Устройство контроля положения рабочего органа экскаватора для вскрытия трубопроводов

1011Изобретение относится к землеройным машинам непрерывного действия,предназначенным для вскрытия трубопроводов, например неФте- или газопроводов, при ремонте, реконструкцииили т,п, В частности, оно относитсяк элементам конструкции таких машин,призванных обеспечить необходимуюточность выдерживания положения рабочего органа относительно трубы, 10а именно к устройствам контроля этого положения,Задача обеспечения достаточно точного выдерживания взаимного положения рабочего органа и вскрываемой 15трубы является весьма важной, Превышение допустимого значения отклонения рабочего органа от трубы можетпривести к серьезной аварии, повреждению экскаватора или разрушению тру юбы. Последнее, особенно при работахпо вскрытию действующих трубопроводов, может привести к несчастным случаям вплоть до человеческих жертв,а также к отрицательным экологическим 5.последствиям. Известные машины для вскрытия трубопроводов снабжаются датчиками положения рабочего органа относительно трубы, связанными с соответствующими индикаторами или сигнализаторами.Известен траншейный экскаватор для вскрытия трубопроводов, в котором перемещения рабочего органа относительно трубопровода Фиксируются датчиками приборов управления рабочим органом в виде установленных на подпружиненной раме щупов1.В этом устройстве конструкция до" 40 статочно громоздка, поскольку датчиком высоты является по существу сама подпружиненная рама. На этой раме на шарнире расположен датчик бокового отклонения в виде щупа, охва тывающего трубу по диаметру. Такое устройство датчика необходимо в этой конструкции для исключения влияния отклонения по высоте на показания дат чика бокового отклонения. Размещение 50 такого устройства в пространстве между роторами машины связано -с конструктивными трудностями.Известно также устройство контроля положения рабочего органа экскаватора для вскрытия трубопроводов, включающее датчик положения рабочего органа и индикаторы вертикального и 798 2горизонтального отклонения рабочегооргана2 .В этом устройстве индикация положения рабочего органа осуществляетсякопирно-зачистным механизмом, который выполнен из охватывающего трубопровод щита и направляющими, в которых с возможностью вертикальных перемещений установлен копир, причем щити копир снабжены трособлочными системами, которые связаны с сигнализатором, закрепленным на раме заднейопоры экскаватора.Такое силовое копирно-зачистноеустройство весьма громоздко, металлоемко, невозможность его размещения в стесненных условиях пространства между роторами рабочего органа итрубы ведет к увеличению общей длинымашины. Точность индикации отклоненияс помощью трособлочной системы, атакже из-за удаления датчиков от ротора весьма невысока, а расположениесигнализаторов на раме задней опорынеудобно для тракториста,Целью изобретения является повышение точности контроля и упрощениеустройства, а также использованиерезультатов контроля для управления,Поставленная цель достигается тем,что в устройстве контроля положениярабочего органа экскаватора длявскрытия трубопроводов, включающемдатчик положения рабочего органа ииндикаторы вертикального и горизонтального отклонений рабочего органа,датчик положения рабочего органа выполнен в виде двух пар потенциометров,одна из которых включена последовательно, а другая параллельно,.и двух расположенных симметрично относительно вертикальной плоскостисимметрии рабочего органа подпружиненных щупов, кинематически связанных с движками обоих пар потенциометров, подключенными к индикаторамвертикального и горизонтального отклонений.Параллельно соответствующим индикаторам подключены входы блоков управления высотным положением рабочегооргана и направления движения экскаватора,На чертеже показана схема устройства.На схеме показан вскрываемый трубопровод 1, щупы 2 и 3 датчика положения, пружинами ч и 5 прижатые к3 1011798 4трубе 1, Каждый щуп 2 и 3 кинемати- отклонении рабочего органа в плосчески связан с двумя движками срот- кости чертежа (фиг. 1) влево щуп 2ветственно 6, 7 и 8, 9 двух пар потен и движки 6 и 7 сдвигаются вниз, ациометров 10, 11 и 12, 13. Две пары. щуп 3 и движки 8 и 9 поднимаютсяодинаковых потенциометров 10, 11 .