Устройство управления положением драги в забое

1 и 870592 Союз Советск ивСоциалистическикРеспублик ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(51)М. Кл. Е 02 Г 3/16 Е 02 Г 9/20 3 Ьоударстееннцй комитет Опубликовано 07. О. 81. Бюллетень37Дата опубликования описания 09.10.81 ло делам иэабретеннй н открмтнй(54) УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ПОЛОЖЕНИЕМ ДРАГИ В ЗАБОЕ 1 О 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 энергозатратам при формировании границ выработки.Наиболее близкой по технической сущности к предложенному устройству является устройство управления поло 20 жением драги в забое 23.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 соединенс 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 выходяах 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, 87059245 10 15 20 40 45 50 55 приводя земснаряд в заданное положение,Кроме этого, по заданной программе земснаряд осуществляет периодически повороты маневры) в обе стороныот заданной оси прорези на величину углов поворота, определяемыхзаданием датчиков углов выхода набровку.Особенностью технологического режима черпания свайной драгой является зависимость параметров драгирования (длина и ширина стружки) от положения драги относительно оси забоявследствие серповидности вырабатывае-мого слоя в горизонтальном сечении.Ось забоя в этом случае определяется по направлению линии, проходящейчерез место положения рабочей сваидо и после зашагивания,Длина стружки имеет максимальноезначение вдоль оси забоя и равна величине зашагивания. По мере удалениядраги к бортам забоя длина стружкиуменьшается по косинусоидальной зависимости от угла поворота драги, чтоприводит при постоянной скорости боковой подачи к колебаниям коэффициента наполнения черпака и производительности драги. Чтобы сохранить производительность постоянной по всей дугевыработки, а процесс резания приблизить к оптимальному, скорость боковойподачи непрерывно корректируют в функции угла поворота драги. В этой связи требование к точности установкиоси гирокомпаса по оси забоя возрастает.В указанном устройстве 21 положение земснаряда хотя и определяетсяс помощью специального датчика, однако установка оси гирокомпаса производится также вручную, вследствие чеготочность установки недостаточна,Целью изобретения является повышение 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 вычисления, вход которого соединен через коммутирующий ключ с выходом функционального преобразователя угла поворота и с входом второго блока сравнения, а выход - с другим входом второго блока сравнения, выход которогосоединен с входом второго блока управления, выходное устройство которого электрически соединено с корректирующим электродвигателем гирокомпаса. При этом блок 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 - геометрическое изображение горизонтального сечения вырабатываемого слоя вдражном забое.Устройство содержит гирокомпас 1,включающий сельсин-датчик 2 и корРектирующий ось гироскопа электродвигатель 3. С сельсин-датчиком 2 электрически связан функциональный преобразователь 4, преобразующий косинусоидальную зависимость сигнала сельсиндатчика 2 от угла поворота драги влинейную 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 3.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 функциональноевоздействие по серповидности вырабатываемого слоя забоя на изменение скорости боковой подачи драги,Кроме этого, функциональный преобразователь 4 соединен через коммутирующий ключ 15 с блоком 16 вычисленапьносо 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 эа" дается задатчиком 6. При этом корректирующий блок 14 автоматически корректирует скорость боковой подачи в функции косинуса угла поворота дра Ргикомпенсируя изменения режима резания, вызываемые серповидностью срезаемого слоя.После выработки всего забоя производится очередное эашагивание драги.25При зашагивании замыкается коммутирующий ключ 15 (вручную или по определенной программе) и драга разворачивается на некоторый угол Ч рк ближайшему от рабочей сваи борту забоя (например вправо) . Величина угл а Ф произвольна и либо равна заданию, либо устанавливается оператором. вручную, При отработке драгой угла поворота Ч замкнут контакт 18 и на эапоминающеи устройстве 19 фиксируется значение этого угла, Затем поднимается рабочая свая, опускается нерабочая свая и драга разворачивается в другую сторону на угол Ч . При этом контакт 18 разомкнут, а контакт 20 замкнут и угол фиксируется на запоминающем устройстве 21. После отработки угла поворота Ч нерабочая свая поднимается, а рабочая опускается. Если угол Ч; - Ч, то после зашагивания рабочая свая опустится в точку О, и следовательно ось забоя не изменит своего направления (остается прежней 0-0) . В этом случае на вы" ходе блока вычисления 16, осуществляющего операцию вычисления - Е+ а появляется сигнал, равный значению угла К 2, который компенсируется си 1- налом противоположного знака,по величине равным Чф 2 , который поступаетс преобразователя 4. В результате этого на выходе блока сравнения 17 сигнал равен нулю, а на выходе блока управления 23 отсутствует управляют 5 870592 бния алгебраической полусуммы сигналовуглового маневрирования драги при за-.,шагивании и с входом второго блокасравнения 17, другой вход которого.соединен с выходом блока вычисле-ния 16.Блок 6 вычисления алгебраическойполусуммы сигналов углового маневрирования 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 контакта20 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 усилителя22 (например операционного) . Выходусилителя 22 формирует один канал выхода блока 16, а дополнительный выход запоминающего устройства 21 формирует другой канал выхода блока 16,Выход блока сравнения 17 соединен с,входом второго блока управления 23,включающего последовательно соединенные усилитель 24, фазочувствительныйблок 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 ранееосью забоя (ось 0-0 на фиг. 2) драгапериодически совершает маневры вокруграбочей связи, забитой в точке 01,осуществляя послойную выработку забоярадиусом г, При этом коммутирующийключ 15 разомкнут и управление процессом драгирования осуществляетсяпо верхнему контуру функциональнойсхемы (фиг1), а именно: програм 50мный блок 7 по определенной программе подает сигнал от эадатчиков угламаневрирования, например задатчика5, на вход блока сравнения 8, гдепроисходит алгебраическое суммирование сигнала задания (левого угла маневрирования) и текущего угла манев,рирования, поступающего от функцио870592 20 50 Формула изобретения щее воздействие на корректирующий электродвигатель 3 гирокомпаса. После зашагивания ключ 15 размыкается.Для изменения направления оси забоя угол М должен быть не равен углу Ч . При этом, если угол Ч Ч то ось забоя смещается влево, если угол М ( Ч,то ось. забоя смещается вправо относительно прежнего направления. На фиг. 2 изображен ва о риант смещения оси О-б забоя влевоФ положение 0 - 0- при очередном зашагивании (перемещение рабочей сваи из точки 0 в 0. В данном случае угол предыдущего маневрирования при зашагивании 9 (- угла последующего маневрирования, С выхода блока вычисления, 16 появляется сигнал, равныи , который алгебрам+ Цчески 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, поступающего на вход блока 17 с преобразователя 4 до моментаравновесия,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 сельсинагдатчика 2 максимальный, т,е. соз 9=1.з 5С помощью предложенного технического решения точность установки оси гирокомпаса по оси забоя при зашагйвании определяется чувствительностью компенсационной балансной схемы, уп равляющей корректирующим электродвигателем гирокомпаса, которая лежит в пределах +1 о для современных средств автоматизации. Устройство управления положением драги в забое повышает про изводительность драги по горной массе на 37, и снижает удельные энергозатраты на 47 1. Устройство управления положением драги в забое, включающее гирокомпас, ось которого кинематически связана с корректирующим электродвигателем и 8сельсин-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 т - 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 - 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 и - 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 экспертизе1. Коуров Г. Н. Устройство контроля текущей длины стружки, срезаемой черпаками драги, Труды СГИ,вып. 98, 1973, с. 62.2. Авторское свидетельство СССРУ 392217, кл. Е 02 Г 9/20, 1967 (прототип) .