Устройство для определения глубины опускания черпаковой рамы

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГЛУБИНЫ ОПУСКАНИЯ ЧЕРПАКОВОЙ РАМ 48 ;:" . МЫй горный институт им.(57) Устройство для определения глубины, опускания черпаковой рамы. Сущность изои Г,А.Багаутинов-: - :бретения: устройство содержит рамоподьетельство СССР: .: . емную . лебедку, сельсин-датчик, Р 3/16, 1974,:" -"-: - .-сельсин-приемник, йотенцкиомпер, блок ум. Устройство кбнтроля ножения, датчик радиуса йавивки каната на и величины послойного барабан, функциональный блок, суммируюовой рамы. Свердловск, Щий блок, измеритель осадки, указатель глу- , 1973, с,64 - 66;. бины, задатчик превышенияверхйего блока . етельство СССР :черпаковой рамы над верхним барабаном Р 3/16, 1979, - ., черпаковой рамы. измерйтель дифферента.6 ил.Мм:. труды СГИ, вып,98Авторское свидК. 646007, кл, Е 02 Изобретение относится кгорнодобыва-, устанавлйваетсяна специальной площадке.ющей промышленности и может быть исд укрепленйой на черпаковой раме.пол ьзовано и ри разработке россыпных Недостатком данного устройства явля- месторождений золота, платины; алмазов и ется малый срок службы гировертикали, не- а других драгоценных полезных искдопаемых обходимость использования специальных многочерпаковыми драгами,,: : . приборов для выравнивания площадки под рИзвестно устройство для контроля глу- гировертикаль, ам.таткжег необходимость дебины черпания, включающее указатель Гаук- " мгифированйя вибраций, которые передают- бины посредством рычажного"механизм 1 ся во времярботй на черпаковую раму гв соединенный с черпаковой рамой, Глубина процессе черпания-грунта; Все перечислен- .черпания определяется по углу наклойа чер- ное приводит к появлению существенной О пакоаои рамы Относительнопонтона-драги, погрешности прй"ииагмерении.. ,)Известно также устройство для опреде-Недостаткомвышеуказанногоустрой- ления глубины черпания дражного забоя, ства является низкая точность измерения за включающее масятнйконвый датчик глубины, счет люфтов в рычажной системе измерите- измерителидифферента и осадки драги и ля, указатель глубины. Маятниковый датчикИзвестно другое устройство контроля глубины соединен посредством сельсинной глубины черпания по углу наклоначкефИИй-" передачи с"указателем глубйны, включаювой рамы с использованием гирбскопичье- щим сельсин-приемник, суммирующий ской вертикали. Гировертикальблок, усилитель и исполнительный двигатель, кинематически соединенный с указателем глубины.Недостаткомэтого устройства являетсяналичие колебаний маятникового датчикаглубины при вибрациях черпаковой рамы впроцессе работы, что вносит погрешность впоказания прибора. Для устранения колебаниймаятника приходится применять специальные . демпферы, йапример,гидравлические; что приводит к существен. йьгм запаздываниям в измерении при очередй 8"моп"ускании черпаковой рамы взабой; что приводит также к погрешности визмеренйи.Наиболее блйзким к предложенному является устройство для определения глубиныойускания черпаковой рамы, включающеесельсин-датчик, соединенный сельсиномприемйиком, измерители осадки и дифферента и указатель глубины. Сельсин-датчиксоединен непосредственно с валом барабана рамоподъемной лебедки,обороты которого через сельсинную пару передаются науказатель глубины, Глубина опускания черпаковой рамы измеряется по углу поворотавала барабана лебедки,Погрешность контроля глубйны опускания черпаковой рамы возникает вследствиеизменейия геометрии рамоподъемного ка ната и многослойности навивки каната набарабан рамоподьемной лебедки, что приводит к изменению передаточного коэффициента между углом поворота валабарабана и глубиной опускания черпаковойрамы,ЦельЮ изобретения является повышение точности контроля эа счет устрайениявлйяния изменения геометрии рамоподьемного-каната и многослойности навивки ка. ната на барабан рамоподъемной лебедки,Поставленная цель достигается тем, чтоизвестное устройство, включающее сельсин-датчик, соединенный с сельсином при емником,.