Автоматизация рабочих перемещений земснарядов

Автоматизация рабочих перемещений земснарядов в комплексе с централизованным управлением отдельными механизмами обеспечивает:

-улучшение чистоты выработки;

-повышение производительности и коэффициента использования рабочего времени;

-надежность работы силовых установок и грунтозаборных устройств;

-сокращение численности команды и облегчение ее труда.

Решение таких задач возможно при осуществлении комплекса мероприятий по централизации управления, автоматизации рабочих процессов землечерпательных снарядов и обслуживающих их судов.

На современных земснарядах с поста управления производят пуск и остановку главных и вспомогательных дизелей, измеряют число оборотов главного двигателя. На посту установлены приборы, которые показывают давление и температуру масла, охлаждающей воды и выхлопных газов, а также сигнализируют о нарушении нормальной работы дизелей. При снижении давления масла ниже установленной величины, двигатели автоматически останавливаются.

Кроме указанного, автоматизируют работу топливного, пожарного, санитарного и масляного насосов, отопительного котла. На землесосах с поста управления пускают заливочный насос и включают соединительную муфту грунтового насоса, осуществляют управление всеми оперативными лебедками и свайным устройством. Поэтому в моторном отделении не требуется наличия постоянной вахты. На посту установлены приборы для контроля работы электростанции судна, тахометры главного и вспомогательного двигателей и другие нижерассматриваемые приборы, используемые в процессе извлечения и удаления грунта.

Процесс грунтозабора и связанные с ним рабочие перемещения якорных землесосов автоматизированы частично. Для полной автоматизации рабочих перемещений необходима разработка устройств, обеспечивающих нахождение траншейных землесосов на продольном створе и регистрирующих выход в створы кромок прорези папильонажных земснарядов. Такие устройства в настоящее время находятся в стадии производственных испытаний.

Кроме этого, на землесосах необходима автоматизация очистки зева всасывающего наконечника; для траншейных землесосов — автоматизация регулирования глубины опускания всасывающей трубы в зависимости от высоты остающихся на дне неровностей.

На траншейных землесосах автоматизировано их перемещение вдоль разрабатываемой траншеи в зависимости от показаний, контролирующих процессы грунтозабора и грунтоотвода датчиков. Этой системе присвоено наименование САРЗ-4КМ, что значит: система автоматического регулирования землесоса — 4-я, консистомер модернизированный.

Регулятор грунтозабора состоит из датчиков, подающих сигналы об отклонении параметров работы землесоса от заданных значений. Сигналы с датчиков поступают в блок электрической системы, в котором формируется регулирующее воздействие на электропривод передней становой лебедки.

В качестве датчиков использованы: консистомер Диминского, регистрирующий содержание в пульпе грунта; вакуумметр, измеряющий вакуум во всасывающей части грунтопровода; манометр, измеряющий давление в напорной части грунтопровода; тягомер, фиксирующий натяжение станового троса.

Сигналы датчиков воздействуют на соответствующие реле в релейном блоке, обеспечивая такую скорость выбирания станового троса, при которой получается заданное содержание грунта в пульпе.

Система реагирует на возможные нарушения процессов грунтозабора и грунтоотвода, автоматически прекращая перемещение землесоса при показаниях датчиков, сигнализирующих о засорении всасывающей трубы, обвалах грунта или начале образования забоя напорного грунтопровода.

Система САРЗ служит для автоматического регулирования скорости перемещения траншейного землесоса с целью соблюдения заданного режима работы. Этот режим определяется назначением диапазонов изменений консистенции (насыщения) пульпы, вакуума во всасывающем грунтопроводе и давления в напорном грунтопроводе, для чего на соответствующих датчиках устанавливают их предельные значения. Диапазон допустимых изменений скорости движения снаряда по становому тросу регулируют потенциометрами верхнего и нижнего пределов скорости вращения барабана становой лебедки.

Эффективность и характер работы автоматизированного землесоса зависит от настройки САРЗ, т. е. от соотношения между заданными диапазонами изменения параметров и от их соответствия условиям работы. Всякое изменение условий работы земснаряда требует изменений настройки САРЗ. Наибольшее влияние на настройку оказывают:

  1. толщина удаляемого слоя грунта, от которой зависит скорость перемещения землесоса, а следовательно и выбор пределов изменения скорости барабана становой лебедки;
  2. род грунта, обусловливающий максимальную производительность землесоса, и поэтому влияющий на задаваемые значения консистенции пульпы и скорость вращения барабана лебедки;
  3. глубина извлечения грунта, от которой зависит величина необходимого вакуума, и, следовательно, задаваемые пределы датчика-вакуумметра. Когда глубина извлечения грунта большая, производительность землесоса снижается, что должно учитываться при настройке всех элементов системы;
  4. дальность и высота рефулирования, а также состояние рефулерного насоса и связанные с ними расход пульпы, напор и производительность землесоса.

На землесосах со свайно-тросовым папильонажем, имеющих фрезерные разрыхлители, рабочие перемещения автоматизированы и могут выполняться по заданной программе.

Программным управлением задаются величины подачи по свайному ходу, а углы поворота корпуса землесоса — относительно оси разрабатываемой прорези. Такая автоматизация обеспечивает разработку прорези требуемой ширины.

На кромках прорези землесос автоматически подается вперед в результате перемещения тележки главной сваи (см. рис. 38, б). У землесоса производительностью 725 м3/час длина хода тележки составляет 5,2 м. Отдельные подачи составляют или хода тележки.

