Схеми змащення.

Лекція №13

Тема лекції: Силове обладнання.

План лекції

1. Види приводів і основні.

2. Класифікація і технічні характеристики електродвигунів.

3. Електрообладнання очисних комбайнів.

4. Вибухозахист електрообладнання очисних комбайнів.

Література

[1]. c. 129-146

1. Види приводів і основні.

В очистных комбайнах применяются следующие виды приводов: электрический, пневматический и гидравлический (водяная турбина для горных машин гидрошахт).Привод включает в себя, как правило, силовое оборудование (двигатель), передаточные механизмы (см. гл. 12), устройства для подвода энергии и управления приводом.

Электрический привод, работающий на переменном трехфазном электрическом токе, применяется почти повсеместно при разработке пологих и наклонных пластов. При разработке крутых пластов он применяется там, где это разрешается по условиям безопасности; в остальных случаях здесь применяется пневматическая энергия. Основным является напряжение 660 В и начат переход на напряжение 1140 В, что позво­ляет улучшить энергоснабжение очистных комбайнов и повысить их мощность. Широкое распространение электропривода в очистных комбайнах обусловлено его преимуществами: большой мощностью и высоким к. п. д.; компактностью; простотой канализации электроэнергии, а также управления электроприводом и его защиты; возможностью получения энергии из сети, питаемой централизованными мощными источниками энергии. Широко вошла в практику также гидрофикация электропривода. Электропривод, работающий на постоянном или выпрямленном переменном электрическом токе, в дополнение к указанным выше преимуществам, позволяет легко регулировать частоту вращения исполнительных органов. Однако его применение в очистных комбайнах еще не вышло из опытной стадии.

Пневматический привод в тех же габаритах имеет значительно меньшую мощность, невысокий к. п. д., более сложное и менее надежное управление. Г

Основные требования к электродвигателям очистных комбайнов заключаются в следующем. Электродвигатель должен быть рудничным, взрывозащищенным, трехфазным, асинхронным, короткозамкнутым. Это обеспечивает его максимальную простоту и надежность, а также возможность применения в шахтах, опасных по взрыву метана или угольной пыли.

А Электродвигатель должен иметь: номинальное напряжение 660 В с возможностью ез > переключения на 1140 В; для шахт, где еще сохранилось напряжение 380 В, должен быть предусмотрен вариант двигателя с рабочим напряжением 660/380 В; частоту вращения ротора, близкую к 1500 об/мин; небольшие габариты/ особенно по высоте, обеспечивающие возможность применения комбайнов в условиях тонких пластов; номинальную мощность как можно большей величины, так как она определяет наиболь­шую возможную сменную производительность комбайна; максимальный вращающий момент такой величины, какую может передать передаточный механизм, что необходимо для преодоления крепких включений в пласте; начальный пусковой момент, обес­печивающий надежный запуск очистного комбайна под нагрузкой; прочность корпуса, обеспечивающую передачу усилий от механизма перемещения к передаточному механизму, между которыми обычно расположен электродвигатель; каналы и камеры для прокладки питающих его проводов, а также циркуляционные каналы для среды, охлаждающей двигатель; пополнение смазки в подшипниках ротора без разборки электродвигателя.

2. Класифікація і технічні характеристики електродвигунів.

Электродвигатели очистных комбайнов классифицируются: по виду системы охлаждения — на три типа: ЭДК — необдуваемые (с внутренней циркуляцией воздуха); ЭДКО — с наружным обдувом; ЭК.В — с водяным охлаждением (расшифровка обозначний следующая: Э — электрический; Д — двигатель; К — комбайновый; О — обдуваемый, с воздушным охлаждением; В — с водяным охлаждением);

по высоте корпуса, измеренной в дециметрах без учета местных выступов на нем, — на три габарита: 3,5; 4 и 5;

по ширине корпуса — на нормальные и узкие. У первых ширина корпуса составляет 720—780 мм, у вторых 400—506 мм.

В маркировке электродвигателя, например, ЭКВ4-160-2У5, вначале указывают его тип и габарит по высоте, а затем, после тире, проставляют его мощность; после второго тире — порядковый номер модернизации, а в некоторых случаях и группу климатического исполнения У5.

Технические характеристики современных комбайновых электродвигателей приведены в табл. 14.1.

Номинальная мощность электродвигателя — это наибольшая полезная механическая мощность на его валу, которую он способен отдавать, не перегреваясь/У электродвигателей выемочных машин допустимая температура корпуса равна 100 °С, обмоток статора — 155 °С; при кремнийорганической изоляции класса Н допускаемый нагрев обмоток до 180 °С.

