Устройство для автоматического регулирования подачи

,и С,П(53) (56) В 794 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕ АВТОРСКОМУ СВИ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГОРЕГУЛИРОВАНИЯ ГОДАЧИ(57) Изобретение относится к шарашечному бурению и позволяет повыситьбыстродействие регулирования подачибурового инструмента за счет автоматической установки заданного значенияосевого усилия (ОУ). Для этого в блоке 21 определения длительности импульса управления таймер-фиксируетдлительность импульса генератора 18,т.е. длительность изменения произво1439 дительности (П) насоса 7 маслостан 1 гии системы подачи, В блоке 20 определения длительности изменения ОУ анализируется сигнал со связанного с датчиком 9 и задатчиком 10 ОУ блока сравнения (БС) и определяется время изменения ОУ от одного установившегося значения до другого, которое вызвано изменением П насоса 7. Информация с блоков 20 и 21 поступает на первый делитель 22, сигнал с которогоарактеризует длительность изменения, У относительно единичного импульса Ц, что является косвенной хар-кой прочностных свойств породы, Сигналы с БС 11 и БС 5,. связанногс с датчиком 3 и задатчиком 4 крутящего момен 198та, поступают на входы второго целителя, сигнал на выходе которого также косвенно характеризует прочностьпороды. Сигналы с делителей 22 и 24поступают соответственно на входы БС23 и 25 изменения ОУ и момента, назначение которых заключается в выделе-нии момента превышения последующегосигнала над предыдущим, характеризуемого появлением на их выходе сигнала логической единицы. Выходы БС 23и 25 соединены с входами задатчика 10ОУ, на выходе которого устанавливается заданное значение ОУ в соответствии с изменением контактной прочн,сти оуримой породы. 1 ил.1Изобретение относится к устройствам автоматического регулирования подачи станков шарошечного бурения, которые используются на открытых горных работах, и является усовершенствованием устройства по авт.ев. У 794176.Целью изобретения является повышение быстродействия устройства для автоматического регулирования подачи.На чертеже приведена функциональная схема устройства.На чертеже изображен двигатель 1 вращения бурового. става 2, датчик 3 1крутящего момента, включенный в цепь питания двигателя 1 вращения, задат,чик 4 крутящего момента. Датчик 3 и задатчик 4 крутящего момента присоединены к входу первого блока 5 сравнения, Двигатель 6 подачи бурового става 2 с насосом 7 содержит регулирующее устройство 8. Датчик 9 осевого усилия, соединенный с выходом насоса , и задатчик 1 О осевого усилия подсоединены к входам второго блока 11 сравнения.Вход первого порогового элемента 12 соединен с выходами блоков 5 и 11 сравнения, а выход соединен непосредственно с одним из входов первого элемента И 13 и через элементы НЕ 14 с первым входом второго элемента И 15, выход которого через второй пороговый элемент 16 соединен с одним из 2входов третьего элемента И 17, Вторыевходы элементов И 13 и 17 подключенык выходу генератора 18 импульсов, авыходы - к регулирующему устройству 58. Выход регулятора 19 скважностисоединен с входом генератора 18 импульсов, а вход с выходом второгоблока 11 сравнения.Блок 20 определения длительностиизменения осевого усилия соединен свыходом блока 11 сравнения а блок21 определения длительности импульсауправления соединен с выходом генератора 18 импульсов, Выходы блока 20определения длительности измененияосевого усилия и блока 21 определения длительности импульса управлениясоединены с входами первого делителя22, выход которого через блок 23 20сравнения изменения осевого усилияподключен к первому входу эадатчика10 осевого усилия,Второй делитель 24 имеет два входа, один из которых соединен с выходом первого блока 5 сравнения, адругой соединен с выходом второгоблока 11 сравнения. Выход второго де-.лителя 24 через блок 25 сравненияизменения момента подключен к второму входу задатчика 10 осевого усилия.Устройство для автоматическогорегулирования подачи работает. следующим образом.