CC BY
23
21
НА СИМПОЗИУМЕ "НЕДЕЛЯ ГОРНЯКА - 2 ГГУ.я31яянваряя-я4яфевраляя2000я-одая
AsMI
В.С. Шестаков, 2000
YAK 622.232
B.C. Шестаков
К ВОПРОСУ СНИЖЕНИЯ ЭНЕРГОЗАТРАТ ПРИ ЭКСКАВАЦИИ
В последние годы на открытых горных работах все большее применение находят гидравлические экскаваторы. При равной вместимости ковша по сравнению с механическими лопатами они имеют меньшую в 1,8..2,2 раза массу, большие в 1,3..1,5 раза усилия копания, обладают лучшими технологическими способностями. Гидравлические экскаваторы позволяют решать задачи снижения металлоемкости горных машин, повышения производительности труда. В то же время, полностью гидрофицированные экскаваторы с традиционным приводом насосы-гидродвигатели затрачивают больше энергии на экскавацию горной массы по сравнению с механическими лопатами с электроприводом. Одной из основных причин, приводящих к этому, является то, что гидропривод, в отличие от электропривода, не обеспечивает рекуперации энергии при торможении поворотной платформы и опускании рабочего оборудования. Торможение платформы и рабочего оборудования происходит при дросселировании рабочей жидкости, что приводит к увеличению энергозатрат. Поэтому проблема совершенствования гидроприводов экскаваторов является весьма важной и актуальной.
Работы по совершенствованию схем гидроприводов проводятся многими коллективами, в том числе и на кафедре горных машин Уральской государственной горно-геологической академии. Повышению КПД гидроприводов экскаваторов посвящено большое число исследований, на основе которых разработаны различные технические
решения. Анализ этих работ позволил выявить следующие способы уменьшения затрат энергии за счет применения:
• механизма поворота с приводом постоянного тока;
• гидропривода с регулируемыми насосами, обеспечивающими снижение энергии при разгоне платформы и перемещении элементов рабочего оборудования;
• схем гидроприводов, обеспечивающих подачу жидкости при торможении платформы гидроцилиндрам рабочего оборудования;
• гидропневмоаккумуляторов.
Наибольшую степень экономии
энергии обеспечивает последний способ. Известно большое число технических решений, реализующих принцип рекуперации энергии через гидропневматический аккумулятор, которые защищены авторскими свидетельствами и патентами.
Известным, к
началу наших исследований, решениям были присущи те или иные недостатки. Так, в большинстве из них, не обеспечивалась возможность регулирования установившейся скорости поворота платформы и перемещения элементов рабочего оборудования без потерь энергии. В других схемах про-
Рис. 1. Принципиальная схема гидропривода: Н1,Н2 - основные насосы; Н3 - подпиточный насос; АК - гидропневмоаккумулятор; Р1, Р4 - гидрораспределители; КО1, КО5 - обратные клапаны; НМ - насос-мотор поворота; КП1, КП3 - предохранительные клапаны
исходит изменение крутящего момента на валу гидромотора по мере разрядки гидроаккумулятора. Поэтому нами проведены дополнительные исследования по совершенствованию схем гидроприводов с гидропневмоаккумуляторами. Разработано несколько технических решений, защищенных авторскими свидетельствами на изобретения.
Технические решения разрабатывались по двум направлениям - с применением для механизма поворота отдельного насоса и без применения такового.
Схема привода с общими насосами для механизма поворота и рабочего оборудования показана на рис. 1 [1] (на рис. 1 показана только часть схемы без гидроцилиндров рабочего оборудования).
При разгоне платформы распределитель Р3 переключается в верхнее положение, Р4 - в верхнее или нижнее (в зависимости от направления поворота). Жидкость из заряженного аккумулятора АК через эти распределители будет подаваться к гидромотору поворота НМ и начнется разгон платформы. После разгона платформы до заданной скорости система управления обеспечивает переключение Р3 в нижнее положение, при этом аккумулятор отключится, а насос Н2 будет подавать жидкость через Р2, Р3 и Р4 к гидромотору НМ, а от него будет подаваться далее гидроцилиндрам рабочего оборудования. Если расход гидромотора при установившемся
движении меньше подачи насоса Н2, то излишек жидкости передается гидроцилиндрам через переливной клапан КП2 минуя гидромотор НМ. Крутящий момент на валу гидромотора при установившемся движении составляет величину 5-7 % от момента при разгоне, для его обеспечения потребуется соответственно небольшой перепад давлений и поэтому потери энергии на переливном клапане будут небольшими. При торможении платформы распределитель Р3 остается в нижнем положении, Р4 переключается в среднее, гидромотор поворота НМ
переходит в насосный режим. НМ потребляет жидкость через обратный клапан КО3 (КО4) и подает ее через КО1 (КО2) в аккумулятор АК, заряжая его. При этом на платформу будет действовать тормозной момент и платформа постепенно остановится. При торможении платформы, вследствие потерь на трение, в аккумулятор поступит меньший объем жидкости, чем расходуется при разгоне. Недостающий объем жидкости восполняется подпиточным насосом Н3, который работает в течение всего времени цикла, поэтому его
производительность и мощность будут сравнительно небольшими.
Представленная схема обеспечивает:
• запасание энергии в аккумуляторе при торможении платформы и использование ее для разгона платформы;
• регулирование установившейся скорости поворота;
• использование для установившегося движения имеющегося насоса практически без ухудшения работы гидроцилиндров рабочего оборудования.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. А.с. SU 1331971 A1. Гидравлический привод землеройной Авт. изобрет Л.С. Скобелев, Л.П. Прахов, В.С. Шестаков. Опубл. в
машины/Свердл. горн. ин-т им. В.В. Вахрушева и ПО «Уралмаш»; Б.И., 1987, N 31; Е 02 F /22
Шестаков, В.С. кандидаї технических наук, Уральская іосударсівенная іорно-
г оологическая академия.
Файл: ШЕСТАКОВ
Каталог: G:\С диска по работе в униве-
ре\GIAB_20\GIAB4_00\ВСЕ Шаблон:
C:\Users\Таня\AppData\Roaming\Microsoft\Шаблоны\
Normal.dotm
Заголовок: СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ГОИВОДОВ
ГИДPАВЛИЧЕСКИХ ЭКСКАВАТОPОВ Содержание:
Автор: Гитис Л.Х.
Ключевые слова:
Заметки:
Дата создания: 18.04.2000 15:14:00
Число сохранений: 5
Дата сохранения: 04.12.2008 16:29:00 Сохранил: Таня
Полное время правки: 12 мин.
Дата печати: 04.12.2008 16:41:00
При последней печати страниц: 2
слов: 850 (прибл.)
знаков: 4 851 (прибл.)
