BUDOWA I ROZWÓJ KOPAREK WIELONACZYNIOWYCH KOŁOWYCH
CONSTRUCTION AND DEVELOPMENT OF BUCKET LADDER EXCAVATORS
Jerzy Alenowicz – IGO Poltegor-Instytut, Wrocław
W artykule przedstawiono pochodzenie i rozwój koparek kołowych, podano podstawowe parametry techniczne. Przedstawiono również rozwój poszczególnych głównych mechanizmów i zespołów, takich jak zespół urabiania, obrotu oraz układów transportowanego urobku. Wskazano na tendencje rozwojowe tych maszyn.
Genesis and development of bucket ladder excavators as well as basic technological parameters have been presented in this paper. Development of particular main mechanisms and units, like mining, rotation and output transport have been presented as well. Development tendency of those machines have been pointed out.
MOŻLIWOŚCI WYKORZYSTANIA TECHNOLOGII BEZPRZEWODOWYCH DO ZABEZPIECZENIA PRZECIWPOŻAROWEGO MASZYN PODSTAWOWYCH GÓRNICTWA ODKRYWKOWEGO
POSSIBILITIES OF WIRELESS TECHNOLOGIES APPLICATION FOR FIRE PROTECTION IN BASIC MINING MACHINES
Jerzy Krodkiewski, Dariusz Kot – Centrum Elektryfikacji i Automatyzacji Górnictwa EMAG, Katowice
Zabezpieczenie przeciwpożarowe maszyn podstawowych w kopalniach węgla brunatnego jest obecnie realizowane w oparciu o systemy sygnalizacji pożarowej stosowane do ochrony obiektów stacjonarnych. Rozwiązanie to zapewnia prawidłowe zabezpieczenie przestrzeni zamkniętych takich jak szatnie, magazyny, warsztaty, kabiny operatorów itp. Nierozwiązanym problem jest ochrona ruchomych części maszyn (szczególnie taśmociągów) eksploatowanych w przestrzeni otwartej lub częściowo osłoniętych, których nie można zabezpieczyć przy użyciu typowych czujek pożarowych.
Autorzy artykułu rozważają możliwość wykorzystania zdalnej kontroli temperatury ruchomych części maszyn do wczesnego wykrywania możliwości zapalenia taśmy przenośnika na skutek tarcia o zablokowany bęben lub krążnik. Może to być realizowane metodą bezdotykową za pomocą sieci kamer termowizyjnych zainstalowanych wzdłuż przenośnika, lub poprzez wyposażenie elementów ruchomych (bębnów i krążników) w inteligentne bezprzewodowe czujniki temperatury. Informacja o wykrytym zagrożeniu pożarowym musi być wprowadzona do centrali pożarowej systemu zabezpieczenia p.poż maszyny za pośrednictwem odpowiedniego modułu wejściowego.
Fire protection in basic machines used in brown coal opencast mines is presently realized on the basis of fire signalization systems applied for stationary objects protection. This solution ensures correct protection of closed spaces, like: checkrooms, warehouses, workshops, operators cab, etc. Unsolved remains the problem of protection of mobile parts of machines (especially belt conveyors), exploited in open space or partly sheltered. Those machines cannot be protected with typical fire warning sensors.Authors are considering possibilities of utilization of remote temperature control in mobile parts of machines for quick detection of fire in conveyor belts, resulting from friction. It can be realized with a method without touch, with a net of thermo- -vision cameras installed along conveyor belts or by providing mobile elements (drums and runners) with intelligent wireless temperature sensors. The information about detected fire threat must be stored in central office of fire protection through the mediation of adequate input module.
