MASZYNY GÃRNICZE 3 i 4/2010 - Instytut Techniki GÃ³rniczej KOMAG

More documents

Recommendations

Info

HYDRAULIKA I PNEUMATYKA Dr inŜ. Krzysztof NIEŚPIAŁOWSKI Instytut Techniki Górniczej KOMAG Układy hydrauliczne maszyn i urządzeń dla przemysłu górniczego S t r e s z c z e n i e W przemyśle górniczym wykorzystywane są systemy, składające się z maszyn i urządzeń, przeznaczone do udostępniania wyrobisk, wybierania, odstawy oraz transportu urobku i materiałów. Z racji specyficznych warunków panujących w zakładach górniczych, maszyny i urządzenia wyposaŜane są w hydrauliczne układy zasilania i sterowania. Układy hydrauliczne, oprócz swojego podstawowego zadania, jakim jest prawidłowe funkcjonowanie maszyny, pełnią często funkcję pomocniczą, jaką jest zasilanie urządzeń małej mechanizacji, niezbędnych w procesie produkcyjnym. W artykule przedstawiono przykładowe rozwiązania układów hydraulicznych zaimplementowanych w maszynach i urządzeniach projektowanych w KO- MAG-u. S u m m a r y Systems consisting of machines and equipment designed for development of workings, for mining and for transportation of run-of-mine and materials are used in the mining industry. Due to specific conditions in mining plants, machines and equipment are equipped with hydraulic systems for supply and control. Hydraulic systems, besides their basic task, which is proper operation of machine, often play auxiliary function, which is supplying of small-mechanization equipment indispensable in a production process. Exemplary solutions of hydraulic systems implemented in machines and equipment designed at the KOMAG Institute of Mining Technology were presented in the paper. 1. Wprowadzenie Napędy i sterowanie hydrauliczne posiadają szereg zalet, do których naleŜą: − duŜa wydajność energetyczna z jednostki masy lub objętości, − moŜliwość uzyskania przełoŜeń zmiennych w sposób ciągły (bezstopniowy), − bardzo mała bezwładność układu, umoŜliwiająca dokonywanie częstych i gwałtownych zmian prędkości i obciąŜenia przy dobrych własnościach tłumiących procesy przejściowe, − samosmarowość, − łatwość bezpośredniej i ciągłej kontroli obciąŜenia przez pomiar ciśnienia, a takŜe łatwość ograniczenia obciąŜenia zaworami maksymalnymi, − znacznie mniejsza (niŜ w przypadku napędu mechanicznego) ilość ograniczeń konstrukcyjnych przy projektowaniu wynikająca z moŜności połączenia pompy z silnikiem przez aparaturę sterowania przewodami sztywnymi o dowolnym ułoŜeniu lub przewodami elastycznymi, − łatwość zamiany ruchu obrotowego na prostoliniowy, − łatwość uzyskania nawrotu i rozgałęzienia mocy, − moŜliwość komponowania układów hydrostatycznych przeznaczonych do róŜnych maszyn i róŜnych celów oraz warunków pracy z ograniczonej liczby znormalizowanych i zunifikowanych elementów, produkowanych masowo przez wyspecjalizowane firmy (pod tym względem układy hydrostatyczne dorównują układom elektrycznym i elektronicznym), − łatwość automatyzacji, zdalnego sterowania, sterowania programowego itp., uzyskiwanych przewaŜnie hydraulicznie, elektrohydraulicznie lub elektroniczno-hydraulicznie [3, 4, 7, 14]. Dzięki swym zaletom znajdują szerokie zastosowanie w maszynach górniczych. Występująca (szczególnie w ostatnim okresie) tendencja do obniŜania kosztów, przy równoczesnym zwiększeniu efektywności wydobycia węgla wymusza opracowywanie nowoczesnych układów hydraulicznych do maszyn górniczych w zakresie: − elementów hydrauliki o coraz wyŜszym ciśnieniu pracy, − układów hydraulicznych o coraz większej