Файл: Дубинский, И. М. Электроснабжение передвижного оборудования при открытой добыче угля [практ. пособие].pdf

ния сопротивлений при наматывании кабеля с заданным натя­ жением, кге-м; Мѵч— составляющая статического момента для вращения барабана с кабелем, кге-м; Мс3— составляющая ■статического момента для перемещения тележки кабелеуклад­

Масса барабанов с кабелем может достигать нескольких ■тонн, поэтому необходима проверка электродвигателя на усло­ вия пуска под нагрузкой. Пусковой момент двигателя

где Мд— динамический момент, кге-м.

132

где S(GZ)2)np — суммарный маховой момент всех вращающихся масс, приведенный к валу электродвигателя, кгс-м2; t — время разгона электродвигателя, сек.

В свою очередь, время разгона равно

а60j'p £ z

где (GD2) 5 =AgJ — маховой момент барабана, кгс-м2; (GD2) р — маховой момент ротора электродвигателя и муфт на быстро­ ходном валу, кгс-м2; 1 — момент инерции барабана; |f=9,81— ускорение силы тяжести, м/сек2.

Таким образом,

При одинаковых значениях скорости передвижения кабель­ ного барабана и линейной скорости наматываемого на барабан кабеля его натяжение минимально и определяется весом кабеля и силой трения его о ролики в кабелеподборщике. Конструкцией кабельных барабанов предусматривается совпадение этих скоро­ стей путем выбора соответствующего числа номинальных оборо­ тов электродвигателей барабанов и хода, а также подбором необходимого передаточного отношения редукторов. Однако точ­ ного совпадения линейных скоростей практически добиться не­ возможно не только из-за конструктивных параметров элемен­ тов кинематической связи, но и из-за колебаний диаметра кабеля по длине, неровностей почвы, по которой перемещается кабель­ ный барабан, отклонений от прямой линии трассы укладки ка­ беля и передвижения машины, а также изменения диаметра навивки на барабан при переходе с одного слоя на другой. Рас­ согласование скоростей приводит к изменению усилий в кабе­ ле— увеличению натяжения или ослаблению его. Происходящие при этом изменения момента сопротивления и вызывающие его причины приведены в табл. 30, а на рис. 48 показана схема дви­ жения кабеля и отклонение гирлянды с роликами кабелеподбор­ щика.

133

Т а б л и ц а 30

Характер изменения натяжения кабеля при наматывании (сматывании) на барабан

Рис. 48. Схема изменения положения кабеля при наматывании и сма­ тывании его с барабана:

п и п* — скорость вращения барабана; и к , ѵк 2— скорость движения кабеля; им , — скорость движения машины

134

При сматывании кабеля с барабана и увеличений его натя­ жения (положение /) следует увеличивать скорость вращения барабана, а при ослаблении (положение I I I ) — уменьшать; при наматывании кабеля на барабан в тех же положениях траверсы скорость барабана необходимо соответственно уменьшать и уве­ личивать.

Воздействие на схему управления приводом барабана для изменения скорости его вращения производится в зависимости от положения траверсы с роликами, которое определяется вели­ чиной усилия в кабеле. Из различных возможных регулирующих органов и способов изменения скорости барабана рассмотрим наиболее распространенные системы индивидуального электро­ привода барабанов, в качестве которого может быть исполь­ зован:

асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором и специальным дифференциальным редуктором;

то же, с электромагнитной муфтой; асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором

специального исполнения; асинхронный электродвигатель с фазным ротором;

два асинхронных электродвигателя с фазным ротором, соеди­ ненные в каскад;

электродвигатель постоянного тока с независимым возбуж­ дением и управлением по системе Г — Д;

репульсионный коллекторный электродвигатель. Асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором

может быть использован для привода барабана при условии применения специального дифференциального редуктора и экс­ центричной подвески его и электродвигателя на валу кабельного барабана. При этом электродвигатель всегда вращается в сто­ рону наматывания кабеля. Изменение вращения барабана и ре­ гулирование скорости в зависимости от натяжения кабеля про­ изводятся тормозным диском. Подробно работа такой системы описана в следующем параграфе, где приведено описание конструкции кабельного барабана навесного типа Донецкого машиностроительного завода, использующего подобный привод. Однако простота эксплуатации асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором не компенсирует сложности уст­ ройства эксцентричной подвески редуктора и трудности его изготовления. Поэтому подобная система не нашла широкого распространения.

В приводе с электромагнитной муфтой асинхронный электро­ двигатель с короткозамкнутым ротором также постоянно вклю­ чен в сторону наматывания кабеля. Ведущая часть муфты, уста­ навливаемой между барабаном и электродвигателем, вращается, как и он, с постоянной скоростью. Ведомая же часть вместе с барабаном вращается со скольжением, автоматически изменяю­ щимся таким образом, что натяжение кабеля остается в задан-

135.

Ііых пределах. При этом момент, развиваемой муфтой, поддер­ живается таким, что при движении кабельного барабана к приключательному пункту барабан вращается в сторону намотки, а при движении машины от прнключателыюго пункта муфта проскальзывает и обеспечивает возможность сматывания кабеля.

Асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором специального исполнения (с малым насыщением) работает по принципу пружины, развивая небольшой вращающий момент, соответствующий натяжению кабеля при неподвижном кабель­ ном барабане. При уменьшении натяжения кабеля момент электродвигателя будет больше момента, создаваемого натяже­ нием кабеля, и кабель будет наматываться на барабан. При уве­ личении натяжения кабеля ротор электродвигателя будет вра­

сложность изготовления электродвигателя специального испол­ нения.

Включение в ротор асинхронного электродвигателя привода барабана дополнительных сопротивлений позволяет изменять скорость его вращения в необходимых пределах. Такая система не требует особых пояснений. Пример ее использования приве­ ден при описании навесного кабельного барабана Новокрама­ торского машиностроительного завода. Недостатком схемы яв­ ляется ступенчатый характер регулирования.

В качестве привода могут быть также' использованы два асинхронных электродвигателя с фазным ротором, соединенные в каскад. При таком соединении электродвигателей обеспечи­ вается необходимый вращающий момент при наматывании ка­ беля и достаточный тормозной момент при его разматывании.

Для навесных кабельных барабанов экскаваторов с большим диапазоном изменения скорости (от 2 до 15 м/мин) применение описанных выше систем электропривода не дает желаемых ре­ зультатов, так как амплитуда перемещения траверсы недоста­ точна для регулирования скорости в требуемых пределах. Поэто­ му на некоторых многочерпаковых экскаваторах применяют электродвигатели постоянного тока, получающие питание от ге­ нератора ходового механизма по системе Г—Д.

Вывод электродвигателя на требуемую механическую харак­ теристику со скоростью вращения барабана, соответствующей скорости передвижения экскаватора, осуществляется одновре­ менно с изменением скорости ходовых электродвигателей. До­ полнительное регулирование скорости барабана в зависимости от изменения натяжения кабеля производят с помощью меха­ нической рычажной системы, связанной с траверсой кабелепод-

136