Режим работы приводов выемочных машин отличается значительной неравномерностью нагрузки, частыми перерывами в работе, что обусловливает большое число включений двигателя в час и вследствие этого быстрый его нагрев и перегрев, что крайне нежелательно. Температурный режим работы двигателя явтяется одним из основных критериев.

По нагреву двигателей различают три основных режима работы:

1. Продолжительный или длительный (условное обозначение Si), когда в течение продолжительного рабочего периода температура двигателя достигает установившегося значения, при котором двигатель может работать неограниченное время.

2. Кратковременный (S2 = 60 мин), когда двигатель работает ограниченное время, в течение которого его температура не успевает достигнуть установившегося значения, а паузы настолько длительны, что двигатель успевает охладиться до температуры окружающей среды; в режиме S2 = 60 мин обмотка статора нагревается до предельной температуры в течение 60 мин.

Повторно-кратковременный(84=60мин)

характеризуется тем, что электродвигатель включается и выклю чается периодически. Отношение продолжительности пребывания во включенном состоянии к продолжительности цикла называется продолжительностью включения ПВ и выражается в процентах (ПВ = 60 %). Этот режим наиболее близок к реальному режиму работы очистного комбайна.

Номинальная мощность электродвигателя в режиме Si называется его продолжительной мощностью, а номинальная мощность в режиме S2 = 60 мин часовой мощностью.

Помимо мощности важнейшей характеристикой двигателя является зависимость максимального крутящего момента от скольжения ротора электродвигателя М = / (S), которая называется механической характеристикой электродвигателя. Величина скольжения S (%) определяется по формуле

Механические характеристики серийных электродвигателей при номинальном напряжении на их зажимах приведены на. рис. 14.1. В режиме холостого хода имеем

В этом режиме нагрузка на валу электродвигателя почти равна нулю и его ротор вращается практически синхронно с магнитным полем статора. Ток, потребляемый двигателем в режиме холостого хода, определяется потерями энергии в обмотках статора и опорах ротора — потерями холостого хода.

Начальная часть характеристики у всех комбайновых электродвигателей очень крутая — жесткая. Номинальному вращающему моменту и, таким образом, номинальной мощности соответствует скольжение, равное 1—4 %, в зависимости от типа электродвигателя. Максимальный крутящий момент Мтах имеет место при скольжении, равном 10—15 %, в зависимости от типа электродвигателя. Максимальный крутящий момент больше номинального момента в 2—3 раза. При последующем увеличении скольжения вращающий момент на валу двигателя убывает. При нагрузке, которая больше максимального вращающего момента, скольжение дви

Скольжению 100 % соответствует также запуск электродвигателя. При этом пусковой ток и начальный пусковой крутящий момент Млус имеют ту же величину, что и при опрокидывании, однако параметры электродвигателя при скольжении 100 % получили свое название именно по пусковому режиму, как значительно часто встречающемуся Пусковой ток в 2—3 раза превышает номинальный; начальный пусковой вращающий момент составляет 75—85 % от максимального вращающего момента.

Ток, потребляемый электродвигателем при работе в продолжительном режиме (Si), а также пусковой ток характеризуют токовые нагрузки, по которым должны выбираться кабель и пусковая электроаппаратура, а также настраиваться защитные устройства. 'Номинальное напряжение — это то расчетное напряжение, при котором определяются стендовые характеристики электродвигателя/В реальных условиях в процессе выемки угля допускается падение напряжения на зажимах электродвигателя, не более чем на 5 % и не более чем на 20 % при запуске электродвигателя.

В шахтной сети на зажимах двигателя, как правило, напряжение ниже номинального. Падение напряжения происходит, главным образом, в кабелях, соединяющих комбайн с передвижной подстанцией. Так как вращающий момент пропорционален квадрату напряжения, то действительные значения моментов, развиваемые двигателем в условиях шахтной сети, оказываются меньше значений, измеренных при номинальном напряжении. Для эффективного использования двигателей выемочных машин необходимо применение более высокого напряжения — 1140 В.

3. Електрообладнання очисних комбайнів.

Для примера рассмотрим /электрооборудование комбайна 1ГШ68, в состав которого входят (рис. 14.5): автоматический фидерный выключатель типа АФВД-2БК для дистанционного аварийного отключения комбайна, предохранительной лебедки и насосной установки; магнитный пускатель типа ПВИ-320 для оперативного управления комбайном; магнитный реверсивный пускатель типа ПМВИР-41 для управления предохранительной лебедкой; магнитный пускатель типа ПМВИ-13М для управления насосной установкой; асинхронный короткозамкнутый электродвигатель Ml типа ВА062-44 мощностью 17 кВ для привода предохранительной лебедки типа 1ЛП; асинхронный коротко-замкнутый электродвигатель М2 типа ВА072-2 мощностью

В однодвигательных очистных комбайнах для реверсирования и фиксированного выключения электродвигателя применяется комбайновый реверсивный выключатель ВРК2. Включение комбайна осуществляется пускателем ПВИ-320 только после подачи по лаве предупредительного сигнала. Этот сигнал подается в течение 6 с после нажатия кнопки «Пуск» с помощью аппаратуры управления и громкоговорящей связи по лаве типа АУС. С блоком БУПС этой аппаратуры соединены пускатели ПВИ-320 и ПМВИ-13М, а с блоком СГС связан фидерный выключатель АФВД-2БК.