sprawności przeniesienia mocy w całym zakresie obcią- Ŝeń, − coraz szerszego stosowania elektrohydraulicznego sterowania proporcjonalnego [10]. Na obecnym etapie rozwoju hydrostatycznych układów napędowych, dąŜy się do polepszenia ich sprawności i Ŝywotności, zwiększenia precyzji sterowania, a tym samym zwiększenia dokładności wykonywanych zadań technologicznych oraz wspomagania procesu automatyzacji wybranych ruchów roboczych. Jednym z takich rozwiązań, zapewniających wysoką sprawność hydrostatycznych układów napędowych maszyn i pojazdów, są układy z kompensacją obciąŜenia (Load Sensing – LS), które, w stosunku do układów sterowanych dławieniowo, charakteryzują się wyŜszą sprawnością w znacznej części zakresu roboczego pomp hydraulicznych. 148 MASZYNY GÓRNICZE 3-4/2010
Hydrostatyczne układy napędowe z kompensacją obciąŜenia zapewniają utrzymanie stałych parametrów pracy układu hydraulicznego, bez względu na wielkość i charakter jego obciąŜenia, a takŜe pozwalają na precyzyjne sterowanie elementami wykonawczymi układu. Kolejnym etapem rozwoju hydrostatycznych układów napędowych są systemy LUDV (Lastdruckunabhängige Durchflussverteilung) – niezaleŜnego od obciąŜenia rozdziału wydajności pompy, w których, podobnie jak w układach LS, wartości prędkości roboczych kaŜdego z elementów wykonawczych mogą być precyzyjnie sterowane – bez względu na wielkość i charakter zmian obciąŜenia zewnętrznego. Podstawową zaletą tego typu układów jest automatyczne redukowanie prędkości wszystkich odbiorników w przypadku, gdy wydajność pompy jest niewystarczająca, do zapewnienia wymaganej chłonności wszystkich odbiorników. Rozwój hydrostatycznych układów napędowych maszyn i pojazdów (coraz częściej wyposaŜanych w systemy LS czy LUDV) i korzyści wynikające z ich wprowadzania sprawiają, Ŝe rozwiązania te obejmują kolejne grupy maszyn i pojazdów. Maszyny wyposa- Ŝone w hydrostatyczne układy napędowe charakteryzują się większą precyzją sterowania, mniejszymi nadwyŜkami dynamicznymi, lepszą ergonomią i podatnością na zdalne i automatyczne sterowanie [1, 5]. Coraz szersze stosowanie rozwiązania mechatroniki w układach hydraulicznych pozwala na miniaturyzację układów sterowania pracą zespołów wykonawczych, co skutkuje ograniczeniem do niezbędnego minimum miejsca zabudowy. Dzięki swoim zaletom, takim jak: − elastyczność, − zwarta budowa, − pewien stopień inteligencji, − wielofunkcjonalność, − komunikatywność, − dobre właściwości dynamiczne, − duŜa dokładność pozycjonowania i prowadzenia, − szeroki zakres regulacji, − proste sterowanie, − komfortowa obsługa, coraz intensywniej rozwijać się będzie hydronika. Jej rozwój polegał będzie głównie na: − rozwoju mikroprocesorów i cyfrowych metod sterowania, − rozwoju oprogramowania i sieci informatycznej, − budowie zaworów zintegrowanych z regulatorem cyfrowym, − budowie autonomicznych osi hydraulicznych o pewnym stopniu inteligencji, − rozwoju mikrohydrauliki i jej zastosowaniem w konwencjonalnych napędach, − wprowadzeniu elementów piezoelektrycznych [2]. Zagadnieniami napędów i sterowań hydraulicznych maszyn i urządzeń zajmują się specjaliści Zakładu Systemów Chodnikowych i Hydrauliki KOMAG-u. W zakładzie powstało szereg rozwiązań układów hydraulicznych, których aplikacje znalazły miejsce, między innymi, w następujących maszynach i urządzeniach: − kombajn chodnikowy KR-150 – REMAG S.A., − kombajn chodnikowy P110 – NKMZ Ukraina, − ładowarka bocznie wysypująca ŁPS-1200EH/LS – BUMAR Łabędy S.A., − ładowarka bocznie