Что означает термин неуравновешенный подъем

Что означает термин неуравновешенный подъем

Эта статья была подготовлена Университетом Куинс шахтное проектирование для вики-страницы. Шахтные подъемные установки состоят из пяти основных компонентов: подъемной машины, подъемных сосудов, каната, копоровых шкивов, и копра. Каждый из этих компонентов требует более тщательного рассмотрения.

Виды подъемных установок

Подъемная машина расположена на некотором расстоянии от копровых шкивов. Это расстояние часто называют этажним углом. Канат обернута вокруг барабана. В общем, тали барабан считаются более гибкими, чем талей трения. Они считаются более гибкими с точки зрения использования, так как они могут работать только в одном отсеке, они могут легко производить из многих уровней шахты, и они могут быть использованы как для шахтных стволов и производственных операций. Другие преимущества лебедок барабана включают в себя отсутствие баланса канатов, необходимых и отсутствие механизмов контроля скольжения требуется.

Одноканатная (уравновешенный подъем)

Сбалансированные одиночные тали барабан имеют один канат обмоткой из верхней части барабана и одну обмотку на нижней стороне барабана. Эта конфигурация веревка, что дает эта настройка меню ‘сбалансирован’ имя. Этот тип лебедка хорош для двух скипов, работающих на том же уровне или на клетке и противовеса из нескольких уровней. [2]

Рисунок 1 – Одноканатная (уравновешенный подъем)

Одноцилиндровый (несимметричный)

Этот тип лебедка очень проста и имеет только один перевозочного прикрепленный к одной веревке. Эта установка является чрезвычайно энергоемким по сравнению с другими барабанных установках.

Рисунок 2 – Одноканатная Одноцилиндровый (несимметричный)

Одноканатная (несимметричная)

Этот тип лебедка очень проста и имеет только один перевозочного прикрепленный к одной веревке. Эта установка является чрезвычайно энергоемким по сравнению с другими барабанных установках.

Рисунок 3 – Одноканатная (неуравновешенный подъем)

Двойной барабан (один зажат)

Двойная установка барабана с одним барабаном, зажатой очень полезно. Он очень эффективен, когда требуется несколько Подъемно уровень. Корректировки могут быть сделаны после установки, чтобы изменить длину каната и позволяют любой веревки растяжения.

Двойной барабан (оба зажаты)

Двойная установка барабана, где схватился обе барабаны тоже очень полезно. Эта установка хороша для операций, где перевозочных управляются в каждом отделении вала независимо друг от друга. Эта установка обычно используется для шахтных стволов операций.

Рисунок 4 – Двойной барабан (оба зажаты)

Подъемная машина Блэра

Подъемная машина Блэра на сегодняшний день является самой сложной планировкой. В этой установке есть каждый из которых разделены два барабана. В то время как повышенная сложность этой системы делают проблемы с техническим обслуживанием более серьезным оно имеет свои преимущества. Эта установка имеет возможность запуска четырех отсеков независимо друг от друга. Существует одна веревка в каждом из отсеков, и каждая используется для одного перевозочного средства. Эта установка значительно увеличена емкость и может нести большие нагрузки на глубине, чем любой другой установки.

Рисунок 5 – Подъемная машина Блэра

Шкив трения

Шкивы трения являются вторым основным типом подъемника. Вместо того, чтобы барабан, расположенный на некотором расстоянии для вала, как и в барабане подъема, барабан находится непосредственно над самим валом. Веревка проходит через колесо во время подъемных операций. Этот тип подъемника является синонимом низкой первоначальной стоимости капитала и высокой надежностью. В ходе операций, которые используют этот тип направляющих Канатная таль часто используются. Малая инерционность и балансовые канаты, которые идут от нижней части транспортировки снизить требования к мощности. Этот тип перевозочного использует только одну камеру. Колесо в верхней части вала с канавками, чтобы держать веревку на месте. Колесо выстлана высокой поверхности трения, чтобы противостоять скользя, как веревка не крепится к колесу в любой точке. Этот тип подъемника характеризуется кнопочный лифта чувствовать. В то время как не существует различных различных типа трения тали есть одно изменение, которое может быть сделано. Количество тросов, проходящих через колесо может быть увеличена. В общем, чем глубже подъемный идет тем больше веревки требуется.

