Исполнительный орган горной машины

СОЮЗ СОВЕТСНИХаа 3 мпющесииРЕСПУБЛИН з 5 ц Е 21 С 25/дб ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТБ.ННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Донецкий ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт(56) 1. Авторское свидетельство СССРпо заявке У 3324739/22-03,кл. Е 21 С 35/24, 1981.2, Патент СССР Ф 619117,кл. Е 21 С 25/06, 1978 (прототип).(54) (57) ИСПОЛНИТЕЛЬНЫЙ ОРГАН ГОРНОЙМАШИНЫ, содержащий корпус с кулаками, оснащенными резцами, датчики,взаимодействующие с системой управления машиной, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью обеспечения возможности эффективного управления исполнительным органом в процессе работы, он снабжен втулкой, к которойжестко закреплен корпус, при этомна внешней поверхности втулки выполнены проточки, на которых закрепленыдатчики.,1 11042Изобретение относится к горной промьвленности, в частности к исполнительным органам очистных комбайнов шнекового и барабанного типа, и предназначено для автоматизации управления нагрузками, формирующимися при разрушении угольного пласта исполнительными органами комбайнов, перемещениями комбайнов в профиле пласта, а также для измерения крутя О щего момента на исполнительном органе и трех суммарных составляющих сил возмущения, действующих на исполнительный орган при экспериментальных исследованиях. 15Известно устройство для контроля положения исполнительного органа, воспринимающий элемент которого .содержит корпус с гнездом для резца, снабженный Г-образной рамой, один 20 конец которой жестко связан с корпусом, а на свободном конце рамы закреплен резец. На балках рамы расположены датчики, связанные с системой управления машиной. 25При" работе исполнительного орга" на сила резания, сила подачи и боковая сила изгибают балки Г-образной рамы, Деформации балок воспринимаются датчиками, которые вырабатывают ЗО электрические сигналы, пропорциональ" ные силам, Эти сигналы поступают в систему управления машиной или на регистрирующую аппаратуру при проведении исследований1 3.35Основной недостаток устройства состоит в низкой эффективности управления горной машиной, так как управление комбайном ведется периодически во время контакта измерительного реэО ца с угольным массивом. Кроме того, данное устройство обладает низкой надежностью и малой стабильностью получаемого управляющего сигнала. Показания датчиков, измеряющих силу резания, определяются значением этой силы и плечом ее приложения, В про" цессе работы резец изнашивается. Следовательно, плечо приложения силы резания меняется. Значит, меняются и показания датчиков (хотя сила резания может оставаться постоянной по величине) что снижает эффективность управления горной машиной по силе резания.55Наиболее близким техническим решением к изобретению является исполнительный орган, выполненный в виде ба 59 3рабана, оснащенного неподвижно закрепленными в резцедержателях режущими резцами и измерительным резцом, укрепленньв в резцедержателе. Измерительный резец установлен за одним из неподвижно эакрепленньос резцов с большим вылетом, Измерительный резец и расположенный перед ним резец размещены в отдельном корпусе, укрепленном на боковой части исполнительного органа, Разцедержатель измерительного резца расположен на упругом опорном элементе.При разрушении исполнительным органом массива полезного ископаемого измерительный резец вследствие податливости опорного элемента смещается назад, что вызывает изменение индуктивного электромагнитного потока в воздушном зазоре между резцедержателем и преобразователем, который установлен в корпусе сзади измерительного резца. Преобразователь создает соответствующий электрический сигнал в цепи управления горной машиной Г 23.Основным недостатком известного устройства является низкая эффективность управления горной машиной, так как управление комбайном ведется периодически во время контакта измерительного резца с угольным масси- Фвом. При взаимодействии измерительного резца с твердыми породными включениями возникают погрешности в управляющем сигнале. Кроме того, изменения зазора межцу резцедержателем и преобразователем, определяющие величину сигнала управления комбайном, определяются не только действием одной составляющей суммарной силы резания приложенной к передней грани резца, но также и составляющими силы резания по задней и боковым граням резца. Причем влияние, например, составляющей силы, приложенной к задней грани резца противоположно по действию составляющей силы по пе" редней грани резца, так как первая имеет плечо приложения относительно оси симметрии податливого участка опорного элемента. Это обстоятельство приводит при увеличении составляющей силы по задней грани резца к увеличению зазора между резцедержателем и преобразователем, что обуславливает появление сигнала ошибки, который, накладываясь на сигнал отз 1104259 4 составляющей, действующей на переднююгрань резца, искажает его.Аналогичное искажение управляющего сигнала возникает и от составляющей, действующей на боковые гранирезца.