wysypująca ŁJK-1200 – JUKATOR sp. z o.o., − ładowarka bocznie wysypująca DBW-1200T – MAMC Indie, − ładowarka bocznie wysypująca DBN-1000T – Bhilai Engineering Indie, − lokomotywa dołowa spalinowa Lds-100K-EM – ENERGO-MECHANIK sp. z o.o., − lokomotywa dołowa spalinowa Lds-100K-EM-A – ENERGO-MECHANIK sp. z o.o., − lokomotywa spalinowa WLP-50 – ENERGO- MECHANIK sp. z o.o., − szynowa kolej zębata SKZ-8 – RYFAMA S.A., − wiertnica MDR 03AT-E – ZMUW sp. z o.o., − wiertnica MDR 06A – ZMUW sp. z o.o., − wiertnica WMD-150 – ZMUW sp. z o.o., − wiertnica WIG-200 – ZMUW sp. z o.o.. NaleŜy zauwaŜyć, Ŝe wszystkie rozwiązania układów hydraulicznych projektowanych maszyn są poddawane badaniom na stanowiskach badawczych Laboratorium Badań Stosowanych KOMAG-u. Wykwalifikowana obsługa i bogate wyposaŜenie laboratorium zapewnia doskonałą jakość prowadzonych prac badawczych [8]. 2. Układy hydrauliczne lokomotyw typu Lds Jednym ze stosowanych w zakładach górniczych środków transportu jest uniwersalna i mobilna lokomotywa typu Lds z niskotoksycznym silnikiem spalinowym. Dzięki swym właściwościom, wpływa ona na usprawnienie transportu oraz poprawę warunków pracy w wyrobiskach kopalnianych. Uniwersalność lokomotywy polega na moŜliwości wykorzystania jej do transportu maszyn, urządzeń i ich zespołów o duŜych masach, a takŜe do przewozu pracowników. Jej mobilność przyczynia się do wzrostu efektywnego czasu pracy załóg górniczych zatrudnionych w przodkach, a takŜe skrócenia czasu relokacji maszyn i urządzeń, związanej z przesuwaniem się frontu eksploatacji [9, 13]. W ITG KOMAG opracowano dwa rozwiązania lokomotyw dołowych spalinowych: − Lds-100K-EM do zastosowań w kopalniach rud, spełniające wymagania Dyrektywy Maszynowej, MASZYNY GÓRNICZE 3-4/2010 149
Page 1 and 2:
60 LAT INSTYTUTU TECHNIKI GÓRNICZE
Page 3 and 4:
załoŜenia, cele strategiczne i op
Page 5 and 6:
takŜe z oceną jakości wyrobów p
Page 7 and 8:
adania bezpieczeństwa zabawek elek
Page 9 and 10:
Rys.13. Zespół napędowy z silnik
Page 11 and 12:
Kolejnym etapem rozwoju naukowego p
Page 13 and 14:
PROJEKTOWANIE I BADANIA Dr inŜ. W
Page 15 and 16:
− modernizacji układów hydrauli
Page 17 and 18:
nie, po analizie, opracowano metody
Page 19 and 20:
czych w nowych obszarach badawczych
Page 21 and 22:
W 2004 roku podjęto decyzję o prz
Page 23 and 24:
Rys.4. Stanowisko do badań element
Page 25 and 26:
jednostek certyfikujących, zarówn
Page 27 and 28:
Dr inŜ. Beata GRYNKIEWICZ-BYLINA I
Page 29 and 30:
cje w zakresie badań materiałowyc
Page 31 and 32:
− Rozporządzeniach Ministra Gosp
Page 33 and 34:
dzieci, wyposaŜenia placów zabaw
Page 35 and 36:
Dr inŜ. Krzysztof STANKIEWICZ Mgr
Page 37 and 38:
Rys.1. Interfejs Zintegrowanego sys
Page 39 and 40:
Rys.7. System monitoringu konstrukc
Page 41 and 42:
OBUDOWY ŚCIANOWE Dr inŜ. Marek SZ
Page 43 and 44:
− maksymalny ubytek korozyjny gru
Page 45 and 46:
1200 Liczba sekcji 1000 800 600 400
Page 47 and 48:
Mgr inŜ. Joachim STĘPOR Dr inŜ.
Page 49 and 50:
Warunkowość wydawanych opinii wyn
Page 51 and 52:
znacznie mniejszych wartości ście
Page 53 and 54:
kiego rozwiązania, które nie powi
Page 55 and 56:
Dr inŜ. Marek SZYGUŁA Mgr inŜ. D
Page 57 and 58:
Projekt wstępny Model przestrzenny
Page 59 and 60:
Podstawowe dane techniczne sekcji K
Page 61 and 62:
Ostatnią z sekcji obudowy, przygot
Page 63 and 64:
TRANSPORT I ODSTAWA Prof.dr hab.in
Page 65 and 66:
Rys.1. Okno dialogowe konfiguracji
Page 67 and 68:
modelu wybranego fragmentu wyrobisk
Page 69 and 70:
) Budowa modelu numerycznego kabiny
Page 71 and 72:
Dr inŜ. Zbigniew SZKUDLAREK Instyt
Page 73 and 74:
− − zmniejszenia szerokości i
Page 75 and 76:
go od nadajników zabudowanych w la
Page 77 and 78:
1 3 2 Rys.7. Pomost wahadłowy do w
Page 79 and 80:
MASZYNY URABIAJĄCE I ŁADUJĄCE Mg
Page 81 and 82:
Rys.1. Małogabarytowy wóz wiertni
Page 83 and 84:
Produkowana przez Zakłady Mechanic
Page 85 and 86:
Rys.10. Ładowarka ŁJK-1200 - gaba
Page 87 and 88:
a) b) Rys.14. Urządzenie WOCh-1: a
Page 89 and 90:
WENTYLACJA I KLIMATYZACJA Mgr inŜ.
Page 91 and 92:
udowy poszczególnych układów ora
Page 93 and 94: Rys.5. Urządzenie odpylające UO-1
Page 95 and 96: Rys.8. Wentylator WLE/M-1200B/1 na
Page 97 and 98: Obecnie realizowany jest kolejny pr
Page 99 and 100: MASZYNY WYCIĄGOWE Dr inŜ. Leszek
Page 101 and 102: ponad 40 wdroŜeń, co stanowi oko
Page 103 and 104: W ślad za urządzeniem do awaryjne
Page 105 and 106: a) model 3D linopędni b) mapa napr
Page 107 and 108: Dr inŜ. Leszek KOWAL Dr inŜ. Krzy
Page 109 and 110: Rys.1. Maszyna BB-3000 Rys.2. Maszy
Page 111 and 112: Rys.8. Maszyna wyciągowa 2L-4000/D
Page 113 and 114: a) linopędnia B-4300 b) linopędni
Page 115 and 116: PRZERÓBKA MECHANICZNA Dr inŜ. Mar
Page 117 and 118: pulsacyjnego wody jest największy.
Page 119 and 120: Rys.5. Klasyfikator K-100 w Zdziesz
Page 121 and 122: ynku, konkurencyjnym cenowo w poró
Page 123 and 124: zespoły począwszy od mechanizmów
Page 125 and 126: W starszych konstrukcjach osadzarek
Page 127 and 128: Podstawową jego zaletą jest moŜl
Page 129 and 130: OCHRONA ŚRODOWISKA Mgr inŜ. Marek
Page 131 and 132: Rys.1. Model rzeźby terenu w rejon
Page 133 and 134: Przedmiotowy ekran przeznaczony jes
Page 135 and 136: Mgr inŜ. Marek PIERCHAŁA Mgr inŜ
Page 137 and 138: Zwiększyły one nakłady pracy na
Page 139 and 140: a) b) Rys.7. Uśrednione widmo emis
Page 141 and 142: Rys.11. Obudowa dźwiękochłonno-i
Page 143: S.A., urzędów miast, w tym Warsza
Page 147 and 148: uruchamianie piasecznic, ładowanie
Page 149 and 150: W układzie hydraulicznym, oprócz
Page 151 and 152: 4. http://pl.wikipedia.org/wiki/Nap
Page 153 and 154: − wewnętrznego, zraszającego wo
Page 155 and 156: W kolejnym etapie prac, zbadano ist
Page 157 and 158: Jeszcze przed zakończeniem testów
Page 159 and 160: Mgr inŜ. Piotr DOBRZANIECKI Mgr in
Page 161 and 162: Parametr Porównanie przykładowego
Page 163 and 164: mieszance ubogiej λ >> 1, co powod
Page 165 and 166: Prof.dr hab.inŜ. Teodor WINKLER Dr
Page 167 and 168: − instrukcje obsługi udostępnia
Page 169 and 170: a) b) Rys.5. Zastosowanie UMPC (a)
Page 171 and 172: Dla pokonania tego problemu zapropo
Page 173 and 174: zasilania i napędu tych maszyn, zw
Page 175 and 176: Rozwiązanie to pozwala operatorowi
Page 177 and 178: Schemat blokowy sterowania z nowym
Page 179 and 180: Układ sterowania impulsowego lokom
Page 181 and 182: JAKOŚĆ, CERTYFIKACJA, NORMALIZACJ
Page 183 and 184: mijany, a które wynikają z rozwoj
Page 185 and 186: 4. PN-EN ISO 12100-1:2005 Bezpiecze
Page 187 and 188: Efektem końcowym tych działań by
Page 189 and 190: nego podporządkowania oraz zachodz
Page 191 and 192: 3.3 Analiza jakości usług w obsza
Page 193 and 194: JUBILEUSZE Jubileusz 50-lecia pracy
Page 195 and 196:
eksploatacji pod obiektami powierzc
Page 197:
Od 1990 r. kierował grupą badaczy
show all

MASZYNY GÃRNICZE 3 i 4/2010 - Instytut Techniki GÃ³rniczej KOMAG

Create successful ePaper yourself

Delete template?

Save as template?

MASZYNY GÃRNICZE 3 i 4/2010 - Instytut Techniki GÃ³rniczej KOMAG