Источник

Основные конструкции современных типов подъемных установок. Расположение подъемных машин относительно ствола

Шахтная подъемная установка – основной транспортный комплекс, который связывает подземную часть шахты (рудника) с поверхностью, предназначена для выдачи на поверхность полезных ископаемых и получаемой при проходке горных выработок породы, спуска и подъема людей, транспортирования горношахтного оборудования и материалов, а также осмотра армировки и крепления ствола шахты.

Подъемная установка состоит из подъемного оборудования и горнотехнических сооружений. К подъемному оборудованию относятся подъемная машина с приводом, канаты, копровые и отклоняющие шкивы, подвесные и прицепные устройства, парашюты, подъемные сосуды, посадочные устройства для клетей, загрузочные и разгрузочные устройства.

По назначению существуют главные, вспомогательные, аварийно-ремонтные и проходческие подъемные установки. Также ШПУ классифицируются по высоте подъема, расположению относительно земной поверхности, углу наклона ствола, типу и количеству подъемных сосудов, типу органа навивки, степени уравновешенности, типу электропривода, режиму управления.

Главные подъемные установки предназначены для выдачи полезного ископаемого; обычно это двухскиповые установки со скипами различной грузоподъемности. Вспомогательные – (людские, грузолюдские или грузовые) предназначены для подъема и спуска людей, материалов и оборудования. В зависимости от количества стволов на шахте и загруженности подъема они оборудуются двумя клетями или клетью с противовесом. Аварийно-ремонтные подъемы – подъемы, которыми оборудуются фланговые вентиляционные и воздухоподающие стволы, оборудованные одной подъемной установкой, на случай аварии на ШПУ или застревании подъемных сосудов в стволе. Проходческий подъем оборудуется бадьей, которая движется в стволе по специальным канатным направляющим.

Подъемные установки классифицируют по:

высоте подъема для шахт: неглубоких — до 500 м;

средней глубины — от 500 до 1000 м;

глубоких от 1000 до 1500 м;

сверхглубоких — более 1500 м;

главные — для подъема полезного ископаемого;

вспомогательные — для спуска-подъема людей и транспортирования различных грузов (породы, оборудования, материалов), причем они могут быть людские, грузовые и грузолюдские;

проходческие— для транспортирования грузов и людей при проходке и углубке стволов шахт;

ориентировке пути транспорта:

типу подъемных сосудов:

с бадьями, с неопрокидными клетями, со скипами, с опрокидными клетями;

типу органов для навивки подъемного каната: с органами навивки постоянного радиуса (цилиндрические барабаны, ведущие шкивы трения), с органами навивки переменного радиуса (бицилиндроконические барабаны и др.);

числу подъемных канатов: одноканатные, многоканатные;

уравновешиванию: неуравновешенные системы, уравновешенные системы (с уравновешивающим подвесным канатом при органах навивки постоянного радиуса, с органами навивки переменного радиуса);

типу электропривода: с асинхронным электроприводом, с приводом постоянного тока

2. Способы статического уравновешивания подъемных систем и область их применения. Область рационального применения однососудных (с противовесом и без противовеса) и двухсосудных подъемных систем.

Установка с одно- или двухбарабанным органом навивки (рис. 25.2, а) снабжается двумя канатами, к концам которых наве­шиваются два подъемных сосуда (или один сосуд ц противовес).

При вращении органа навивки подъемной машины один канат навивается и подвешенный к нему сосуд поднимается по стволу, а другой канат свивается с барабана и подвешенный к нему сосуд опускается. По окончании цикла, когда один сосуд будет поднят и разгружен, а второй опущен и загружен, подъемная машина реверсируется и сосуды начинают двигаться в противоположном направлении.

Вместо одного из подъемных сосудов может подвешиваться про­тивовес, и подъемная установка будет однососудной с противо­весом. Наличие двух концевых грузов и двух канатов, навиваемых на один или два барабана, приводимых в движение одним при­водным валом, обеспечивает уменьшение на него нагрузки за счет уравновешивания масс порожних. сосудов.

Для уравновешивания поднимаемых масс канатов в подъем­ных установках (рис. 25.2, б) часто применяют уравновешивающий канат 4, который своими концами подвешивается к днищам со­судов / и 2 (или сосуда и противовеса). Уравновешивающий канат часто называют хвостовым в отличие от канатов, к которым под­вешиваются подъемные сосуды (или противовес) и называющихся головными. Хвостовые канаты не являются несущими. Примене­ние уравновешивающих (хвостовых) канатов оправдано, начиная с глубины подъема 600 м и более.