Сигналы на выходе элементов 5 и11 сравнения могут быть как больше,так и меньше нуля и пропорциональнывеличинам йМ = Мтек- Ма 8 иЬР = РЗа -5Р те соответственно.На выходе первого порогового элемента 12 в зависимости от величинывходного сигнала появляются следую-.щие сигналы:ц(О, если Бвх ) ЬРпорпри ЬР ) 0 Цвых. = 1, если Бм ) дР пор,1, если Бвх- АРпорпри Р 0 11 вы.О, если Б вк АРпоР 15Датчик 9 осевого усилия вырабатывает электрический сигнал, пропорциональный осевому усилию. Электрическиесигналы датчика 9 и эадатчика 1 О подаются на вход блока 11 сравнения, 20полярность выходного сигнала которого зависит от соотношения величинэлектрических сигналов датчика 9 изадатчика 10 осевого усилия. Еслисигнал датчика 9 превышает сигнал25задатчика 1 О, то на выходе блока 11сравнения вырабатывается электрический сигнал, воздействующий на пороговый элемент 12, выходной сигнал которого через логические элементы НЕ14 и И 15 закрывает вход пороговогоэлемента 16 и подается на один извходов логического элемента И 13. Всоответствии с частотой электрических сигналов генератора 18 импульсов, 35подаваемых на второй вход логического элемента И 13, его выходной сигнал воздействует на регулирующее устройство 8, уменьшающий производительность насоса 7. Если сигнал датчика 409 меньше сигнала задатчика 10, то навыходе блока 11 сравнения вырабатывается электрический сигнал, воздействующий через логический элемент И 15(при отсутствии сигнала на выходе логического элемента НЕ 14) на вход порогового элемента 16, выходной сигнал которого через логический элементИ 17 в соответствии с частотой генератора 18 импульсов воздействует на 50регулирующее устройство 8 таким образом, что насос 7 увеличивает производительность, Скважность импульсоврегулируется регулятором 19 скважности таким образом, что с уменьшением 55сигнала рассогласования на выходеблока 11 увеличивается скважность импульсов,Вращательное движение буровойштанге передается электродвигателем1, Датчик 3 крутящего момента вырабатывает электрический сигнал, пропорциональный крутящему моменту. Сигналы датчика 3 и задатчика 4 крутящегомомента подаются на блок 5 сравнения,Если сигнал датчика 4 превысит сигнал задатчика 4, то на выходе блока5 сравнения появляется командный сигнал, воздействующий на пороговый эле.мент 12, и насос 7 уменьшает своюпроизводительность независимо от соотношения величин сигнала датчика 9и задатчика 10 осевого усилия,Таким образом, если в процессебурения крутящий момент не превышаетзаданного значения, то автоматическиподдерживается заданное осевое усилие. Если крутящий момент превыситзаданное его максимальное значение,то автоматически установится такаяпроизводительность насоса, прн которой будет поддерживаться заданныйкрутящии моментВеличина заданного осевого усилияустанавливается задатчиком 10 осевого усилия в предлагаемом устройствеследующим образом,Время переходного процесса (длительность) изменения осевого усилияот одного установившегоя значения кдругому обратно пропорционально контактной прочности буримой породы приодинаковом изменении величины производительности насоса,В блоке 21 определение длитель.- ности импульса управления таймер фиксирует длительность импульса генератора 18, т,е. длительность изменения производительности Ьнасоса 7 маслостанции системы подачи ьЯе В блоке 20 определения длительности изменения осевого усилия другим таймером определяется время изменения ДР от одного установившегося значения до другого Ср, причем это вызвано изменением производительности на величину 6 Я за время й, Изменение производительности на величину бЯ может закончиться (т,е. С определено), а изменения дР нет. Тогда таймер блока 21 ожидает окончания счета таймера блока 20. По завершении счета таймера блока 20 сигналы от обоих таймеров одновременно поступают в первый делитель 22, где их отношения5 14391определяет скорость изменения осевого усилия (ЬР/Ь 1).Сигнал на выходе первого делителя22 характеризует отношение длитель 5ности изменения осевого усилия к длительности изменения производительности, т.