Включившись, пускатель ПВИ-320 подает напряжение на зажимы только двигателя МЗ, который запускается первым. Через 2—4 с включаются контакторы КНХ и КНг, которые запускают второй двигатель М4.

Одновременно с пускателем ПВИ-320 комбайна включается пускатель ПМВИ-13М, который запускает двигатель М2 насосной установки, обеспечивая подачу воды в оросительную систему комбайна в момент начала разрушения угля.

Пускатель ПМВИР-41 предохранительной лебедки включается одновременно с включением механизма перемещения комбайна. При этом направление вращения предохранительной лебедки автоматически согласуется с направлением движения ком­байна.

Оперативное выключение пускателей комбайна и его вспомогательных устройств происходит при нажатии кнопки «Стоп» на пульте управления комбайном. При выключении пускателей их рукоятками дистанционное включение каких-либо двигателей невозможно.

Аварийное выключение всего электрооборудования комбайна, а также конвейера может быть произведено с помощью кнопки «Стоп аварийный» на пульте управления комбайном или такой же кнопкой на любом посту аппаратуры АУС в лаве.

Эти кнопки вызывают отключение фидерного выключателя АФВД-2БК комбайна и через реле ИКС-2 такого же фидерного выключателя конвейера. Последующее включение выключателей производится только с помощью их рукояток. Разъем штепсельный РШВС-320 (рис. 14.6) состоит из двух основных частей: штепсельной вилки 4, закрепленной в расточке корпуса комбайна, и штепсельной розетки /, присоединенной к жилам гибкого кабеля, питающего комбайн. Когда розетка / вставлена и закреплена в вилке 4, кабель присоединен к комбайну, когда она отделена от вилки 4 — кабель отсоединен.

Жилы кабеля соединяются с соответствующими проводами на машине с помощью семи штырей на вилке 4, которые входят в гнезда розетки /. Три штыря 5 и их гнезда соединяют силовые цепи, три штыря 6 и их гнезда — цепи управления, а с помощью штыря 7 и его гнезда комбайн присоединяется к заземляющей жиле кабеля. Штыри и гнезда установлены в вилке 4 и розетке 1 неподвижно и имеют на своих концах зажимы для крепления проводов и жил кабеля. Силовые контактные штыри имеют большую длину, чем штыри цепей управления. Поэтому силовые штыри и гнезда размыкаются позже и соединяются раньше штырей и гнезд в цепях управления, размыкание которых вызывает отключение пускателя комбайна. Правильное взаимное положение розетки / и вилки 4 муфты обеспечивается направляющим штифтом 3, который взаимодействует со шпоночным пазом на розетке 1. Первоначальная ориентация розетки / при ее установке происходит при помощи направляющего выступа 8, скользящего вдоль штифта на корпусе электроблока.

Штепсельная розетка 1 задвигается и вытягивается из штепсельной вилки с помощью круглой накидной гайки 2. Она же обеспечивает механическую прочность соединения розетки 1 с вилкой 4, а также необходимую выдержку при их рассоединении. Для того чтобы кабель нельзя было вырвать из муфты, он зажимается г раструбе розетки с помощью поперечной планки 10, установленной в пазу раструба на болтах. Раструб болтами прикреплен к розетке / и сжимает при этом резиновое кольцо 9, уплотняющее кабель.

/ Выключатель реверсивный комбайновый ВРК2 (рис. 14.7) обеспечивает аварийное отключение комбайна при отказе дистанционного управления пускателем./ Кроме того, выключатель ВРК2 позволяет реверсировать исполнительный орган комбайна и создает видимый по положению его рукоятки разрыв силовых цепей, обеспечивающий безопасность обслуживания комбайна. Выключатель ВРК2 имеет три перекидных контакта, которые могут находиться в трех положениях: в нейтральном, в котором все три фазы разорваны, и в двух рабочих — «Включено вперед»

Рис. 14.7. Выключатель реверсивный комбайновый ВРК2

и «Включено назад». Перекидные контакты управляются с помощью валика /, который одновременно воздействует на блок-контакты 4, управляющие пускателем комбайна, Блок-контакты производят опережающее выключение пускателя при отключении комбайна и позволяют включить пускатель только после того, как замкнутся перекидные контакты выключателя. Последние заключены в дугостойкий корпус с искрогасящими вставками. Разрыв перекидных контактов под нагрузкой защищает от электрической дуги расположенные рядом с выключателем устройства, а также ускоряет гашение дуги. Контакты выключателя перебрасываются пружинным механизмом, который ускоряет разрыв электрической дуги.

