ИССЛЕДОВАНИЕ ПРИВОДОВ ГЛАВНЫХ МЕХАНИЗМОВ ЭКГ- 5А

студент, кафедра электропривода и АПП ТИ (ф) СВФУ,

студент, кафедра электропривода и АПП ТИ (ф) СВФУ,

канд. техн. наук, доцент ТИ (ф) СВФУ,

Актуальность данной работы заключается в том, что ЭКГ-5А является одним из наиболее часто используемых оборудований в горной промышленности. Эффективность эксплуатации экскаватора в большинстве влияет на основные технико-экономические показатели предприятия.

Целью данной работы является улучшение надежности и показателей качества работы ЭКГ-5А, путем модернизации главных механизмов приводов, а именно подъема и поворота.

Объектом в данной работе является ЭКГ – 5А.

ЭКГ-5А — электрическая карьерная полноповоротная механическая лопата на гусеничном ходу, которая предназначена для выемки и погрузки в транспортные средства вскрышных работ и полезных ископаемых. Главным образом применяются в карьерах, при открытых горных работах в угольной промышленности и при строительстве промышленных, гидротехнических и других сооружений. [3]

Предметом данной работы является исследование возможности улучшения надежности и показателей качества главных механизмов приводов ЭКГ-5А, таких как:

  • время переходного процесса;
  • снижение перерегулирования и колебательности;
  • астатизм.

Для получения информации была произведена работа с различными источниками, такие как учебная литература, техническая документация, интернет источники и т.п.

Подъемный механизм служит для подъема и опускания ковша. Механизм состоит из подъемной лебедки и канатов. Работа данного механизма осуществляется с помощью двигателя, который через муфту приводит в движение зубчатую пару, которая заключена в картере редуктора. Зубчатое колесо крепится на промежуточном валу, на одном конце которого закреплен тормозной шкив, при этом на втором конце шестерня, сцепленная с зубчатым колесом вала подъемной лебедки. К колесу непосредственно с помощью болтов прикреплен подъемный барабан, на котором в специальных отверстиях с помощью клиньев крепятся каждый из концов подъемного каната, пропущенные через верхние блоки стрелы и ковша. Подъем ковша производится при навивке каната на барабан, а опускание при свивке. Лебедка в свою очередь приводится в движение двумя электродвигателями, соединенными с редуктором двумя упругими муфтами. [2]

SHEIN Many GEO's

Механизм поворота осуществляет доставку ковша к месту разгрузки. Он состоит из двух идентичных агрегатов, вращение которых осуществляется отдельными двигателями, на нижнем конце вала двигателя установлена шестерня, которая сцепляется с зубчатым колесом, скрепленным на одном валу с шестерней. Шестерня в свою очередь через зубчатое колесо вращает вертикальный вал, на нижнем конце которого сидит шестерня, обегающая зубчатый венец, который закреплен на нижней раме. Зубчатые колеса и шестерни расположены в картере редуктора. В верхней части вала двигателя закреплен шкив тормоза механизма поворота. [2]

Поворотный механизм служит для поворота верхней платформы экскаватора и состоит из двух одинаковых агрегатов, в которых применяется общее электрогидравлическое и электрическое управление. Каждый из агрегатов приводится во вращение вертикальным двигателем с шестерней, которая установлена на конце вала и сцеплена с зубчатым колесом, посаженным на вал-шестерню. [2]

Для произведения экскаватором технологических операций рабочего цикла, требуется обеспечить перемещение ковша в плоскости, проходящей через ось стрелы и поворот платформы с помощью привода подъема. Вращательное движение платформы обеспечивает привод поворота.

Важным критерием эффективности при эксплуатации экскаватора является повышение его производительности. А производительность экскаватора, в свою очередь зависит от качества управления, рабочим циклом, который состоит из различных операций, а именно: копание; разгрузка и перенос порожнего ковша в забой к точке начала копания; перенос груженого ковша в точку разгрузки.

Указанные операции осуществляются при помощи главных электроприводов экскаватора, таких как: электропривод механизма подъема, электропривод механизмов напора и поворота платформы для экскаваторов с оборудованием механической лопаты.

Для приводов главных механизмов экскаватора, за исключением электропривода открывания днища ковша, принят реверсивный электропривод постоянного тока по системе генератор-двигатель (далее Г-Д), где генераторы имеют обмотки независимого возбуждения. [3]

Система Г-Д предназначена для широкого и плавного регулирования частоты вращения двигателя постоянного тока (далее ДПТ), где основным принципом работы является изменение приложенного к якорю двигателя напряжения при неизменном напряжении цепи возбуждения. Данная система состоит из ДПТ с независимым возбуждением, непосредственно связанным с рабочим механизмом (исполнительным двигателем). Питание осуществляется посредствам электрической энергии от генератора, который приводится во вращение двигателем. При системе Г-Д электрическая мощность сети преобразуется синхронным или асинхронным двигателем в механическую, а потом в электрическую мощность генератора, имеющего общий вал с двигателем.

Основными недостатками системы Г-Д постоянного тока являются относительно малый коэффициент полезного действия (далее КПД), дороговизна и громоздкость, которые определяются наличием в системе большого числа электрических машин.

Для устранения этих недостатков необходимо осуществить переход на систему тиристорный преобразователь – двигатель (далее ТП-Д), принцип действия которой основан на том, что ДПТ независимого возбуждения питается от тиристорного преобразователя. Система ТП-Д осуществляет непосредственное преобразование электрической энергии сети переменного тока в энергию постоянного тока, которая питает двигатель. Данная система обладает следующими достоинствами, такими как, высокое быстродействие, КПД не ниже 95%, большой срок службы, малые габариты, позволяет осуществлять плавное регулирование скорости, а также расширить диапазон регулирования скорости в замкнутых системах.

Важно отметить, что электропривод по системе Г-Д может использоваться для управления приводом поворота экскаватора, а привод по системе ТП-Д применяться для привода подъема, и наоборот.

Также для улучшения основных показателей качества необходимо произвести синтез корректирующего устройства и настроить систему автоматического управления (далее САУ) на технический оптимум, который позволит получить следующие показатели:

  • минимальное время регулирования (допустимое перерегулирование 5 %);
  • критическое затухание переходного процесса (допустимое перерегулирование 3 %);
  • приведение переходных характеристик САУ к характеристикам идеального фильтра;
  • максимальная степень устойчивости САУ. [1]

В качестве примера важности надежности и качества работы главных механизмов электроприводов ЭКГ-5А, можно привести пример участка СМНУ разреза «Нерюнгринский», где за четырех недельный период были проанализированы основные неисправности ЭКГ-5А, которые представлены на диаграмме.

Рисунок 1. Диаграмма основных неисправностей ЭКГ-5А

Проанализировав собранные данные, можно сделать вывод, что основные неисправности связаны с главными механизмами электроприводов, а больше всего с приводами механизмов подъема и поворота.

Исходя из выше изложенного, большую актуальность приобретает задача автоматизации процесса работы экскаватора, путем модернизации привода главных механизмов, которая позволит улучшить основные показатели качества и надежность его работы.

  1. Карякин А.Л., Носырев М.Б. Расчеты и моделирование САУ главных электроприводов одноковшовых экскаваторов: учебное пособие, 2009, 88 с.
  2. Курбатова О.А., Л.Г. Дроздова. Одноковшовые экскаваторы: конструкция, монтаж и ремонт: учебное пособие. Владивосток, изд. ДВГТУ, 2007, 235 с.
  3. Техническая документация по ЭКГ-5А.

Источник:http://sibac.info/studconf/tech/lx/90628