PRZEGLĄD METOD WYKRYWANIA I SYGNALIZACJI POŻARÓW W ROZLEGŁYCH OBSZARACH
REVIEW OF METHODS OF DETECTION AND FIRE SIGNALING IN WIDESPREAD AREAS
Mariusz Woszczyński, Sebastian Jendrysik – Centrum Mechanizacji Górnictwa Komag, Gliwice
Jerzy Alenowicz – IGO Poltegor Instytut, Wrocław
W artykule przedstawiono analizę funkcjonalną metod i systemów wykrywania i sygnalizacji inicjacji pożaru w rozległych obszarach, szczególnie w systemach przenośników taśmowych i w górnictwie. Omówiono główne przyczyny pożarów górniczych oraz przebieg zjawisk, umożliwiających ich wczesne wykrycie. Przedstawiono systematykę metod diagnostyki pożarowej oraz budowę i zasady funkcjonowania poszczególnych typów czujników, od czujek punktowych, obejmujących czujniki dymu, gazu, temperatury, promieniowania i wielo-sensorowe, poprzez systemy liniowego pomiaru temperatury, układy liniowe kabli termoczułych i układy światłowodowe aż po układy obserwacji powierzchniowej, przy użyciu kamer termowizyjnych i oprogramowania analizującego obrazy. Uwzględniono najważniejsze cechy poszczególnych systemów oraz ich przydatność w wykrywaniu pożarów na rozległych obszarach.
Functional analysis of methods and systems of fire detection and fire signaling in widespread areas, especially in systems of belt conveyors and in mining have been presented in this paper. Main reasons of mining fires and a course of those occurrences, enabling its early detection have been discussed. Systematics of methods of fire diagnosis as well as construction and mechanism of functioning of particular types of sensors have been presented (point detectors- detectors of smoke gas, temperature, radiation; multi-sensors and systems of linear temperature measurement, linear systems of thermo-sensitive cables and systems for surface observation with thermo-visional cameras and analysis software). The most important features of particular systems and their applicability in fires detection in widespread areas have been discussed.
STEROWANIE JAZDĄ MASZYN GÓRNICZYCH REGULACJA PRĘDKOŚCI Z KOREKCJĄ MOMENTU
STEERING OF MINING MACHINES DRIVING VELOCITY CONTROL WITH DRIVING TORQUE CORRECTION
Zbigniew Borczyk – IGO Poltegor-Instytut, Wrocław
Marek Trajdos – T-System Projekt Sp. z o. o., Łódź
Powszechne stosowanie przekształtników częstotliwości, połączonych przemysłowymi sieciami komunikacyjnymi, do zasilania i sterowania układów napędowych z klatkowymi silnikami indukcyjnymi umożliwia implementowanie złożonych algorytmów regulacji. Do takich układów należą napędy gąsienicowych mechanizmów jazdy maszyn górniczych. Układy sterowania wyposażone w zamknięte pętle sprzężenia zwrotnego prędkością pozwalają na wykorzystanie chwilowych, dokładnych wartości pradu czynnego stojana, prędkości obrotowej silnika i momentu napędowego na wale silnika.
Wymiana danych pomiędzy układem nadrzędnym (sterownik PLC) oraz poszczególnymi falownikami (w układzie poziomym peer-to-peer) umożliwia dokładne sterowanie pojedynczymi gąsienicami w ramach całościowego algorytmu sterowania. Opisane wyżej podejście pozwala na wprowadzenie do klasycznego algorytmu sterowania prędkościowego poprawki uwzględniającej chwilowe wartości obciążeń dla poszczególnych gąsienic. Umożliwia to znaczną redukcję naprężeń w elementach konstrukcyjnych podwozia. W artykule przedstawiono praktyczną realizację algorytmu sterowania na nowej koparce KWK 910 przeznaczonej do pracy w złożach trudno urabialnych w BOT KWB Turów S.A.
Common usage of frequency converters, connected with industrial communication networks, for steering and energizing of power transmission systems with squirrel-cage induction motors enables implementation of complex algorithms of regulation. Caterpillar power transmission systems of steering of mining machines driving rank to those systems. Control system provided with closed loops of velocity feedback enables utilization of momentary, precise values of active current of a stator, motor rotational speed and driving torque on the engine shaft. Data exchange between superior system (PLC controller) and particular inverters (in peer-to-peer horizontal system) enables precise steering with particular caterpillars in the framework of the overall steering algorithm. The solution presented above enables to make a correction to classic algorithm of velocity steering which will take into consideration momentary load values for particular caterpillars. This enables considerable reduction of stresses in construction elements of the chassis. This study presents practical realization of the algorithm in new KWK 910 excavators destined for hard deposits in BOT KWB Turów S.A
STEROWANIE NAPĘDU ZWODZENIA WYSIĘGNIKÓW I OBROTU NADWOZIA W MASZYNACH GÓRNICTWA ODKRYWKOWEGO Z WYKORZYSTANIEM PRZEKSZTAŁTNIKÓW AC
STEERING OF LIFTING AND ROTATION MECHANISM WITH APPLICATION OF AC CONVERTERS IN SELECTED OPENCAST MINING MACHINES
Marek Trajdos, Wojciech Roman – T-System Projekt Sp. z o.o., Łódź
W artykule przedstawiono wybrane aspekty parametryzacji układów napędowych z przekształtnikami prądu zmiennego o regulowanej częstotliwości. Rozważania zostały przeprowadzone na przykładzie napędów obrotu nadwozia i podnoszenia wysięgników maszyn podstawowych górnictwa odkrywkowego. Szczególny nacisk położono na analizę zjawisk zachodzących w obiektach o dużych masach i momentach bezwładności oraz eliminacji niepożądanych aspektów.