е. характеризует длительность изменения осевого усилия относительно единичного импульса производительности, что является косвеннойхарактеристикойпрочностных свойствпороды.Иэ теории разрушения горных пород,арошечным долотом известно, что при 15постоянной интенсивности очистки забоя скважинным сжатым воздухом и осевом усилии чем выше крепость породы,тем меньше образуется бурового шлама,С другой стороны, чем мягче порода, 20тем больше шлама в забое и, как следствие, на долото, погруженное в шлам,действует больше момент сопротивления,Сигнал на выходе второго делителя24 - результат деления величины ЬМ ==М - Иад на величину ЛР = Рэнд- РЛМВеличина - как относительное изЛРменение момента, косвенно характери- З 0ЬМ 1зует прочность породы - "- где ЕЛР Екоэффициент контактной прочности породы.35Блок 23 сравнения изменения осевого усилия и блок 25 сравнения изменения момента являются функциональными блоками, назначением которых является выделение момента превышенияпоследующего сигнала над предыдущим,Каждый блок включает в себя элементзадержки, элемент вычитания и компаратор, на второй вход которого подается пороговое напряжение 119, рав.ное суммарному значению максимальныхпогрешностей при измерении ЛМ, ЬР иДЯ.В блоке 23 сравнения измененияосевого усилия происходит определение б 0величиныЛРЬР( в ) - ( в ) =0дС а тзесли эта разность Ю 11 (порогового напряжения), то выходной сигналблока 23 11 будет равен логической" 1" (назначим Бмакс ="1", 11 иин ="О"),если Я. 11, то 11 З будет равен логическому "0", т,е.( ) ( ) =95,ЛР ЬРЕсли 8 11, то на выходе блока25 сравнения изменения момента будетлогическая "1" и наоборот т.е."0" если С ( ц Таким образом, значение Бз и 115 поступают непосредственно на входы задатчика 10 осевого усилия, работа регулятора которого подчинаяется законуРзаА = Рвам+ К ЖМ - 1 ю) блицей, В привеличина кор- усилия и.проиллюстрирована та веденном выражении К - рекции задания осевого1165 11 ць Рад 1 РОД 1 0 Рдд 0 Рздд О 1 РРэр= Р,ад+ КгР за- К Одновременное сопоставление знаков изменений моментов и скорости изменения осевого усилия позволяет исключить влияние износа бурового долота на оценку контактной прочности породы, Так, при увеличении износа долота и постоянстве контактной прочности породы и осевого усилия, крутящий момент увеличивается. С другойстороны при увеличении контактнойпрочности породы с ростом износа долота происходит увеличение крутящегомомента, но при уменьшении скоростиизменения осевого усилия,В предлагаемом устройстве косвенно оценивается изменение контактнойпрочности буримой породы и в соответствии с результатами оценки автоматически изменяют величину заданногозначения осевого усилия. Это повыситьпроизводительность бурового станкаэа счет увеличения быстродействияустройства и точности установки заданного значения осевого усилия,Формула изобретенияУстройство для автоматическогорегулирования подачи по авт.св,В блоке 25 сравнения изменения момента значение выходной величины рав- но1439198 Составитель В.ШиловТехред М.Дидык КорректорМ.Максимишинец Редактор В.Бугренкова Заказ 6047/29 Тираж 531 . ПодписноеВНИИНИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 У 7941.76, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения его быстродействия, оно снабжено блоками определения длительности импульса уп 5 равления и длительности изменения осевого усилия, двумя делителями, а также блоками сравнения изменения осевого усилия и изменения момента, при этом выход первого делите ля через блок сравнения изменения осевого усилия соединен с первым входом задатчика осевого усилия, выходы первого и второго блоков сравнения подключены к соответствующим входамвторого делителя, выход которогочерез блок сравнения изменения момен"та соединен с вторым входом задатчика осевого усилия, причем выход генератора импульсов через блок определения длительности импульса управления подключен к первому входу первого делителя, а выход второго блокасравнения через блок определения длительности изменения осевого усилиясоединен с вторым входом первого делителя.