3. Устройство скиповой подъемной установки. Основные узлы скиповой подъемной установки. Как определяется масса противовеса однососудной подъемной установки.

Наибольшее число подъемных установок имеет в качестве подъемного сосуда скипы (опрокидные или с донной разгрузкой), что определяется двумя причинами: напряженным режимом работы таких установок и относительной простотой алгоритма управления.

Источник

Шахтные подъемные установки

Подъемные установки служат для выдачи на поверхность добытого в шахте полезного ископаемого, породы, спуска и подъема людей, оборудова­ния и материалов.

Современная шахта оборудована несколькими подъемными установками – главными и вспомогательными.

Главные подъемные установки оборудуются подъемными сосудамискипами, предназначенными для транспортировки добытого полезного ископаемого.

Вспомогательные подъемные установки оборудованы подъемными сосуда­ми-клетями, предназначенными для спуска и подъема людей и различных гру­зов. Для подъема породы вспомогательная подъемная установка оборудуется скипами.

К шахтным подъемным установкам, как наиболее ответственному звену в цепи непрерывного транспортирования грузов от забоя до поверхности, предъяв­ляются требования безопасности, надежности и экономичности работы в тече­ние всего срока службы шахты. Современный шахтный подъемник при соблю­дении специально разработанных Правил Безопасности надежен и безопа­сен в эксплуатации, несмотря на высокие скорости движения подъемных сосудов (до 20 м/сек), большие движущиеся массы и сложную систему управления машиной.

Шахтные подъемные установки классифицируются следующим образом:

1. По назначению: а) главные – для подъема полезного ископаемого; б) вспомогательные – для подъема (спуска) людей и транспортирования раз­личных грузов (породы, оборудования, материалов), причем они могут быть людские, грузовые и грузо – людские; в) проходческие – при проходке и углубке стволов шахты.

2. По типу подъемных сосудов: а) клетевые; б) скиповые;

в) бадьевые; г) вагонеточные.

В зависимости от числа сосудов подъемные установки разделяются на двух – сосудные и однососудные с противовесом.

3. По типу органов навивки подъемного каната: а) с органами навивки постоянного радиуса (цилиндрические барабаны, шкивы трения); б) с органами навивки переменного радиуса (бицилиндроконические барабаны).

4. По числу подъемных канатов: а) одноканатные;

5. По наклону ствола: а) вертикальные; б) наклонные.

6. По степени уравновешенности подъемной системы: а) неуравновешен­ные (с цилиндрическими барабанами без уравновешивающего каната); б) ста­тически уравновешенные (с уравновешивающим канатом при органах навивки постоянного радиуса; с органами навивки переменного радиуса).

а – однобарабанной без уравновешивающего каната;

б – многоканатной со шкивом трения; в – двухбарабанной о уравновешивающим канатом; г – двухбарабанной для наклонных шах»

Рисунок 6.1 – Основные схемы шахтных подъемных установок

7. По высоте подъема: а) малой глубины – до 300 м; б) средней глубины – от 300 до 800 м; в) глубокие – от 800 до 1600 м; г) сверхглубокие – свыше 1600 м.

На современных шахтах могут применяться следующие принципиальные схемы работы подъемных установок:

а) при вращении органа навивки каната 3 однобарабанной или двухбара­банной подъемной машины один канат навивается и подвешенный к нему сосуд 1 поднимается по стволу. В это же время другой канат свивается с барабана и подвешенный к нему сосуд 2 опускается (рис. 6.1,а). После окончания цикла подъема, когда один подъемный сосуд будет разгружен, а другой загружен, направление вращения барабанов подъемной машины изменяется на обратное и сосуды будут двигаться в противоположном направлении.

Если вместо одного из сосудов к канату подвешивается противовес, то такой подъем называется однососудным с противовесом;

б) в подъемных установках со шкивами трения (многоканатные подъемные машины) канаты огибают канатодвижущий шкив 4. Усилия, необходимые для подъема сосудов, создаются за счет сил тре­ния между канатом и поверхностью ручьев вращающегося шкива (рис. 6.1, б).