Selected aspects of power transmission systems parameterization with variable current converters with controllable frequency is being presented in this article. This study was conducted on the example of drives of tower rotary and outrigger lifting in basic opencast mining machines. Authors have put special emphasis on analysis of effects occurring in objects with large masses in moments of inertia and elimination of undesirable aspects.
SYSTEM ZDALNEJ DIAGNOSTYKI MASZYN PODSTAWOWYCH
SYSTEM OF REMOTELY CONTROLLED DIAGNOSIS OF BASIC MACHINES
Krzysztof Baranowski, Zbigniew Borczyk, Wojciech Radziejewski, Piotr Smarzyński – IGO Poltegor-Instytut, Wrocław
Konrad Leśniewski – BOT KWB Turów S.A
Kopalnie odkrywkowe charakteryzują się znacznym rozproszeniem przestrzennym a dojazd do maszyn (koparki i zwałowarki) w bardzo trudnym terenie zajmuje zazwyczaj od kilkunastu do kilkudziesięciu minut. Z tego powodu bardzo istotna jest właściwa identyfikacja awarii powodujących blokadę pracy maszyny, co pozwala wysłać odpowiednie służby do jej usunięcia. W typowych systemach dyspozytorskich stosowanych w polskich kopalniach są przesyłane z maszyn jedynie podstawowe informacje w bardzo ograniczonym zakresie. Informacje przekazywane głosowo nie zawsze pozwalają dokładnie określić przyczynę awarii, szczególnie gdy jest ona wynikiem sekwencji zdarzeń. Od kilku lat w BOT KWB Turów S.A. jest eksploatowany i rozwijany system zdalnej diagnostyki maszyn z wykorzystaniem transmisji danych w technologii GSM. Z maszyn są przesyłane do stanowiska diagnostycznego wszystkie dane dostępne dla operatorów oraz archiwa zdarzeń. Pozwala to połączyć się on-line z maszyną i na ekranach identycznych jak na panelach operatorskich podglądać stan bieżący jak i przeglądać dane archiwalne składowane w magazynie danych. Dostęp do tych informacji mają odpowiednie służby poprzez mechanizmy sieciowe. W referacie przedstawiono system diagnostyki oraz jego praktyczne wykorzystanie.
Opencast mines are characterized by a considerable surface dispersion and access to a machine (excavator, dumping conveyor) in very difficult areas takes usually from several to over a dozen minutes. That is why, it is very important to identify failures causing immobilization of machine in a proper way. This enables expedition of adequate services in order to remove a failure. In typical dispatcher systems, applied in Polish mines, only basic information and in very restricted range is transferred form the machine. That information is passed vocally and not always enables precise determination of reasons of failure, especially if it is a result of sequence of events. System of remote diagnosis of machines, with data transmission in GSM technology is exploited and developed in BOT KWB Turów S.A. All data accessible for operator and archives of events are transferred from machines to diagnostic stand. This enables on-line connection with machine and monitoring of current state (on screens similar to those on operator’s panels) and review of data archives. Suitable services have access to this information via net. Diagnosis systems as well as practical utilization are being presented in the paper.
TECHNIKA PRZEKSZTAŁTNIKOWA W NAPĘDACH JAZDY I OBROTU NA MASZYNACH PODSTAWOWYCH – DOŚWIADCZENIA EKSPLOATACYJNE
CONVERTER TECHNOLOGY IN DRIVING AND ROTATION POWER TRANSMISSIONS IN BASIC MACHINES- EXPERIENCE FROM MINES EXPLOITATION
Leszek Hertel – BOT KWB Bełchatów S.A.