После подачи землесоса вперед боковые лебедки автоматически переключаются и корпус его начинает поворачиваться к противоположной кромке прорези, около которой опять происходит подача и землесос начинает поворачиваться в противоположную сторону. Описанный процесс продолжается пока тележка главной сваи не займет крайнее положение. Затем корпус земснаряда устанавливается вдоль оси прорези и автоматически происходит перезарядка тележки. На время перезарядки автоматически осаживается вспомогательная свая и поднимается основная. После передвижения тележки в исходное положение осаживается основная свая, поднимается вспомогательная и описанный процесс повторяется.

Погружение в грунт фрезерного разрыхлителя в пределах одной папильонажной ленты, т. е. без перемещения землесоса по длине прорези, для разработки ее в два слоя может производиться также автоматически.

Скорость папильонирования регулируется автоматически в зависимости от заданного содержания (до 30%) грунта в пульпе. При нарушении нормального режима работы перемещение землесоса приостанавливается.

При автоматическом управлении грунтозабором работа землесоса контролируется по световому табло, указывающему ход и последовательность выполнения автоматикой рабочих операций. При необходимости, автоматическое управление может быть переключено на ручное. Автоматизация рабочих процессов свайного землесоса с фрезерным разрыхлителем увеличивает содержание грунта в пульпе, соответственно повышает производительность землесоса и улучшает чистоту выработки.

Для предотвращения обсушки на месте укладки грунта концевой площадки плавучего грунтопровода ее перемещение автоматизировано. По предложению электрика землесоса А. Н. Чебурина на понтоне площадки устанавливают кронштейн. С него в воду опускают стержень с камерой, в которой находится электрическая лампочка. Против нее на некотором расстоянии установлен фотоэлемент. От последнего к лебедке концевого понтона идет электропровод. Как только между источником света и фотоэлементом появляется песок электромагнитные муфты тормозов лебедки концевого понтона выключаются и происходит автоматическое травление тросов, прекращающееся, когда рассматриваемое устройство выйдет из песка.

Проблема автоматизации грунтозабора многочерпаковых снарядов находится в стадии разрешения. Поэтому ниже рассматриваются проверяемые в производственной обстановке и разрабатываемые вновь принципиальные схемы автоматизации.

В осуществленной схеме автоматизации рабочих перемещений многочерпаковых снарядов возможное использование емкости черпаков обеспечивается полной нагрузкой черпакового привода, оцениваемой по силе тока в электродвигателе черпаковой цепи. В зависимости от нагрузки регулируется скорость выбирания боковых тросов. С увеличением ее возникает ток в двигателе, что вызывает автоматическое снижение скорости выбирания папильонажного троса. Это в свою очередь ведет к уменьшению нагрузки, т. е. вызывает восстановление мощности черпакового двигателя. Если нагрузка двигателя уменьшается по сравнению с расчетной величиной, то автоматика приводит к увеличению скорости вращения барабана папильонажной лебедки и устанавливается нормальная (расчетная) мощность двигателя черпакового устройства.

Такая автоматизация должна обеспечивать минимально возможное использование емкости черпаков и скорости их движения за счет регулирования скорости папильонирования.

При работе на тяжелых грунтах, когда мощность черпакового привода используется полностью, рассматриваемая автоматизация обеспечивает работу земснаряда с наибольшей производительностью возможной в заданных грунтовых условиях.

Если черпаковый двигатель работает с неполной мощностью, связь черпакового привода с лебедками не дает стабильности наполнения черпаков и полного использования производственных возможностей земснаряда, то в этом случае датчиком автоматического регулирования работы снаряда может быть наполнение черпаков. Это предложено грунтовой лабораторией ЦНИИЭВТа. Поставлена задача получения не постоянной, а наибольшей возможной производительности, которая в конкретных условиях определяется одним из следующих факторов: использованием емкости черпаков, способностью черпакового устройства отделять и поднимать грунт или освобождением черпаков от грунта после прохода верхнего барабана. Грунтозабор определяет производительность при разработке тяжелых грунтов, когда мощность двигателя недостаточна для полного заполнения черпаков. При плохом опорожнении черпаков от грунта уменьшают скорость движения черпаковой цепи и степень их заполнения грунтом. В этом случае автоматика регулирует скорость папильонажа, обеспечивая максимально возможное наполнение черпаков при данных грунтовых условиях. При большем наполнении черпаков система автоматики снижает скорость папильонирования до такой величины, при которой получается требуемое наполнение черпаков.

Для своевременного изменения скорости папильонажа наполнение черпаков должно регистрироваться в непосредственной близости от нижнего барабана — после того как черпак начнет заходить на раму или в начале движения его по ней.

Наполнение черпаков грунтом имеется в виду определять индикатором, представляющим собой ударник, работа которого синхронизирована с движением черпаковой цепи. Ударник бьет по каждому проходящему черпаку с постоянной энергией удара.

В результате удара в черпаке возникают затухающие колебания, воспринимаемые микрофоном, а если удар производится под водой, то гидрофоном.

При постоянной энергии удара характер колебаний черпака и следовательно распространяющийся около него звук зависит от степени заполнения черпака грунтом. Это заполнение и является датчиком регулирования скорости выбирания троса папильонажной лебедкой.

Для повышения производительности многочерпаковых снарядов требуется разработка автоматически действующего устройства для принудительной очистки черпаков от липких грунтов. Такие устройства неоднократно предлагались, но удачная конструкция пока не найдена.

Последнее обновление 07.08.15 20:21