Схема подъемной установки с двумя барабанами и уравновешивающим (хвостовым) канатом 5 показана на рис. 6.1, в.

Применение уравновешивающих кана­тов рекомендуется для шахт глубиной более 600 м.

Для наклонных шахт схема подъемной установки дана на рис. 6.1, г. Подъемные сосуды 6 передвигаются по рельсам, уложен­ным в стволе. Уравновешивающий канат для наклонных шахт не применяется.

Рассмотренные схемы в каждом конкрет­ном случае могут иметь свои особенности, не изменяющие принцип действия установки.

Рисунок 6.2 – Схема подъемной установки системы Блейера

Для подъема с больших глубин рекомен­дуется также установка системы Блейера, которая оборудуется четырьмя канатами (рис. 6.2). Подъемная установка состоит из двух барабанов 1 и 2, расположенных на параллельных валах и соединенных между собой редуктором 6. Каждый барабан имеет два участка, на которых размещается по одному канату 3. Пара канатов с каждого барабана при­крепляется к подъемному сосуду 5 через устройство 4, уравновешивающее их натяжение.

Шахтная подъемная установка состоит из горнотехнических сооружений и подъемного оборудования.

К горнотехническим сооружениям относятся:

а) надшахтные, состоящие из копра и приемного бункера, куда разгру­жаются подъемные сосуды. При клетевом подъеме, оборудованном неопрокид­ными клетями, вместо приемного бункера у копра сооружается надшахтное здание с приемными площадками и откаточными путями;

б) ствол шахты, оборудуемый расстрелами и укрепленными на них про­водниками (направляющими) для подъемных сосудов, а у наклонных шахт – рельсовыми путями;

в) околоствольные, которые для скипового подъема состоят из загрузочного бункера и камеры для опрокидывателя вагонеток, а для клетевого – из прием­ной площадки;

К подъемному оборудованию относятся: а) подъемные сосуды;

б) загру­зочные и разгрузочные устройства; в) подъемные канаты;

г) подъемные машины. Тип подъемной установки и связанных с ней горнотехнических сооруже­ний зависит от угла наклона ствола

или клети) и назначения подъема (грузо­вой, людской или грузо – людской).

Скиповая подъемная установка вер­тикальной шахты состоит из следующих основных частей (рис. 6.3): подъемной ма­шины 8, установленной в отдельном здании 9, расположенном на определен­ном расстоянии от ствола 3 шахты; подъемных сосудов – скипов, один из которых 11 находится под погрузкой, а второй 5 разгружается в приемный : бункер 4; подъемных канатов 7, на ко­торых подвешены подъемные сосуды; направляющих шкивов 6, расположен­ных в верхней части металлоконструк­ции копра 10.

Околоствольные сооружения таких установок состоят из камеры опрокиды­вателя 2 и загрузочного бункера 1 с затвором.

Скипы в стволе движутся по на­правляющим, представляющим собой де­ревянные брусья, стальные канаты или металлические рельсы, уложенные по всей высоте ствола.

Рисунок 6.3 – Схема скиповой подъемной установки вертикальной шахты

В подъемной установке наклонной шахты скипы 1 движутся в стволе 4 по рельсам, уложенным по всей длине ствола, и по наклонной эстакаде 5 (рис. 6.4). На эстакаде крепятся разгрузоч­ные кривые, с помощью которых скипы разгружаются в бункер 6, и шкивы 7, служащие для направления подъемных канатов 8 от наклонной эстакады к подъ­емной машине 9, установленной в здании 10. Загрузка скипов происходит через бункер 2 из камеры опрокидывателя 3.

Рисунок 6.4 – Схема скиповой подъемной установки наклонной шахты

Клетевые подъемные установки поднимают груз при помощи подъемных сосудов – клетей 6, в которые вкатываются груженые вагонетки и стопорятся специальными стопорными устройствами (рис. 6.5). Клеть вместе с груженой вагонеткой движется в стволе 7 при помощи подъемной машины 2, располо­женной в здании 1, подъемных канатов 3, которые переброшены через направ­ляющие шкивы 4, установленные в верхней части копра 5.

Рисунок 6.5 – Схема клетевой шахтной подъемной установки

После остановки поднимаемой клети на уровне верхней приемной площадки груженая вагонетка выкатывается из клети, а клеть загружается порожней вагонеткой.