измерители осадки и дифферента,соединенные соответственна с первым ивторым входаМи суммирующего блока, иуказатель глубины, снабжено датчиком ра.диуса навивки каната на барабан рамоподьемной лебедки, эадатчиком превышенияверхнего блокачерпаковой рамы над верхним барабаном черпаковой рамы, потенциометром, блоком умножения ифункциональным блоком; причем сельсинприемник через потенциометр соединен спервым входом блока умножения, со вторйм входом которого соединен датчик радиуса навивки каната на барабанрамоподъемной лебедки, выход блока умножения через функциональный блок подключен к третьему входу суммирующего блока, к четвертому входу которого подключен задатчик превышения верхнего блока черпаковой рамы над верхним барабаном черпаковой рамы, а выход суммирующего блока соединен с указателем глубины Включение в устройство контроля глубинь 1 опускания черпаковой рамы датчика радиуса навивки каната на барабан рамоподьемной лебедки и блока умножения, а 10 также задатчика превышения верхнего блока черпаковой рамы над верхним барабаном черпаковой рамы и функционального блока позволяет исключить погрешность измерения от изменения радиуса навивки ка 15 ната на барабан и изменения геометрии рамоподъемного каната и повысить точность контроля Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемое устройство 20 отличается дополнительным введением датчика радиуса навивки, каната на барабан рамоподьемной лебедки, потен циометром, блоком умножения, задэтчиком превышения верхнего блока черпаковой рамы нэд верхним барабаном черпаковой рамы и функциональным блоком На фиг.1 показана схема движения черпаковой рамы; на фиг,2 - блок-схема устройства; на фиг.3 приведены графики 30 зэвйсимости 1 Н .= М (1 с); Н = 1 (с);Р = -- = 1(1 с); на фиг,4 изображена схема Н сфункционального блока; на фиг,5 - блоксхема функционального преобразователя; 35 на фиг,6 - схема диодно управляемого сопротивления На фиг,1 показано: 1 - барабан рамоподъемной лебедки; 2 - понтон, 3 - черпа-,ковая рама, 4 - нижний барабан черпаковой 40 рамы, 5 - верхний барабан черпаковой рамы, 6 и 7- верхний и нижний блоки подвесэ черпаковой рамы, 8 - канат, Устройство дпя определения глубины опускания черпаковой рамы содержит сельсин-датчик 9, жестко связанный через понижающий редуктор (на чертеже не показан) с валом барабана рамоподьемной лебедки 1 сельсин-приемник 10, потенциометр 11, жестко связанный с сельсином приемником 50 10, блок умножения 12, датчик радиуса навивки каната на барабан рамоподъемной лебедки 13, функциональный блок 14, суммирующий блок 15, задатчик превышения верхнего блока черпаковой рамы над верхрента 18, расположенные нэ понтоне. Сельсин-датчик и сел ьсин-приемник электрически связаны между собой и рабо 55 нимбарабаномчерпаковой рамы Л Н - 16, измеритель осадки 17, измеритель диффе1784719тают в следящем режиме, С валом ротора р 5 гбсельсина-приемника 10 жестко связан поР)тенциометр 11. Выход потенциометра 11 Тогда расстояние между верхними исоединен с первым входом блока умноже- нижними блокаминия 12, второй вход которого соединен с 5выходом датчика радиуса навивки каната на2 =2+2 - 2, (4),с=п р - урсов а,барабан 13, а выход блока умножения соединен со входом функционального блока 14, где с -- АВ.; л - ОА;= ОВ; а = а р+ аовыход которого соединен с первым входом; р=, а= ар+аосуммирующего блока 15, второй вход кото . Глубина опускания черпаковой рамы Н,рого соединен с выходом задатчйка 116,третий вход соединен с выходом измерите- Н =а, (5),рзпар, (5),ля осадки 17, четвертый вход соединен свыходом измерителя дифферента 18, а вы- гдер = ОС, а р а - а оход суммирующего блока сдединен со вхо Совместное р (4 5)д ю мм 19.