Follow-up chain tension in an armoured face conveyor

• Autorzy: Dolipski M. , Cheluszka P. , Remiorz E. , Sobota P.

Identyfikatory

DOI

10.1515/amsc-2015-0002

Warianty tytułu

PL

Nadążne napinanie łańcucha zgrzebłowego w przenośniku ścianowym

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Initial chain tension in armoured face conveyors, in which operating conditions vary constantly, should be adjusted automatically to adapt it to the needs arising. The manufacturers of such conveyors are now offering a possibility of equipping a conveyor with a drive with a telescopic trough enabling stepless change of the scraper chain contour by shifting the drive frame. The work presents the outcomes of computer investigations performed using an own mathematical model of an armoured face conveyor with a main and auxiliary drive equipped with a telescopic trough and an automatic initial chain tension adjustment system with the ASTEN algorithm. The ASTEN algorithm is responding to changes in scraper chain elongation caused by changes to conveyor configuration and also by a varying mined coal load resulting from interworking with a mining machine.

PL

W czasie ruchu przenośnika ścianowego łańcuch zgrzebłowy ulega wydłużeniom sprężystym. Wartość tych wydłużeń jest zmienna i zależy między innymi od oporów ruchu oraz występujących drgań. W celu kompensacji wydłużeń sprężystych łańcucha zgrzebłowego jest on obecnie napinany wstępnie w czasie postoju maszyny. Wartość wymaganego napięcia wstępnego ustala się na podstawie największych przewidywanych obciążeń występujących w ruchu ustalonym przenośnika. Nastawione napięcie wstępne łańcucha zmienia się jednak stale w czasie ruchu. Na skutek licznych, stale zmieniających się czynników występujących w czasie eksploatacji, wymagane (dla danych warunków ruchu i obciążenia nosiwem) napięcie wstępne łańcucha prawie nigdy nie odpowiada napięciu wstępnemu zadanemu. Ponieważ w przenośnikach ścianowych warunki eksploatacyjne ulegają ciągłej zmianie, napięcie wstępne łańcucha powinno być do nich dostosowywane, a osiągnąć to można tylko przez regulację automatyczną. Producenci przenośników ścianowych oferują obecnie możliwość wyposażenia przenośnika w napęd z rynną teleskopową, dający możliwość bezstopniowej zmiany długości konturu łańcuchowego przez przesuwanie kadłuba napędu. Ze względu na stosowanie w napędach pomocniczych (zwrotnych) wyłącznie pojedynczych zespołów napędowych, rynny teleskopowe za pomocą siłownika hydraulicznego przesuwają najczęściej kadłub tego napędu. Przenośnik zgrzebłowy ścianowy wyposażony w układ nadążnego napinania łańcucha zgrzebłowego powinien w czasie pracy w wyrobisku ścianowym stale rejestrować i analizować takie parametry pracy, które pozwolą na wypracowanie sygnału sterującego siłownikiem hydraulicznym w rynnie teleskopowej umieszczonej w napędzie pomocniczym. Zadaniem siłownika jest takie przemieszczenie kadłuba napędu pomocniczego, aby uzyskać pożądaną wartość napięcia wstępnego łańcuchów. Utworzony algorytm sterowania nadążnym napinaniem łańcucha, który nazwano ASTEN, składa się z dwóch modułów: ASTEN/C i ASTEN/P. Moduł ASTEN/C analizuje sygnały sterujące z czujników zwisu łańcucha w napędzie głównym oraz z czujników położenia zgrzebeł w napędzie pomocniczym. Z analizy kombinacji wszystkich sygnałów z czujników zwisu łańcucha przy zbieganiu z bębna napędu głównego oraz czujników położenia zgrzebeł umieszczonych w miejscu zbiegania łańcucha z bębna łańcuchowego w napędzie pomocniczym do algorytmu sterowania nadążnym napinaniem łańcucha zgrzebłowego wchodzą sygnały logiczne informujące o stanie napięcia łańcucha w miejscach jego zbiegania z bębnów napędowych. Algorytm ten uśrednia sygnały wejściowe i co tC sekund wylicza wartość przesunięcia kadłuba napędu na podstawie podanych parametrów przenośnika. Moduł ASTEN/P analizuje sygnały z przekładników prądowych. Wzrost obciążenia napędów przenośnika wywołany jest głównie wzrostem oporów przesuwania urobku. Wydłużenia sprężyste łańcucha zgrzebłowego w zasadniczy sposób wynikają z obciążenia przenośnika oporami przesuwania urobku w stronę napędu głównego, które zależne są od masy urobku na przenośniku i sposobu jej rozłożenia na długości przenośnika, współczynnika oporów tarcia urobku o rynnę, kąta podłużnego nachylenia rynnociągu w wyrobisku i zmienności tego kąta na długości przenośnika. Ten moduł algorytmu wyznacza wartość przesunięcia kadłuba napędu spowodowanego wzrostem obciążenia silników napędowych co tP sekund. W pracy zaprezentowano wyniki badań komputerowych, z wykorzystaniem własnego modelu matematycznego przenośnika ścianowego z napędem głównym i pomocniczym wyposażonego w rynnę teleskopową oraz układ automatycznej regulacji napięcia wstępnego łańcucha zgrzebłowego za pomocą algorytmu ASTEN. Algorytm ASTEN reaguje na zmiany wydłużeń łańcucha zgrzebłowego związane ze zmianą konfiguracji trasy przenośnika oraz spowodowane zmiennym obciążeniem urobkiem węglowym wynikającym ze współdziałania z maszyną urabiającą.