Рассмотренные схемы характерны для машин барабанного типа.

Многоканатные подъемные машины со шкивами трения устанавливаются непосредст­венно на башенном копре, расположенном над стволом 1 и представляющем собой желе­зобетонное сооружение высотой 50 – 100 м (рис. 6.6). Башенный копер 7 имеет несколько этажей. В верхних этажах поме­щается подъемная машина со шкивом трения 5, электродвигателем 8 и электри­ческим оборудованием подъема.

В нижних этажах помещаются приемный бункер 9 и оборудование разгру­зочной станции. Скип 2, подвешенный на канатах 3 при помощи уравнитель­ных устройств (служащих для выравнивания натяжений между канатами;, показан в процессе разгрузки. Копер снабжен мостовым краном 6 для монтажа оборудования и лифтом 4 для перемещения обслуживающего персонала.

Рисунок 6.5 – Схема скиповой подъемной установки с многоканатной машиной на копре

Источник

Доступные файлы (14):

vsdn5.vsdn6.docx129kb.22.12.2010 03:12скачатьn7.doc5465kb.22.12.2010 14:31скачатьn8.xpsn9.xpsn10.xpsn11.xpsn12.xpsn13.xpsn14.bak

n7.doc

Министерство образования и науки Украины

Донецкий национальный технический университет

Кафедра ГЭА им. Р.М. Лейбова

Тема: «Разработка устройства весовой загрузки скипа»

Пояснительная записка к курсовому проекту по дисциплине

«Технические средства автоматизации»

студент гр. АУП – 07а ___________ С. В.Задума

доцент кафедры ГЭА _______________А. С. Оголобченко

к курсовому проекту по дисциплине

“Технические средства автоматизации”
Студента Задумы Сергея Вячеславовича, группа АУП-07а
Наименование технического объекта Шахтный скиповой многоканатный неуравновешенный подъем

Наименование базовой аппаратуры или аппаратуры автоматизации

Литературный источник: Гребнев В.В.- «Микроконтроллеры семейства AVR фирмы Atmel».- М.: ИП РадиоСофт, 2002-176 с,

Ерохин И. И.- Основы цифровой техники и программирование микроконтроллеров автоматики, конспект лекций.- Донецк: ДонГТУ, 2001 г.-53с
Дата выдачи задания “____” _______________2010 г.

Время сдачи студентом

законченного проекта “____” _______________2010 г.
Задание приняла на выполнение Задума С.В.

Задание выдал и утвердил преподаватель _____________ Оголобченко А.С.

Цель работы – разработка устройства весовой загрузки скипа для увеличения производительности данной установки и предприятия в целом, а также улучшения технико-экономических показателей.

В данной работе охарактеризован технологический объект, на котором устанавливается разработанное средство измерения, рассмотрен технологический процесс и система автоматического управления (регули­рования) этим процессом. Проведен анализ существующих методов измерения и впоследствии выбран наиболее подходящий метод измерения контролируемого параметра с учетом его достоинств и недостатков.

Разработаны структурная и функциональная схемы устройства, принципиальная электрическая схема, печатная плата и алгоритм функционирования устройства загрузки скипа по весу.

СКИП, ТЕНЗОДАТЧИК, КОМПАРАТОР, МАССА, АЛГОРИТМ, АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ(АЦП),СИГНАЛ, ИСКРОБЕЗОПАСНОСТЬ, ПИТАЮЩЕЕ НАПРЯЖЕНИЕ.

Введение

Шахтный подъем является наиболее важным процессом в технологической це­пи добычи угля. Являясь транспортом с канатной тягой, подъем относится к дискретному (прерывному) виду транспорта, когда доставка груза в конкретный пункт осуществляется порциями лимитированного объема по массе [1]. Перегрузка данного транспорта приводит к уменьшению срока службы каната и всей установки в целом, недогруз же снижает эффективность данного транспорта. Поэтому невозможно переоценить значение автоматизации этого объекта для горной промышленности. Современные средства автоматизации позволяют повысить надежность и долговечность оборудования, увеличить производительность, уменьшить расход энергии, оптимально отрабатывать заданную диаграмму скорости без аварийных бросков тока и момента привода, разрушающе действующих на оборудование подъема, обеспечить полный контроль за всеми необходимыми параметрами, влияющими на рабочее состояние установки, и соответствующую реакцию на их изменения.