Низкая эффективность управленияизвестной горной машиной обусловлена, кроме того, конструкцией измерительного элемента, который выраба" 10тывает сигнал в зависимости от индуктивности, определяемой величинойвоздушного зазора между резцсдержа- телем и преобразователем, так какпри эксплуатации исполнительного органа, работающего в среде, состоящейиз кусков угля, штыба, пыли, приповышенной влажности возможна заштыбовка зазора между резцедержателеми преобразователем, что исключит 20появление или значительно исказитуправляющий сигнал.Цель изобретения - обеспечениевоэможности эффективного управленияисполнительным органом в процессе 25работы путем непрерывного управления машиной по крутящему моменту итрем суммарным составляющим сил возмущения, действующим на исполнительный орган. 30Поставленная цель достигаетсятем, что исполнительный орган горноймашины, содержащий корпус с кулаками, оснащенными резцами, датчики,взаимодействующие с системой управле 35ния машиной, снабжен втулкой, к которой жестко закреплен корпус, приэтом на внешней поверхности втулкивыполнены проточки, на которых закреплены датчики,Такая конструкция позволяет эффективно управлять машиной по крутящемумоменту М и трем суммарным составляющим сил возмущения Р, Й , Р, действующим на исполнительный орган, 45На фиг. 1 изображен исполнительныйорган, вид сбоку; на Фиг. 2 - разрезА-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрезБ-Б на фиг. 2; на фиг. 4 - разрезВ-В на фиг. 2; на фиг, 5 - развертка 501проточки 7; на фиг. 6 - разверткапроточки 8; на фиг. 7 - схема соединения датчиков; на фиг. 8 - блок-схема системы управления горной машиной.Исполнительный орган горной машины содержит корпус 1 с кулаками 2,оснащенными резцами 3. Корпус 1 закреплен к фланцу 4 измерительной втулки 5, выполненной в виде полого цилиндра с внутренними шпицами 6, амежду шлицами 6 и фланцем 4 расположены две проточкии 8, На проточке 7 закреплены датчики 9 - 14, на проточке 8 - датчики 15 - 20. Датчики 9 " 12 расположены в плоскости,перпендикулярной оси действия суммарной составляющей силы возмущения Р,и предназначены для ее измерения. Для повышения чувствительности измерительной втулки,5 на сжатие датчики11 и 12 имеют противоположную (дырочную) проводимость датчикам 9 и10. Датчики 13, 14 и 15, 16 предназначены соответственно для измерениясоставляющих Р и .Й . Для обеспечениянезависимости фиксации величин Р иЯ от точки приложения их на исполнительном органе датчики 13 и 15 расположены на проточке 7, а датчики14 и 16 - на проточке 8. Датчики 1720 расположены под углом 45 ф к продольной оси втулки 5 и предназначены для измерения крутящего момента транс миссии. Датчики 9 - 20 взаимодействуют с системой управления машиной. Система управления горной машиной состоит из элемента 21 сравнения, усилителя 22 (при необходимости усиления управляющего сигнала), передаточного устройства 23, исполнительно.го механизма 24 и воспринимающего элемента 25. Функцию воспринимающего элемента 25 выполняет измерительная втулка 5.Устройство работает следующим образом. Исполнительный орган, на корпус 1 которого установлены кулаки 2, оснащенные резцами 3, разрушает угольный массив. При взаимодействии исполнительного органа с забоем через Фланец 4 на измерительную втулку 5 действуют три суммарные состав ляющие сил возмущения Р, Я, Р и,крутящий момент М, которые вызываютдеформацию проточек 7 и 8Деформации проточек воспринимаются датчиками 9 - 20, установленными на этихпроточках и ими вырабатываются электрические сигналы, пропорциональныедеформациям. Состввииивив сии веемуиеиив Р иЙ,изгибающие измерительную втулку,фиксируются соответственно датчиками13, 14 ч 15, 16. Датчики 9 - 12 фик 1104259сируют составляющую Р, датчики 17- 20 - крутящий момент М.Электрические сигналы Р поступают к элементу сравнения 21, на который подается также сигнал Р на который настроена система до начала работы, В случае неравенства сигналов элемент 21 сравнения вырабатывает сигнал рассогласования аР = = Рз - Р, который усиливается при необходимости усилителем 22 и через передаточное устройство 23 подается к исполнительному механизму 24, отрабатывающему рассогласование до тех пор, пока не наступит равенство Р = = Р, . Кроме того, сигналы от датчиков,9 - 20 могут быть поданы на регистрирующую аппаратуру при проведении шахтных или стендовых исследований горных машинИзмерение трех суммарных состав-ляющих сил возмущения Р, 9, й икрутящего момента М позволяет эффективно регулировать высоту исполни тельного органа по мощности пластаи положение исполнительного органаотносительно почвы пласта, а такжескорость подачи горной машины.Путем непрерывного управлениямашиной по крутящему моменту и тремсуммарным составляющим сил возмущения, действующих на исполнительныйорган, повышается эффективность уп равления машиной, что приводит ксокращению потерьрабочего временина операции, связанные с управлениемгорной машиной. Это обеспечиваетповышение производительности горной 20 машины.1104259 ставитель Н.Ястребинская хред Л,Коцюбняк Коррек игор з 5176/2 Тираж ИИПИ Государ делам изо Москва, ЖН 4 13035,илиал ППП "Патент, г. Ужгород,Проектная Редактор А.Козориз 65 Подписноетвенного комитета СССРретений и открытий35, Раушская наб., д