Верхние зажимы 2 выключателя ВРК2 предназначены для крепления сетевых проводов, нижние зажимы 3 — для крепления концов обмотки статора. Выключатель из одного крайнего положения в другое должен переключаться с выдержкой в нейтральном положении. Эта выдержка обеспечивается тем, что перед поворотом рукоятки в другую сторону ее необходимо предварительно переместить вдоль оси на некоторую величину.

4. Вибухозахист електрообладнання очисних комбайнів.

Очистные комбайны эксплуатируются в условиях шахтной атмосферы, которая содержит метан и угольную пыль. Содержание последних может достигать опасной концентрации, при которой возможен взрыв, угрожающий безопасности обслужи­вающего персонала. Взрыв смеси метана или угольной пыли с воздухом происходит только при ее поджигании. Источником поджигания этой смеси может быть любой источник тепла, температура которого превышает 200 °С, — электрические дуги, искры, пламя, нагретые до опасной температуры части оборудования и т. п.

Таким образом, чтобы избежать взрыва, необходимо:

1) строгое соблюдение пылегазового режима, не допускающего взрывоопасной концентрации метана и угольной пыли ъ шахтной атмосфере;

2)зрывобезопасное исполнение всего электрооборудования и тщательный контроль за его исправным состоянием.

В горных машинах может применяться только рудничное взрывозащищенное электрооборудование. Оно отличается тем, что источники поджигания взрывобезопасной окружающей среды в нем либо отсутствуют, либо так изолированы, что не могут ее поджечь. В зависимости от надежности его взрывозащиты, рудничному оборудованию присваиваются следующие уровни: РП (повышенной надежности для негазовых шахт), РВ (для шахт, опасных по газу или пыли), РО(для шахт, опасных, кроме этого, по внезапным выбросам угля и газа).

Взрывозащищенность рудничного электрооборудования обеспечивается специальными средствами, из которых в электрооборудовании очистных комбайнов распространение получили взрывонепроницаемая оболочка и искробезопасная электрическая цепь. "» Взрывонепроницаемая оболочка изолирует находящееся внутри нее электрооборудование от взрывоопасной окружающей среды и тем самым обеспечивает уровень взрывозащиты РВ; она должна отвечать следующим основным требованиям: оболочка не должна разрушаться или деформироваться взрывом скопившейся внутри нее взрывоопасной газопылевоздушной смеси; стенки оболочки должны быть плотными и не должны пропускать продукты указанного выше взрыва; подвижные и неподвижные соединень.1 частей оболочки должны иметь такой зазор между соединяемыми поверхностями и такую длину, которые обеспечивали бы охлаждение до безопасной температуры продуктов взрыва, выходящих через соединения оболочки во взрывоопасную среду.

Качество каждой взрывонепроницаемой оболочки гарантируется ее заводом-изготовителем. С этой целью каждая оболочка проходит на заводе специальный контроль, во время которого проверяются:

соблюдение установленных размеров и качество поверхностей, образующих подвижные и неподвижные соединения частей оболочки;

прочность и плотность стенок оболочки, которые должны выдерживать давление воды, равное давлению при взрыве в оболочке метановоздушной смеси и достигающее 1—1,5 МПа; течь воды и потение стенок оболочки во время гидроиспытания не допуска­ются.

Искробезопасная электрическая цепь отличается такими схемными решениями, при которых ее нормальное и аварийное искрение во взрывоопасной среде не вызывает поджигания этой среды.

Рудничное электрооборудование должно быть взрывозащищенным не только в процессе нормальной работы, но и при сборке, наладке и демонтаже. Безопасная последовательность выполнения этих операций обеспечивается с помощью блокировок элементов рудничного электрооборудования. Так. например, розетку штепсельного

Рис.14.10 Блокировка электроблока механизма перемещения 1Г405

Устройство блокировки комбайнового электрооборудование электроблока механизма показано на примере механизма перемещения 1Г405 (рис. 14.10).

Только когда рукоятка 4 выключателя ВРК2 находится в среднем по­ложении и он выключен, тягу 3 можно сдвинуть в сторону рукоятки 4, блокируя ее при этом. Выдвигаясь, тяга 3 выходит из паза на полосе 2; последнюю после этого можно поднять вверх и снять штепсельную розетку 5. Далее, полосу 2 опускают настолько, что она освобождает крышку /, которую снимают, перемещая по опорной поверхности корпуса. Сборка возможна только в обратной последовательности.

Контрольні питання