Моделирование работы механизированного комплекса при групповой передвижке секций призабойного конвейера

Размещено на http://www.allbest.ru/

Моделирование работы механизированного комплекса при групповой передвижке секций призабойного конвейера

А.М. АЙДАРХАНОВ

Для исследования процесса групповой передвижки конвейерной линии при использовании на практике современных механизированных комплексов разработана модель в среде программы «ADAMS 2003».

Вне зависимости от того, какая технологическая схема выемки угля используется, челноковая или уступная, работа гидродомкратов передвижки осуществляется в два этапа. При челноковой схеме на первом этапе с допустимым по условиям безопасности отставанием вслед за комбайном осуществляется перемещение (подтягивание) секций крепи, при этом работают штоковые полости гидродомкратов передвижки. На втором этапе, после того как будут перемещены 7-8 секций крепи, их домкраты одновременно начинают групповую передвижку секций конвейерной линии, при этом работают поршневые полости гидродомкратов. Путем чередования этих этапов осуществляется передвижка на новую дорогу всего комплекса на всей длине лавы.

При уступной схеме первый этап -- передвижка секций крепи -- происходит при прямом ходе комбайна в процессе выемки верхней пачки угольного пласта, а конвейер остается на прежней дороге. Второй этап -- групповая передвижка конвейерной линии -- выполняется при обратном ходе комбайна в процессе выемки уступа.

В связи с тем, что моделирование перемещения (подтягивания) секций крепи было выполнено ранее [1], в настоящей работе исследовалась групповая передвижка секций конвейера.

На рис. 1 показана модель групповой передвижки конвейерной линии. Модель представляет собой пятнадцать секций конвейера, каждая из которых шарнирно связана с цилиндром гидродомкрата передвижки, а штоки гидродомкратов также шарнирно закреплены на неподвижном основании секций крепи. Секции конвейера шарнирно соединены между собой с возможностью ограниченного поворота друг относительно друга в горизонтальной плоскости (от 1 до 1,5°). Первый этап передвижки группы секций (на этом этапе участвуют семь крайних секций конвейера) осуществляется при одновременном включении семи гидродомкратов. Конвейерная линия, передвигаясь, искривляется (рис. 1, а), причем, секция 1 полностью передвигается на новую дорогу, секция 8 остается неподвижной, а все остальные занимают промежуточные положения. Цилиндр гидродомкрата секции 1 выдвигается на величину шага передвижки (захвата шнека исполнительного органа комбайна), равную 0,63 м, цилиндры секций 2-7 выдвигаются частично, так что наименьший ход выдвижения имеет место у секции 7, связанной с неподвижной секцией 8.

Рис. 1 Модель групповой передвижки конвейерной линии: а -- первый этап передвижки; б -- второй этап передвижки

По окончании первого этапа начинается второй этап передвижки, при этом к источникам питания подключаются гидродомкраты всех остальных секций, кроме пятнадцатой, которая остается неподвижной. Происходит перемещение секций 2-14, при этом частично передвинутые на первом этапе секции 2-7 «додвигаются», секция 8 перемещается до упора, а остальные выдвигаются частично. В дальнейшем циклы передвижки секций конвейера повторяются до полного перемещения конвейерной линии на новую дорогу. Процессы передвижки последующих циклов полностью соответствуют процессу передвижки на втором этапе, поэтому последний можно считать установившимся процессом передвижки. Продолжительность цикла установившегося процесса передвижки является важной его характеристикой, влияющей на производительность механизированного комплекса.

Управление групповой передвижкой конвейерной линии осуществляется в соответствии с гидравлической схемой, показанной на рис. 2. Здесь приведена гидравлическая схема передвижки на первом этапе. На последующих этапах (циклах) схема принципиально не отличается. Отличие состоит в количестве подключаемых гидроцилиндров, которое от цикла к циклу увеличивается на одну групповую единицу, т.е. на семь секций.

Согласно приведенной схеме насосно-аккумуляторного привода передвижки, трехпозиционные распределители 4 семи из восьми секций переключаются в верхнее положение. При этом через обратные клапаны 6 происходит зарядка аккумуляторов генераторов импульсов 8 до величины давления настройки предохранительного клапана 2 (32 МПа). После этого осуществляется включение в работу семи гидродомкратов путем переключения двухпозиционных распределителей 7 в левое положение. Рабочая жидкость поступает в поршневые полости гидродомкратов передвижки 5 одновременно от насоса 1 через общую напорную магистраль и от аккумуляторов 8, осуществляя выдвижение цилиндров и перемещая секции конвейерной линии. При этом рабочая жидкость из штоковых полостей гидродомкратов вытесняется через распределители 4 на слив (сливной бак 3). Для моделирования насосного привода достаточно отключить в схеме генераторы импульсов.