W artykule omówiono wpływ na maszynę, części ze stwierdzonych podczas eksploatacji maszyn błędów lub nieprawidłowych rozwiązań, oraz sposoby ich usunięcia lub ograniczenia. Omówione stwierdzone zależności i zaobserwowane lub zarejestrowane zjawiska występujące w pracy napędów obrotu i pojazdu na koparkach. W podsumowaniu (wnioskach) jest sugestia, że do napędu jazdy nie należy stosować układu z jednakowymi momentami na wszystkich silnikach, a w napędzie obrotu należy stosować inny zestaw parametrów do jazdy w lewo, a inny do jazdy w prawo. Przy stosowaniu jednego zestawu parametrów należy dobrać je przede wszystkim do jazdy w lewą stronę.
The influence of several faults or incorrect solutions found during machine exploitation as well as methods of their removal or limitations have been discussed in this paper. Dependences and observed or registered effects occurring in excavators driving and rotation power transmissions have been presented. It is suggested in conclusions that other parameters set should be applied in rotation power transmission during movement in right direction and in left direction and that in driving power transmissions shouldn’t be applied system with similar moments on every engine. Parameters for movement in left direction should be selected if there is only one parameters set.
POJAZD SERWISOWY DLA GÓRNICTWA ODKRYWKOWEGO
SERVICE VEHICLE FOR OPENCAST MINING
Tadeusz Lewandowski, Wiktor Słomski, Wiktor Stefurak – Instytut Konstrukcji i Eksploatacji Maszyn, Politechnika Wrocławska
Jarosław Kamiński, Jan Malinowski – Przedsiębiorstwo Innowacyjno-Wdrożeniowe Inter-Technik Sp. z o. o., Zgorzelec
W artykule przedstawiono prototypowy pojazd do serwisowania maszyn i urządzeń technicznych zlokalizowanych w trudnym terenie (np. odkrywka kopalni) zbudowany przez Inter-Technik Sp. z o. o. przy współpracy projektowej zespołu z Instytutu Konstrukcji i Eksploatacji Maszyn Politechniki Wrocławskiej. Prototyp przygotowano na zamówienie KWB Bełchatów w wersji do obsługi układów centralnego smarowania maszyn podstawowych i innych urządzeń rozlokowanych na terenie kopalni. Przewidziano również inne wersje wyposażenia pojazdu np. do racjonalnej i ekologicznej gospodarki olejami i płynami eksploatacyjnymi.
Zadaniem pojazdu serwisowego, zbudowanego na podwoziu samochodu terenowego jest dostarczenie środka smarnego do miejsca pracy maszyny oraz przetłoczenie wymaganej ilości do zasobnika lub bezpośrednio do węzła smarowniczego. Zastosowany układ dystrybucji smaru zapewnia jego bezawaryjną pracę w ekstremalnych warunkach pogodowych i umożliwia obsługę węzłów zlokalizowanych w odległości do 30m od pojazdu. Pojazd jest w pełni niezależny i nie wymaga zewnętrznych źródeł zasilania urządzeń w czasie pracy. Automatyka sterowania pracą pojazdu umożliwia pełną kontrolę procesu roboczego. Zastosowano niekonwencjonalne rozwiązania konstrukcyjne wyposażenia pojazdu umożliwiające spełnienie wymagań w aspekcie eksploatacyjnym jak również uprawnienie gospodarki środkiem smarnym w aspekcie logistycznym.
Prototype of a vehicle for technical machines and equipments service, localized in a difficult area (for example mine strip), constructed by Inter-Technik Sp. z o. o. with design cooperation of the team from the Institute of Machines Construction and Exploitation from Wrocław Technical University is being presented in this article. This prototype was made to KWB Bełchatów order in a version for maintenance of central lubrication systems of basic machines and other installations in the area of a mine. There are also other versions of equipment of these vehicles, for example: for rational and ecological management of oils and exploitation fluids.
