Устройство управления положением драги в забое

Патент 870592

Авторы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

1 870592

Союз Советск ив

Социалистическик

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву

{ 22) За я еле но 04. 01 . 80 { 21 ) 2866542/29-03 с присоединением заявки ЖвЂ” (23) П рнорнтет (51) М. Кл.

Е 02 F 3/16

Е 02 F 9/20

3Ьоудврстеенный комитет

Опубликовано 07.10 81 ° Бюллетень № 37

Дата опубликования описвння09.10.81 ло делам иэабретеннй н открмтнй (53) УДК 621.879. .45(088.8) (72) Авторы изобретения

Н. Б. Лыков, Л. И. Жуйко и В. ;"А. Кривошеев

Научно-производственное объединение "Сибцветметавтоматика" (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ПОЛОЖЕНИЕМ ДРАГИ

В ЗАБОЕ

Изобретение относится к области. добычи полезных ископаемых и может найти применение для автоматизации процесса драгирования.

Известны устройства, в которых положение плавучего объекта (драги, землесосного снаряда и др ) определяется по отклонению его от продольной оси прорези (забоя) с помощью. гирокомпаса направления 11.

В указанных устройствах ось забоя определяется визуально, точность определения во многом зависит от интуиции оператора, что приводит в конечном итоге к излишним энергозат15 ратам при формировании границ выработки.

Наиболее близкой по технической сущности к предложенному устройству

20 является устройство управления положением драги в забое (2 .

Устройство содержит гирокомпас, ось которого кинематически связана с корректирующим электродвигателем и сельсин-датчиком, электрически соединенным с функциональным преобразователем угла поворота драги в линейную функцию, выход которого соединен с одним из входов блока сравнения, к другому входу которого через программный блок подключены задатчики углов маневрирования драги, а выход блока сравнения подключен к одному из входов блока управления носовыми лебедками в контактных выходных узлах, к другому входу которого подключен корректирующий блок, электрически соединенный с сельсин-датчиком гирокомпаса. Устройство содержит также датчик оси прорези.

При работе земснаряда на заданном участке вручную устанавливают гироскоп направления по предполатаемой оси прорези, отклонения от которой в дальнейшем фиксируются датчиком оси прорези, и через блок управления воздействуют на носовые лебедки, 870592

1О

55 приводя земснаряд в заданное положение.

Кроме этого, по заданной программе земснаряд осуществляет периодически повороты (маневры) в обе стороны от заданной оси прорези на величину углов поворота, определяемых заданием датчиков углов выхода на бровку.

Особенностью технологического режима черпания свайной драгой является зависимость параметров драгирования (длина и ширина стружки) от положения драги относительно оси забоя вследствие серповидности вырабатывае- мого слоя в горизонтальном сечении.

Ось забоя в этом случае определяется по направлению линии, проходящей через место положения рабочей сваи до и после зашагивания. . Длина стружки имеет максимальное значение вдоль оси забоя и равна величине зашагивания. По мере удаления драги к бортам забоя длина стружки уменьшается по косинусоидальной зависимости от угла поворота драги, что приводит при постоянной скорости боковой подачи к колебаниям коэффициента наполнения черпака и производительности драги. Чтобы сохранить производительность постоянной по всей дуге выработки, а процесс резания приблизить к оптимальному, скорость боковой подачи непрерывно корректируют в функции угла поворота драги. В этой связи требование к точности установки оси гирокомпаса по оси забоя возрастает.

В указанном устройстве j2) положение земснаряда хотя и определяется с помощью специального датчика, однако установка оси гирокомпаса производится также вручную, вследствие чего точность установки недостаточна, Целью изобретения является повышеV ние точности установки оси гирокомпаса по оси забоя и повышение производительности драгирования.

Цель достигается тем, что устройство снабжено вторым блоком сравнения, вторым блоком управления и блоком вы- 5 числения, вход которого соединен через коммутирующий ключ с выходом функционального преобразователя угла поворота и с входом второго блока сравнения, а выход вЂ” с другим входом второго блока сравнения, выход которого соединен с входом второго блока управления, выходное устройство которого электрически соединено с корректирующим электродвигателем гирокомпаса.

При этом блак вычисления выполнен в виде суммирующего усилителя и подключенных к нему двух параллельных цепей, каждая из которых состоит из последовательно соединенного нормально открытого контакта выходного узла первого блока управления и элемента памяти соответственно угла маневриро-. вания предыдущего и последующего хода драги, при этом нормально открытые контакты обеих цепей являются входом блока вычислителя, а вход суммирующего усилителя и выход элемента памяти угла маневрирования последующего хода драги являются его выходом.