В качестве сельсинной передачи используются, например, бесконтактные 2 2 2селчсины типа БД, В качестве потенцио- н = . ви (агссов - - "-, -- , (бвтра используется высокоточный прецези 2 р 2 Ьонный потенциометр типа ПЛП, Вкачестве измерителя осадки может быть . ПРи гоРизонтальном пбложении чеРпадзо вант напримериндус кцй неньгйо орам(ар "О,а = а расс ояниеуровнемер, а в качестве измерителя диффе- по высоте от верхних блоков до черпако-"рента - маятниковый дифферентомер, В ка- "25 вой Рамы ( ар - О, а.= а о )чествеч блока умножения 11 используетсяйзвестнйй блок. В качестве задатчика Н 16Н = л зи ао, (7)и спол ьзуется потен циометр. В качествесуммирующего блока 15 используется, на-: СУммарная глубина опускания черпако- "пРимеР, магйитный Усилитель с несколькип 30 вой Рамы относительно веРхних блоков 6ми обмотками управления. В качествефункционального блока 14 используется из- ." :2 --вестннй блок, В качестве датчика радиуса . Нк +Н - срвпгагосгОв -ти -- д )+2 лрнавивки каната 13 на барабан рамоподьем- . + Л Н(8)ной лебедки используется датчик. Понижающииредуктор подбирается сДля конкретной драги значения констпередаточным числом, обеспечивающим руктивных параметров 4 и, р, ао, яодин оборот сельсина-датчика при опуска- известны. Зтодает возможность рассчитатьниичерпаковой рамы на полную глубинуи построить зависимость между Н,в, Н иКонтроль глубины опускания чгерпако для конкретной драги, На фйг,З приведенвой рамы по углу поворота вала барабана график зависимости,"где 1 - Н - 1(с); 2 - Н: рамоподьемной лебедки осуществляется Нследующим образом. "; . , = .йи 3 Ф =-т - = (с) для драги 380 л.сДлина развиваемого каната 8 при опу- Таким образом, имея расчетный график заскании черпаковой рамы йа глубину Н будет 45 . Нвисимости ф == (с) можно по каждок= Ю"б в: . (1) с( ).му значений с определитьсоответствующее значение Н и Н.где к - длина каната;- д, Рабочий диапазон опускания черпакоо б - угол доворота вала барабана; 50 вой рамы для драги 380 л составляет в диа.гв - радиус навивки каната ьа барабан. пазоне Н - 6-.24 м, что соответствуетдиапазону изменения= 9,5 - 24,5 м (фиг.З),. ,=4 с, (2)В предлагаемом устройстве функциогде- передаточное число полиспаста чер нальный блок 14 реализует зависимостьпаковой рамы;, . Н = 1 (,), причем на вход блока 14 подаютс - расстояние между верхними 6 и сигнал, пропорциональныйи на входенижними 7 блоками. блока 14 получают сигнал, пронорциональный Н . На суммирующем блоке 15 получа- . которого подают с выхода блока,18 сигнал, ют алгебраическую сумму сигналов пропорциональный величине дифферентаЙ=Н - Ь НЬ Н 1 + Ь Н 2)Ь Н 2 и с выхода суммирующего блока пол.учают сигнал пропорциональный глубинегде Ь Н 1 - величина осадки;5 опускайия черпаковой рамы Н - Н - Ь Н +Ь Н 2- величина дифферента, + ЬН 1 .ф. ЬН 2, который подают на указаФункциональный блок 14 состоит из тель глубины 19.функционального преобразователя 20Функциональныйпреобразователь ра(фиг,4) и множительного звена 21. " ботает следующим образом.