На рис. 3 и 4 приведены результаты моделирования процесса групповой передвижки секций конвейера на первых двух этапах перемещения конвейерной линии при использовании насосного и насосно-аккумуляторного приводов. При этом в качестве объектов анализа приняты гидроцилиндры 1 и 8 секций, поскольку они являются ключевыми (перемещаются на полный шаг передвижки, равный 0,63 м) на первом и втором этапах передвижки. передвижка конвейер насосный привод

Как видно из рис. 3, при насосном приводе процесс передвижки секции 1 завершается за 36,8 с (кривая 1), что и определяет продолжительность передвижки группы секций на первом этапе. Использование насосно-аккумуляторного привода позволяет уменьшить время передвижки секции 1 до 7,8 с за счет увеличения суммарного расхода жидкости из насоса и аккумулятора (кривая 4).

Сказанное хорошо иллюстрируется картиной изменения перемещений цилиндра при насосном (линия 3) и насосно-аккумуляторном (линия 6) приводах. Выигрыш во времени при насосно-аккумуляторном приводе по сравнению с насосным составляет 78,8 %.

Давление в гидродомкрате (кривые 2 и 5) для обоих типов приводов по мере перемещения цилиндра вначале снижается, последующее его увеличение вплоть до остановки цилиндра объясняется его торможением и влиянием остальных секций конвейера, сдерживающих перемещение первой.

На рис. 4 приведены аналогичные характеристики, полученные для гидродомкрата секции 8. Картина изменения характеристик гидродомкрата в этом случае значительно отличается от предыдущей. Это связано с тем, что на втором этапе передвижки подключено к источникам расхода большее количество гидродомкратов и, кроме того, часть из них находится в промежуточном положении (частично выдвинуты на предыдущем этапе), а их аккумуляторы частично разряжены.

Рис. 2 Гидравлическая схема модели групповой передвижки конвейерной линии: 1 -- насос; 2 -- предохранительный клапан; 3 -- сливной бак; 4 -- трехпозиционный распределитель; 5 -- гидродомкрат передвижки; 6 -- обратный клапан; 7 -- двухпозиционный распределитель; 8 -- генератор импульсов

Рис. 3 Изменение характеристик гидродомкрата секции 1 при насосном и насосно-аккумуляторном приводах: 1, 4 -- расход жидкости; 2, 5 -- давление; 3, 6 -- перемещение цилиндра соответственно при насосном и насосно-аккумуляторном приводах передвижки

Рис. 4 Изменение характеристик гидродомкрата секции 8 при насосном и насосно-аккумуляторном приводах: 1, 4 -- расход жидкости; 2, 5 -- давление; 3, 6 -- перемещение цилиндра соответственно при насосном и насосно-аккумуляторном приводах передвижки

Эти обстоятельства привели к тому, что время передвижки секций на втором и последующих этапах оказалось больше времени передвижки секций на первом этапе. Как следует из рис. 4, время передвижки секции 8 при использовании насосно-аккумуляторного привода составляет 10,7 с. Время передвижки на втором этапе при использовании насосного привода также увеличивается и составляет 49 с, так что на втором и последующих этапах передвижки конвейерной линии выигрыш во времени при насосно-аккумуляторном приводе составляет 75,5 %.

Таким образом, разработанная в среде «ADAMS 2003» модель секционной конвейерной линии с возможностью ее групповой передвижки позволяет не только провести сравнительные испытания насосного и насосно-аккумуляторного приводов передвижки, но и определить степень влияния гидродомкратов отдельных секций друг на друга в процессе их функционирования.

Применение насосно-аккумуляторного привода позволяет значительно ускорить процесс передвижки конвейера и повысить производительность механизированного комплекса.

Список литературы

1. Насосно-аккумуляторный привод передвижки крепи механизированного комплекса / Ю.И. Климов, Н.А. Дрижд, А.М. Айдарханов, А.В. Зложинская, А.Ю. Климов // Сб. тр. второй Межд. научн.-практ. конф. КазНТУ, Алматы, 2006. С. 249-252.

Размещено на Allbest.ru