вверх. В этом случае разность потени 12, 13 присоединены к источнику на" циалов между движками 6 и 8, измепряжения: потенциометры 10, 11 - па- ренная индикатором, 16,оказываетсяраллельно и потенциометры 12, 13. - практически равной нулю, а разностьпоследовательно, К движкам 7 и 9 под- потенциалов между движками.7 и 9,ключен индикатор 14 бокового откло измеренная индикаторами 14, соотнения рабочего органа (разности по- ветствует удвоенной величине смещетенциалов между ними), а параллельно ния движков, т,е. боковому отклонеэтому индикатору - вход блока 15 уп- нию рабочего органа с его знаком,. равления направлением движения экска- При одновременном отклонении рабоватора. К движкам 6 и 8 подключен И чего органа и по высоте, и по наиндикатор 16 отклонения рабочего орга- .правлению описанные выше процессына по высоте (измеритель разности происходят совместно,потенциалов), а параллельно этому Отклонение по высоте в чистом вииндикатору - вход блока 17 управле- де показано на индикаторе 16, а боко.ния заглублением рабочего органа. 20 вое отклонение - на индикаторе 14.При наличии блоков для автоматичес"Устройство работает следующим об- кого управления курсом машины и высотразом, ным положением рабочего органа наДатчик устанавливают так, что оба. входы этих блоков 15 и 17 могут бытьщупа 2 .и 3 располагаются симметрично 2 з поданы сигналы с выхода датчика. Этиотносительно вертикальной плоскости сигналы используются для управлениясимметрии рабочего органа, в исход машиной в автоматическом режиме. Треном рабочем положении проходящей че- буемая чувствительность датчика дорез ось вскрываемого трубопровода,9 располагаются по- зв щупами и передаточного отношения вДвижки , 7 и 9 располагаются посредине соответствующих потенциомет- кинематической связи щупов сдвижкаров 12, 10, 11 и 13 и разность по- ми потенциометров Кроме. того, повытенциалов между соответствующими па- .вению чувствительности способствуетрами движков равна нулю. При движе- свойство самой схемы измерения, принии машины рабочий орган может изме- которой разность потенциалов пропорнять свое положение относительно тру" циональна удвоенной величине переме 35.бы как по высоте, так и по направле- щения движков, Поэтому при конструировании датчика может быть достиг"Так, при опускании рабочего орга- Ф нута любая потребная для практикина оба щупа поднимаются, сдвигая все точности определения положения рабочетыре движка на одинаковую величину чего органа.40в одну сторону, При этом разностьНекоторая нелинейность системы)потенциалов между движками 7 и 9 .ос" которая проявляется при измерении фтается равной нулю и индикатор 14 на- бокового отклонения существенноФправления не отклоняется. Разность не сказывается на работе датчика4Эпотенциалов между движками 6 и 8 поскольку речь идет об отклоненияхпропорциональная удвоенному переме- в допустимых пределах, которые нещеиию движков, будет измерена инди- превышают 103 диаметра вскрываемойкатором 16. Очевидно, что при подъе- трубы. В этих пределах кривизной поме рабочего органа картина аналогич- верхности трубы можно пренебречь,ная, но знак отклонения, измеренный ЗО Отклонения вправо или влево пре"Эиндикатором 16, изменяется на проти- восходящие эти пределы, недопустимывоположный. Следовательно, индикатор в принципе, ибо ведут к аварии. Кро 16 регистрирует величину и знак от- ме того, поскольку целью управления,клонения рабочего .органа по высоте. является сведение отклонения к нулюФБоковое отклонение рабочего орга- з вместе с уменьшением отклоненияна ведет к перемещению щупов и соот- уменьшается, стремясь к нулю, и ошибветствующих им пар движков потенцио- ка за сцет нелинейности. В автоматиметров в разные стороны. Так, при .ческих репейных системах нелиней"- 1 О 78 ность роли не играет, так как важны лишь наличие отклонения и его знак. Нелинейность может быть вообще устранена соответствующим законом намотки потенциометров. бПредложенное устройство имеет посравнению с известными меньшие габариты и вес, а также более высокую точность контроля положения рабочегооргана.