The main task of this service vehicle, constructed on the chassis of cross-country vehicle, is delivering of lubricating medium to the area of machine operation as well as overpressing of demanded quantity of lubricant to storage bin or directly to the lubrication point. Applied system of lubricant distribution ensures failure-free operation in extreme weather conditions. It also enables maintenance of lubrication points within the distance of 30 m from the vehicle. This vehicle is fully independent and does not need any outside energy supplies. Automatics of steering of vehicle drive enable full control of working processes. Unconventional construction and equipment solutions were applied. This enables fulfillment of all requirements in the exploitation aspect as well as rationalization of lubricating medium management in logistic aspect.
WPŁYW ZMIENNOŚCI MAS NA PRZEBIEG ROZRUCHU PRZENOŚNIKA TAŚMOWEGO
INFLUENCE OF MASSES VARIABILITY ON BELT CONVEYORS START-UP
Piotr Ligocki, Bogusław Karolewski – Instytut Maszyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych, Politechnika Wrocławska
Przedstawiono sposób modelowania zmian masy urobku przenoszonego przez przenośnik taśmowy włączony w ciąg transportowy. Uwzględniono zarówno zmiany wywołane zdawaniem urobku, jak i doładowywaniem przez przenośnik poprzedni w ciągu. Dokonano symulacji przebiegów rozruchowych z wykorzystaniem rozbudowanego matematycznego modelu przenośnika napędzanego silnikami klatkowymi lub pierścieniowymi. Badano wpływ doładowywania przenośnika przez poprzedzający go w ciągu na przebiegi sił w taśmie. Pokazano skutki niewłaściwego doboru czasu załączenia przenośnika poprzedzającego badany. Wykazano celowość uwzględniania zmian mas w modelowaniu przenośników.
Way of modelling of variations of load mass carried by belt conveyor included in a sequence of conveyors was presented. Variations produced by both unloading and loading by previous conveyor was taken into account. Simulations of start-up courses by using the extended mathematical belt conveyor model drived by squirrel cage or wound rotor motors was performed. Influence of loading of belt conveyor by previous conveyor in conveyors sequence on courses of forces in belt was investigated. Effects of inappropriate choice of start time for previous conveyor was presented. Advisability of taking into consideration of masses variability in belt conveyor modelling was proved.
ZASTOSOWANIE SPECJALNEGO TWORZYWA POLIMEROWEGO EPY® W MONTAŻU MASZYN I URZĄDZEŃ INSTALOWANYCH W GÓRNICTWIE ODKRYWKOWYM
APPLICATION OF A SPECIAL EPY® POLYMER COMPOUND FOR THE ASSEMBLING OF MACHINERY AND EQUIPMENT INSTALLED IN THE SURFACE MINING
Karol Grudziński, Jędrzej Ratajczak – Katedra Mechaniki i Podstaw Konstrukcji Maszyn, Politechnika Szczecińska
Wiesław Jaroszewicz – Marine Service Jaroszewicz Wiesław, Szczecin
W artykule przedstawiono nowoczesną efektywną metodę montażu ciężkich maszyn i urządzeń przy użyciu specjalnie do tego celu opracowanego tworzywa polimerowego EPY. Dokonano analizy porównawczej charakterystyk mechanicznych połączeń stykowych powierzchni chropowatych, bezpośrednich oraz z cienką warstwą tworzywa polimerowego odlaną i utwardzoną między tymi powierzchniami. W analizie i ocenie metod montażu maszyn i urządzeń uwzględniono kryteria techniczne, ekonomiczne i eksploatacyjne. Przedstawiono wyniki specjalnych badań laboratoryjnych, które potwierdzają istotne zalety techniczne, występujące w przypadku stosowania cienkiej warstwy tworzywa utwardzonej pomiędzy łączonymi ze sobą powierzchniami elementów maszyn. Omówiono podstawowe właściwości technologiczne i wytrzymałościowe tworzywa EPY i pokazano szerokie możliwości jego zastosowania w praktyce. Podano kilka konkretnych przykładów (ilustrujących różne możliwości praktycznego zastosowania tworzywa EPY w montażu nowych oraz remoncie i modernizacji istniejących już maszyn i urządzeń stosowanych w górnictwie odkrywkowym.