Наиболее рациональными с этой точки зрения являются многоконтурные системы с подчиненным регулированием параметров. Такие системы предусматривают разнообразные обратные связи, позволяющие отслеживать анормальные изменения контролируемых параметров и вести управление в соответствии с полученной информацией. Обратные связи предусматривают наличие устройств, преобразующие контролируемый параметр в сигнал, используемый в системе управления. Обратной связью в данном случае будет вес скипа с горной массой

В системе управления шахтной подъемной установкой вес является одним из главных параметров. Поэтому к точности воспроизведения веса предъявляются соответствующие требования. Преобразователь должен иметь линейную характеристику, насколько возможно меньшую погрешность воспроизведения веса, обладать определенным быстродействием.
1 Краткая характеристика объекта и описание аппаратуры, принятой для его автоматизации

Общее устройство и принцип действия

Рисунок 1.1 – Шахтная подъемная установка

1-загрузочный бункер и дозатор, 2-камера опрокидывания, 3-ствол, 4-приемный бункер, 5-верхний сосуд, 6-направляющие шкивы; 8 – барабаны подъёмной машины; 9 –здание подъемной машины; 10-надшахтный копер

На рис. 1.1 приведена схема простейшей шахтной подъёмной установки, оборудованной неопрокидными скипами. Как видно из схемы, при работе двигателя вращаются сидящие на одном валу барабаны 8 подъёмной машины. При этом при вращении барабанов по часовой стрелке подходящий к барабану сверху канат, на котором подвешена нижняя клеть 11, будет навиваться на барабан, а другой, идущий от барабана снизу канат, на котором подвешена верхняя клеть 5, будет свиваться с барабана. Таким образом клеть 11 будет подыматься, а клеть 5-опускаться.[1]

Оcобое место среди установок шахтного подъёма занимают многоканатные подъёмные машины.

Многоканатные подъёмные машины

Многоканатные подъёмные машины так же, как и одноканатные машины со шкивами трения, основаны на принципе использования сил трения, развивающихся между канатами и футеровкой ведущих шкивов. Разница заключается в том, что в одноканатных подъёмных установках со шкивами трения подъёмные сосуды крепят к одному канату, перекинутому через шкив трения подъёмной машины, а в многоканатных установках – к нескольким канатам, перекинутым через общий многоручейный шкив трения.

Применение нескольких канатов вместо одного ведет к значительному уменьшению диаметра приводного шкива машины, к упрощению или полному упразднению редукторов, уменьшается также и общая масса машины, а, следовательно, и стоимость.

Многоканатные машины применяют для двухскиповых или двухклетевых подъёмов, а также для однососудных подъёмов с противовесом, применяемых, в частности, при одновременном обслуживании нескольких горизонтов. При этом упрощается схема автоматизации, уменьшается влияние вытяжки канатов на работу подъёма и повышается запас на нескольжение канатов по приводным шкивам, что особенно важно для шахт небольшой глубины. Многоканатные машины устанавливают на башенных копрах, сооружаемых непосредственно над стволами шахт.

Многоканатные подъёмные машины наиболее широко применяются в Украине, России, Швеции, Германии, Англии, Канаде и Южной Африке. Техническая характеристика и устройство машин в разных странах существенно различаются. Некоторые отдельные многоканатные подъёмные машины имеют оригинальные узлы и компоновку, учитывающие осбенности конкретной шахты.

Остановимся на автоматизации многоканатной скиповой установки как наиболее распространенной подъемной установке.

Рисунок1.2-Структурная схема автоматизации процесса

загрузки скипа по весу

Условные обозначения на рисунке 1.2

ПГД- пульт горного диспетчера

1-загружаемая в скип горная масса

2- информация о весе скипа с горной массой

3- управление шибером бункера

4-информация горному диспетчеру о состоянии загрузки скипа
Описание процесса загрузки горной массы в скип

Скип С, становится на шипы с тензодатчиками веса, и аппарат АВЗС, получив сигнал о прибытии порожнего скипа, дает команду на открытие шибера Ш бункера-питателя Б. Начинается загрузка скипа. Информация о загрузке подается на аппарат, и при полной загрузке скипа дается команда на закрытие шибера Ш. Информация о полной загрузке скипа подается на пульт горного диспетчера ПГД.
2 Рассмотрение существующих решений при построении блока весовой загрузки скипа
Дозирующие устройства работают по принципу весовой или объемной дозировки горной массы.