Słowa kluczowe

EN

scraper conveyor; AFC dynamics; dynamic loads; follow-up chain tension

PL

przenośnik ścianowy; dynamika przenośnika; obciążenia dynamiczne; napięcie wstępne; nadążne napinanie

• Wydawca: Instytut Mechaniki Górotworu PAN
• Czasopismo: Archives of Mining Sciences
• Rocznik: 2015
• Tom: Vol. 60, no. 1
• Strony: 25--38
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Dolipski M.

• Institute of Mining Mechanisation, Faculty of Mining and Geology, Silesian University of Technology, Akademicka 2, 44-100 Gliwice, Poland

autor

Cheluszka P.

• Institute of Mining Mechanisation, Faculty of Mining and Geology, Silesian University of Technology, Akademicka 2, 44-100 Gliwice, Poland

autor

Remiorz E.

• Institute of Mining Mechanisation, Faculty of Mining and Geology, Silesian University of Technology, Akademicka 2, 44-100 Gliwice, Poland

autor

Sobota P.

• Institute of Mining Mechanisation, Faculty of Mining and Geology, Silesian University of Technology, Akademicka 2, 44-100 Gliwice, Poland

Bibliografia

• [1] Broadfoot A.R., Betz R.E., 1996. New control strategies for longwall armored face conveyors. Industry Applications Conference, 1996. Thirty-First IAS Annual Meeting, IAS ‘96., Conference Record of the 1996 IEEE, On page(s): 2520-2527, Vol. 4, 6-10 Oct 1996.
• [2] Dolipski M., 1997. Dynamika przenośników łańcuchowych. Podręcznik akademicki. Wyd. Pol. Śl., Gliwice.
• [3] Dolipski M., Remiorz E., 2001. Nachträgliche Anpassung der restlichen Kettenvorspannung im Strebförderer. Glückauf Forschungshefte 62, Nr. 1.
• [4] Dolipski M., Remiorz E., Sobota P., 2012. Determination of dynamic loads of sprocket drum teeth and seats by means of a mathematical model of the longwall conveyor. Arch. Min. Sci., Vol. 57, No 4, p. 1101-1119.
• [5] Gumuła S., 2005. Nowa koncepcja zmechanizowanej obudowy górniczej odpornej na tąpania. Arch. Min. Sci., Vol. 50, No 3, p. 275-288.
• [6] Krauze K., 2004. Selection of combined cutter-loader parameters for unidirectional and bidirectional longwall mining systems and the investment costs involvet in mining operations. Arch. Min. Sci., Vol. 49, No 2, p. 253-262.
• [7] Krauze K., Kotwica K., 2007. Selection and Underground Tests of the Rotary Tangential Cutting Picks used in Cutting Heads of the Longwall and Roadway Miners. Arch. Min. Sci., Vol. 52, No 2, p. 195-217.
• [8] Szweda S., 2001. Obciążenia stojaków sekcji obudowy zmechanizowanej spowodowane dynamicznym oddziaływaniem stropu i spągu wyrobiska. Arch. Min. Sci., Vol. 46, No 3.
• [9] Traud W., 2005. Innovative Prozesse im deutschen Steinkohlenbergbau. Glückauf, Nr. 11.
• [10] Wiechers K.-P., 1986. Automatische Vorspannu ngsregelung für Kettenkratzerförderer und Hobelanlagen. Glückauf, Nr. 13.
• [11] Zhang Chunzhi, Meng Guoying, 2011. Dynamic Modeling of Scraper Conveyor Sprocket Transmission System and Simulation Analysis. Proceedings of the 2011 IEEE International Conference on Mechatronics and Automation, August 7-10, Beijing, China.