На фиг. 1 изображена функциональная схема устройства; на Фиг. 2 вЂ” геометрическое изображение горизонтального сечения вырабатываемого слоя в дражном забое.

Устройство содержит гирокомпас 1, включающий сельсин-датчик 2 и корректирующий ocb гироскопа электродвигатель 3. С сельсин-датчиком 2 электрически связан функциональный преобразователь 4, преобразующий косинусоидальную зависимость сигнала сельсиндатчика 2 от угла поворота драги в линейную функцию. Выход преобразователя 4 непосредственно, а выходы задатчиков 5, 6 углов маневрирования драги через программный блок 7 электрически подключены к блоку сравнения 8.

В качестве задатчиков 5, 6 углов ма неврирования могут быть использованы, например, потенциометрические задатчики напряжения, Выход блока сравнения 8 соединен с одним из входов блока 9 управления носовыми лебедками драги. Блок 9 включает последовательно соединенные уси- . литель 10, фазочувствительный блок

11 и выходное устройство 12, воздействующее на носовые лебедки 13.

Выход сельсин-датчика 2 дополнительно связан через корректирующий блок 14 с другим входом блока 9. Корректирующий блок 14 является составной частью системы автоматического регулирования добычного комплекса, драги и осуществляет функциональное воздействие по серповидности вырабатываемого слоя забоя на изменение скорости боковой подачи драги.

Кроме этого, функциональный преобразователь 4 соединен через коммутирующий ключ 15 с блоком 16 вычисленапьного преобразователя 4 угла поворота. Суммарный сигнал усиливается усилителем 10 и через фазочувствительный блок 1 1 поступает на выходное устройство 12, которое воздействует на систему управления носовыми лебедками 13, Драга разворачивается на заданный угол до тех пор, пика сигнал с преобразователя 4 не уравновесит сигнал с программного блока 7 (суммарный сигнал с блока сравнения 8 равен нулю), Аналогичная ситуация возникает и при движении драги в противоположный угол (правый), величина которого эадается задатчиком 6. При этом корректирующий блок 14 автоматически корректирует скорость боковой подачи в функции косинуса угла поворота дра20 ги компенсируя изменения режима резания, вызываемые серповидностью срезаемого слоя.

После выработки всего забоя производится очередное эашагивание драги.

При зашагивании замыкается коммутирующий ключ 15 (вручную или по определенной программе) и драга разворачивается на некоторый угол )„,к ближайшему от рабочей сваи борту забоя (например вправо) . Величина угл а V произвольна и либо равна заданию, либо устанавливается оператором. вручную. При отработке драгой угла поворота Ч замкнут контакт 18 и на

1 запоминающеи устройстве 19 фиксируется значение этого угла. Затем поднимается рабочая свая, опускается нерабочая свая и драга разворачивается в другую сторону на угол . При этом контакт 18 разомкнут, а контакт 20 замкнут и угол фиксируется на запоминающем устройстве 21. После отработки угла поворота 4g нерабочая свая поднимается, а рабочая опускается.

Еспи угол Ч = Ч „, то после зашагивания рабочая свая опустится s точку

0, и следовательно ось забоя не изменит своего направления (остается прежней 0-0) . В этом случае на выходе блока вычисления 16, осуществляющего операцию вычисления вЂ” Е+ +%

3 появляется сигнал, равный значению угла 4К2, который компенсируется сигея налом противоположного знака,по величине равным Ч 2, который поступает с преобразователя 4. В результате этого на выходе блока сравнения )7 сигнал равен нулю, а на выходе блока управления 23 отсутствует управляюн е

5 870592 6 ния алгебраической полусуммы сигналов углового маневрирования драги при за-., шагивании и с входом второго блока сравнения 17, другой вход которого .соединен с выходом блока вычисле- ния 16.

Блок 16 вычисления алгебраической полусуммы сигналов углового маневпи« рования драги при зашагивании содержит две входные цепи и две выходные..

Одна входная цепь формируется из последовательно включенных нормально открытого контакта 18 выходного устройства 12, управляющего предыдущим ходом носовой лебедки (например . влево) и запоминающего устройства 19, а другая входная цепь формируется аналогичной цепью иэ последовательно включенных нормально открытого контакта

20 выходного уатройства 12, управляющего последующим ходом носовой ле- . ,бедки (соответственно вправо), и запоминающего устройства 21. Выходы запоминающих устройств 19 и 21 соединены с входами суммирующего усилителя

22 (например операционного) . Выход усилителя 22 формирует один канал выхода блока 16, а дополнительный выход запоминающего устройства 21 формирует другой канал выхода блока )6.