Оборудование для объемного дозирования проще по устройству, но точность его работы ниже, чем у весовых дозаторов, так как в этом случае сказывается влияние изменения плотности материала.

Блоки контроля весовой загрузки

Среди существующих решений выделим блок КДС и КРС.

Комплекс аппратуры КДС[3]

Предназначен для автоматизации загрузки по весу дозирующих устройств скиповых шахтных подъемных установок и применяется в комплекте с загрузочными устройствами, оборудованными промежуточными бункерами-дозаторами с питателями любого типа. Комплекс состоит из двух чувствительных элементов ДДС с тензоизмерительным датчиком ТПА и электронный блок АДС, в который входит линейный усилитель сигналов тензодатчика и пороговое устройство с регулируемыми уставками срабатывания и отпускания реле (Рисунок 2.1).

Рисунок 2.1-принципиальная схема аппаратуры КДС

Усилитель преобразования состоит из магнитного и транзисторного каскада. Магнитный выполнен по двухтактной двухполупериодной схеме с глубоким насыщением и положительной ОС, обеспечивая гальваническую развязку входных и выходных цепей в прямом тракте преобразования. Отрицательная ОС в преобразователе выполнена также с помощью магнитного усилителя для обеспечения гальванической развязки входных и выходных цепей. Она обеспечивает получение стабильных характеристик преобразователя.

В качестве порогового устройства использован нуль-орган на базе балансного диодно-регенеративного компаратора с регулируемым сигналом на опорном входе. Питание схемы- от силового трансформатора.

Комплекс снабжен элементами верхнего и нижнего уровней срабатывания, сигнальными лампочками и индикаторами степени загрузки дозировочных бункеров, устройством контроля целостности линий связи, которые облегчают оценку состояния комплекса и его работоспособности.

При достижении номинальной нагрузки отрицательная ОС срабатывает, срывая колебания генератора ВЧ, транзистор Т3 открывается и включает реле Р1-отключение подачи угля. Обратно реле возвращается при разгрузке бункера или снятии скипа с датчиков веса при его движении.
Бесконтактный датчик загрузки (разгрузки)скипов КРС[4]

Принцип работы этого устройства основан на контроле натяжения каната подъемной установки и бесконтактной передачи сигнала о загрузке в аппарат управления(рисунок 2.2). Чувствительный элемент-датчик веса на Ш- образном ферритовом сердечнике, прикрепленном к рессоре 1, и резонансной рамки 2(Рисунок 2.2).

Рисунок 2.2-расположение чувствительного элемента датчика.
Рессора хомутами крепится к канату у прицепного устройства скипа. Для передачи силы натяжения каната используется специальный упор на рессоре. Перепад прогиба при груженом и порожнем скипе лежит в пределах 1,2-1,5 мм. На разгрузочных кривых устанавливается приемопередающая рамка 3из двух взаимно перпендикулярных катушек. Плоскости катушек располагаются под углом в 45° по отношению к плоскости резонансной рамки 2. Катушки приемопередающей рамки подключаются к аппарату управления4.

Электрическая принципиальная схема(рисунок 2.3) представляет собой резонансный контур из переменной индуктивности чувствительного элемента ВЭ, емкости С₃ и индуктивности катушки В резонансной рамки, взаимодействующей с катушками А и Б приемопередающей рамки.

Рисунок 2.3-принципиальная схема устройства КРС

При отсутствии скипа в разгрузочных кривых ЭДС взаимоиндукции в рамках А и Б равна 0. При подходе скипа на уровень разгрузки за счет прогиба рессоры общая индуктивность контура возрастает, и его колебания входят в резонанс с частотой генератора (6 кГц). В резонансной рамке А наводится ЭДС. ЭДС, наводимая в Б, вызывает срабатывание реле Р. После разгрузки пргиб уменьшится, и колебания контура станут отличными от 6 кГц. Реле выключится.

Стоит отметить, что и для задачи загрузки можно слегка изменить алгоритм работы КРС, если изначально настроить генератор частоты на значение, соответствующее колебанию рессоры с нулевым прогибом(например, 2 кГц). Тогда пустой скип, приходя на загрузку, заставит рамку за счет нулевого прогиба(Частота 2 кГц ) попасть в резонанс с генератором, и реле Р сработает, открыв шибер бункера-питателя. При загрузке скипа индуктивность за счет прогиба возрастет, а частота колебаний рессоры станет выше 2 кГц, что и обесточит связанное с шибером бункера реле Р.

