительно превышающее разрывное усилие каната Т р .

Таким образом, в эксплуатационных условиях есть вероятность разрыва каната как за счет суммарного действия максимального момента двигателя и кинетической энергии движущихся масс системы, так и за счет действия только момента двигателя при скоростях движения каната, близких к нулю.

Этим обстоятельством продиктовано исполнение схемы узла защиты (рис. 1), работающего по методу «срыва барабанов» гидроподающей части.

В гидросистему подающей части (рис. 1) параллельно включаются два золотника 3P 1 и ЗР 2 каждый из которых, связан с подпружинным роликом, находящимся в постоянном контакте с тяговым канатом. При стопорении исполнительного органа 5 усилие в рабочем канате увеличивается от номинального до максимального Т^` ср , вследствие чего ролик перемещается вниз, сжимая пружину. Когда усилие в канате становится равным усилию срабатывания узла защиты, золотник полностью открывается, сообщаются между собой каналы 1-1 и тем самым подготавливается «срыв барабанов», то есть выведение из силовой кинематической цепи барабанов под действием упругих сил в канате и продолжающегося вращения водил. Предохранительный клапан шунтируется и давление в гидросистеме падает практически до нуля. Под действием усилия в канате Т_ср и продолжающегося вращения ведущего звена 4 (от электродвигателя 2 через редуктор 3) барабан 1 и кинематически связанные с ним детали начинают вращаться в сторону, обратную нормальному (рабочему) вращению.

В гидросистеме будут циркулировать, обходя предохранительный клапан, два потока масла: гидродвигатель ГД-2-1-1-2 и гидронасос ГН3-1-1-3.

Рис. 1. Схема защиты привода типа ПП от технологических перегрузок

Этот процесс, сопровождается сначала некоторым увеличением усилия в канате, а затем происходит его резкий спад.

Таким образом, устройство защиты привода канатной пилы от технологических перегрузок исключает опасные перегрузки, возникающие при заклинивании исполнительного органа.