This paper presents a modern and highly effective method of assembling heavy machinery and equipment with use of special EPY compound which had been worked out particularly to this purpose. A comparison analysis of the mechanical characteristics for the contact interface of rough surfaces, connected directly and with a thin layer of polymer compound, cast and hardened between them , were made. In the analysis and evaluation of the assembling methods technical, economic and maintenance criteria were taken into account. Some results of special laboratory tests are presented, which confirm the essential technical advantages of the EPY compound application in the assembling of machine components. The basic technological and strength properties of the EPY compound are discussed and the wide possibilities of its practical application are shown. Some real examples are presented in order to illustrate various possibilities of the compound’s application in assembling new machines and devices as well as in repairing and modernisation of the already existing objects in the surface mining.
WYMIANA SILNIKÓW HYDRAULICZNEGO NAPĘDU JAZDY TRANSPORTERA GĄSIENICOWEGO TUR 500.1
HYDRAULIC DRIVE MOTORS REPLACEMENT OF CATERPILLAR TRANSPORTER TUR 500.1
Jacek Cink, Marek Gozdalik, Andrzej Kosucki – Katedra Maszyn Roboczych, Napędów i Sterowania, Politechnika Łódzka
W hydrostatycznym napędzie mechanizmu jazdy transportera gąsienicowego TUR 500.1 stwierdzono nieprawidłowości, których przyczyną była utrata szczelności silników hydraulicznych SOK 400. Po przeprowadzonej analizie jako zamienniki wytypowano silniki MSE 1110 firmy POCLAIN. Z uwagi na ograniczoną przestrzeń zabudowy wykorzystano jedynie części hydrauliczne silników, tzw. hydrobazy, pozostałe elementy wykonano we własnym zakresie. Wykonano również nowe połączenia hydrauliczne silników. Przeprowadzone badania eksperymentalne wykazały prawidłową pracę mechanizmów jazdy obu gąsienic.
During the work of hydrostatic travelling mechanism of caterpillar transporter TUR 500.1 some problems appeared. They came from leakage of hydraulic motors SOK 400. As a result of analysis the POCLAIN motors MSE 1110 were chosen to replace previous motors. The building space was limited and due to this the hydraulic parts of motors only, called hydro basis were used. The other elements were done by the authors as well as the new hydraulic joints of motors. The experimental tests confirmed the proper work of travelling mechanisms of both caterpillars.
SYSTEM KOPARKI-WYWROTKI Z PRIORYTETEM WYWOZU DANEGO TYPU UROBKU
THE SHOVEL-TRUCK SYSTEM WITH PRIORITY FOR REMOVAL OF A GIVEN TYPE OF ROCK EXTRACTED
Jacek M. Czaplicki – Instytut Mechanizacji Górnictwa, Politechnika Śląska, Gliwice
System koparki-wywrotki ma cały czas bardzo duże zastosowanie w górnictwie powierzchniowym. Metoda jego analitycznego modelowania, analizy i obliczania została sformułowana niedawno w Polsce. Jest to widoczny postęp w tej dziedzinie, jednakże drugi niezmiernie istotny problem dla tego typu systemu maszynowego stale czeka na analityczny opis. Mowa tu o ilościowej ocenie reguł sterowania systemem, przede wszystkim reguł alokacji wywrotek. Jeżeli skonstruowana by została tak metoda ilościowej oceny stosowanych reguł, wówczas istniałaby możliwość oceny, która z metod jest lepsza, a która gorsza z danego punktu widzenia. W artykule rozważony został pewien istotny problem wchodzący w zakres teorii i praktyki takiego sterowania. Mowa tu o wprowadzeniu priorytetu wywozu tego typu skały. Wprowadzona reguła priorytetowa zmienia charakterystyki systemu. Autor prezentuje metodę analizy systemu bez priorytetu by następnie zidentyfikować zmiany, jakie powinny zajść w metodzie obliczania systemu by ukazać efekty wprowadzonej reguły.
Shovel-truck systems are widely applied in surface mining around the world. A comprehensive method of analytical modelling, analysis and calculation has been developed recently in Poland. However, a very important problem connected with the above and concerning the truck dispatching is still waiting for good mathematical description allowing for quantitative assessment. Such an evaluation will permit a comparison between different truck dispatching rules being in use. In this paper a certain vital problem of truck dispatching is considered. This is the case when removal of a given type of rock extracted is needed to speed up. The haulage system is divided stochastically when this type of priority is being implemented. Author gives the way in which effects of such priority can be traced in the calculation system procedure.