Из перечисленных способов измерения веса можно выделить наиболее подходящий метод с использованием тензорезистора, который обладает малыми габаритами и массой, может быть установлен в различных местах для произведения измерения, высокой чувствительностью, позволяет проводить измерения на удалении для промышленного мониторинга [5]. Однако применим в нашем устройстве микроконтроллер фирмы Atmel с возможностью программирования различных функций. Это дает нам способность перепрограммирования и совершенствования устройства без изменения его структурной схемы. Расчет будет произведен для блока гальванической развязки, стабилизации тока. Также наряду с алгоритмом будет приведена программа на ассемблере для данного устройства.
3.1 Разработка структурной и схемы устройства загрузки по весу
На основании вышеизложенных положений разработаем структурную и функциональную схемы устройства и его связи с внешними устройствами(датчики, аппараты).

Структурная схема связи устройства весовой загрузки с внешними устройствами представлена на рисунке 3.1.

Рисунок 3.1 – Структурная схема связей с устройством загрузки по весу горной массы в скип.
На рисунке 3.1 приняты следующие обозначения:

ДД1-первый дискретный датчик прибытия скипа

ДД2-второй дискретный датчик- открытие/закрытие шиберной заслонки

АВЗС- аппарат загрузки горной массы по весу

УТШ- устройство телемеханическое шахтное

ПШ- пускатель приводного двигателя шибера

ПУГД- пульт управления горного диспетчера

Структурная схема устройства загрузки по весу горной массы в скип

приведена на рисунке 3.2

Рисунок 3.2 – Структурная схема устройства загрузки по весу горной массы в скип
Для рисунка 3.2:

БСО- блок согласования входных сигналов

БСТ- блок стабилизации

БВК- блок выводных контактов

ПВИШ- пускатель двигателя электропривода шибера

УТШ- устройство телемеханическое шахтное
3.2 Разработка функциональной схемы аппаратуры АВЗС

Функциональная схема устройства устройства загрузки по весу горной массы в скип представлена на рисунке 3.3.

Рисунок 3.3- Функциональная схема устройства загрузки по весу горной массы в скип
Для гальванической развязки с микроконтроллером DD1 служат входные оптопары VU1, VU2 и операционный усилитель DA. Для питания схемы предусмотрен выпрямитель Z, фильтр Z и стабилизатор STU. Для выдачи внешних сигналов используют выходные оптопары VU3, VU4 и подсветку HL, HL.

Согласно разработанной структурной схеме составляем алгоритм работы устройства и описание принципа его работы. Алгоритм работы приведен на рисунке 3.3.

Рисунок 3.3 – Алгоритм работы устройства загрузки по весу горной массы в скип
Разрабатываемое устройство устройства загрузки по весу горной массы в скип имеет следующий принцип действия. После подачи сырья срабатывают тензодатчики, сигнал с которых поступает на АЦП микроконтроллера. Затем определяется масса сырья в скипе при помощи программы АЦП, после чего сигнал поступает на один из светодиодов, которые сигнализируют о количестве сырья и аварийных ситуациях. При полной загрузке скипа соответствующий сигнал может подаваться как на реле группового аппарата(пускателя), так и на пост диспетчера через устройство телемеханическое шахтное.

4. Разработка принципиальной электрической схемы устройства контроля веса
4.1 Проектирование принципиальной электрической схемы
В результате разработанных структурной и функциональной схем разрабатываем принципиальную электрическую схему устройства контроля веса скипа с горной массой.

Для согласования с датчиками веса используется двухвходовой, операционный усилитель. Таким образом, обеспечивается контроль веса в скипе и подается сигнал на вход микроконтроллера. Для выполнения основных функций управления используется микроконтроллер Atmel Mega 48. В качестве индикации, сигнализирующей наличие сырья в скипе, используются светодиоды. Принципиальная схема устройства контроля веса сырья в вагон-весах приведена на рисунке 4.1.

Рисунок 4.1 – Принципиальная электрическая схема устройства загрузки по весу горной массы в скип

Источник