Выход блока сравнения 17 соединен с . входом второго блока управления 23, включающего последовательно соединенные усилитель 24, фазочувствительный блок 25 и выходное устройство 26, электрически связанное с корректирующим электродвигателем 3 оси гироскопа.

Устройство работает следующим образом.

При обычном драгировании на участке выработки с определенной ранее осью забоя (ось 0-0 на фиг. 2) драга периодически совершает маневры вокруг рабочей связи, забитой в точке 01, осуществляя послойную выработку забоя радиусом г. При этом коммутирующий ключ -15 разомкнут и управление процессом драгирования осуществляется по верхнему контуру функциональной схемы (фиг ° 1), а именно: програм50 мный блок 7 по определенной программе подает сигнан от задатчиков угла маневриров ания, например задатчика

5, на вход блока сравнения 8, где происходит алгебраическое суммирова-. ние сигнала задания (левого угла маневрирования) и текущего угла манев,рирования, поступающего от функцио870592

Формула изобретения щее воздействие на корректирующий электродвигатель 3 гирокомпаса. После зашагивания ключ 15 размыкается.

Для изменения направления оси забоя угол 4> должен быть не равен углу Ч „. При этом, если угол 4g >< то ось забоя смещается влево, если угол М (Ч „,то ось. забоя смещается вправо относительно прежнего направления. На фиг. 2 изображен ва- 1п риант смещения оси О-б забоя влево

1 1

I положение O вЂ” 0 - при очередном зашагивании (перемещение рабочей сваи из точки О в 0 g . В данном случае угол предыдущего маневрирования при зашагивании (ф вЂ” угла после1 дующего маневрирования, С выхода блока вычисления, 16 появляется сигнал, равныи, который алгебраиМ + Ф2

I чески суммируется с сигналом Ч поступающим с преобразователя 4, в результате чего на выходе блока сравнения 17 появляется сигнал разбаланса, равный по величине углу М . Блок управления 23 отрабатывает регулирующее воздействие, вращая корректирующий электродвигатель 3 гирокомпаса, изменяя величину сигнала, пос» тупающего на вход блока 17 с преобразователя 4 до момента равновесия, ЗО т.е. до исчезновения сигнала разба,,ланса.В этом случае ось гирокомпаса ориентируется по новому направлению оси 0-0 забоя. При совпадении оси гироскопа с осью забоя сигнал с сельсина датчика 2 максимальный, т.е. cos9=1.З>

С помощью предложенного технического решения точность установки оси гирокомпаса по оси забоя при зашагйвании определяется чувствительностью компенсационной балансной схемы, уп- 4П равляющей корректирующим электродвигателем гирокомпаса, которая лежит в пределах +10 для современных средств автоматизации. Устройство управления положением драги в забое повышает про- 45 изводительность драги по горной массе на ЗЖ и снижает удельные энергозатраты на 47..

1. Устройство управления положением драги в забое, включающее гирокомпас, ось которого кинематически связана с корректирующим электродвигателем и

8 сельсин-датчиком, электрически соединенным с функциональным преобразоватепем угла поворота драги, выход которого соединен с одним из входов блока сравнения, к другому входу которого через программный блок подключены задатчики углов маневрирования драги, а выход блока сравнения подключен к одному из входов блока управления носовыми лебедками с контактным выходным узлом, к другому входу которого подключен корректирующий блок, электрически соединенный с селвсин-датчиком гирокомпаса, о твЂ” л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности установки оси гирокомпаса по оси забоя и повышения производительности драгирования, оно снабжено вторым блоком сравнения, вторым блоком управления и блоком вычисления, вход которого соединен через коммутирующий ключ с выходом функционального преобразователя угла поворота драги и с выходом второго блока сравнения, а выход вЂ” с другим входом второго блока сравнения, выход которого соединен с входом второго блока управления, выход которого .электрически соединен с корректирующим электродвигателем гирокомпаса.

Устройство по и. 1, о т л ивЂ” ч а ю щ е е с я тем, что блок вычисления выполнен в виде суммирующего усилителя и подключенных к его входу двух параллельных цепей, каждая из которых состоит из последовательно соединенного нормально открытого контакта выходного узла первого блока управления и элемента памяти угла маневрирования предыдущего и последующего хода драги соответственно, при этом выход суммирующего усилителя и выход элемента памяти угла маневрирования последующего хода драги являются выходами блока вычисления, а нормально открытые контакты обеих цепей являются его входами.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Коуров Г. Н. Устройство контроля текущей длины стружки, срезаемой черпаками драги, Труды СГИ, вып. 98, 1973, с. 62.

2. Авторское свидетельство СССР и 392217, кл. Е 02 F 9/20, 1967 (прототип) .