Функциональный преобразователь 10 При появлении на его входе (фиг.5) (ре(фиг.5) состоит из резисторов 22-25, опера-: зистор й 19) напряжения 01 с, пропорциоционныхусилителей 26 и 27(тип К 1409 Д 6) нального 1 С, на выходе операционного и диодно-управляемого сопротивления усилителя 26 появляется сигйал, равный А (ДУС) 28. ДУС-28 (фиг,6) содержйт рези-Ок, а на выходе диодно-управляемого состоры 29-35 и дйоды 36-38. Все резисторы 15 противления 28 появляется напряжение; типа МЛТ, а диоды типа Д 223,равное 1 (01). Нэ входе усилителя 27 происФункциональный преобразователь реа-ходит суммировайие входных токов, поступающихот резистора. 24 илизует функцию вида ф = 1 которая не- диодно-управляемого сопротивления 28, В монотонная, Обеспечение упомянутой 20 результате чего нв выходе усилителя 27 понемонотонности достигается использова- является напряжение О = р = Н /1 с.нием двух монотонных функций, одна из Диодно-управляемое сопротивление 28 которыхлйнейнаотвходногосигнала,адру- работает таким образом, что с возрастанигая монотонно-возрастающая, т.е. задан- ем напряжения на его входе диоды 36, 37, ная фуйкция реализуется по формуле 25 38 последовательно закрываются, уменьшая тем самым общее сойротивление ДУС.= А Ч 1 - ЦЧС),: .:" . В 128 по нелинейному закону, В результатеуменьшенйя сопротивления ДУС28 токгде А Ч 1 - линейная функция;": . во входной цейи усилителя 27 увеличивает- .1 (Чс) - монотонно-возрастающая функ ся, реализуя функцию 1 (О 1 С).ция, Формула изобретенияДля опускания черпаковой рамы на глу- Устройство для определения глубиныбину Н включают привод рамоподъемнойдпусканйя черпаковой рамы, включающее лебедки и производят поворот вала бараба- сельсин-датчик, соединенный с сельсинна (фиг.1) на угол ро, При этом через 35 приемником, измерители оСадки и диффепонижающий редуктор происходит поворот рента, соединенные соответственно с вала сельсин-датчика 9 на угол у, прапор- первым и вторым входами суммирующего цйональный фб соответственно на такой же блока, и указатель глубины, о т л и ч а ю щ е еугол ф, происходит поворот сельсина-с я тем", что," с целью повышения точности прйемника 10 и потенциометра 11. С выхода 40 контроля, оно снабжено датчиком радиуса . потенциомера 11 получают сигнал О . про- навивки каната на барабай рамоподъемной порциональный углу поворота сельсина-лебедки, задатчиком превышения верхнего . приемника, который подается на первыйблока черпаковой рамы над верхним бара- вход блока умножения 12, на второй вход байомчерпаковой рамы, потенциометром, которого подают сигнал, с выхода блока 13 45 блоком умножения и функциональным бло. прОпорцибнельный радиусу нййивки каната .; ком, причем сельсин-приемник через потенна барабан рамоподъемной лебедки и с вы- циометр соединен с первым входом блока ходаблоквумножения получаютсйтнал про-умножения; с вторым входом которого соепорциональный 1, (1 с = фв 2 е /Ь). Этотдийен датчик. радиуса навивки каната на сйгнал:подают на вход функционального 50 барабан рамоподъемной лебедки, выход блока 14, с выхода которого получают сиг- блока умножения через функциональный нал, пропорциойальный Н, который под- блок подключен к третьему входу суммируают йа первый вход сумм рующего блока ющего блока, к четвертомувходу которого 15, на второй вход которого подают с выхо- подключен задатчик превышения верхнего да блока 16 сигнал пропорциойальный 55 блока черпаковой рамы над верхним бара- Ь Н, на третий вход которого подают с вы- баном черпаковой рамы, а выход суммирую- хода блока 17 сигнал, пропорциональный щего блока соединен с указателем глубины.величине осадки Ь Н 1, на четвертый вход1784719 г Составитель Г.Багаутиноведактор Н.Егорова Техред М.Моргентал . Корректо кач. НТ ССС Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагари Заказ 4352 Тираж ВНИИПИ Государственного комитета