Устройство для измерения угла разворота свайной драги

 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при разработке россыпных месторождений. Цель изобретения - повышение точности измерения угла разворота, Устройство содержит датчик 12 угла поворота, сельсиндатчик и сельсин-приемник, регистратор 10 и два переключателя 13 и 15. Введение потенциометра 8, тактового генератора 14, двух запоминающих блоков 16 и 18, сумматора 17, блока 19 умножения, интегратора 22, функционального блока 21, блока 20 деления и датчика 11 радиуса навивки барабана позволяет исключать погрешность , вызываемую изменением радиуса навивки каната и положения береговых якорей ртносительно драги. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (л>5 Е 02 F 3/16

ГОСУДАРС i 8Е ННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ КЗОБРЕТЕЙЙЯ

I . АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4787843/03 (22) 30.01,90 (46) 30.08,92. Бюл. KL 32 (71) Свердловский горный институт им.

В, B. Вахрушева (72) Г.Г. Багаути нов (56) Авторское свидетельство СССР

М 361255, кл. Е 02 F 3/16, 1970, Сборник, трудов СГИ, Свердловск, 1970, вып. 59, с. 186 — 190, Авторское свидетельство СССР

М 1082917, кл; Е 02 F 3/16, 1982. (54).УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УГЛА

РАЗВОРОТА СВАЙНОЙ ДРАГИ (57) Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано при разработке россыпных месторождений золота, платины, алмазов и других редких и драгоценных металлов и минералов драгами.

Известно устройство для определения положения драги в забое, состоящее из измеряющего угол поворота устройства. Это устройство включает поворотную фотоголовку, снабженную двумя автономными оптическими приемниками, оптические оси которых параллельны. Каждый из оптических приемников содержит фотоэлемент, установленный против окна непрозрачной диаграммы в фокальной плоскости обьектива. Положение диафрагмы можно изменить при помощи микрометрического винта, чем изменяется зона нечувствительности (расстояние между оптической осью и стенкой окна диафрагмы). Окна диафрагмы двух on„„ Щ„„1758172 Al при разработке рассыпных месторождений.

Цель изобретения — повышение точности измерения угла разворота, Устройство содержит датчик 12 угла поворота, сельсиндатчик и сельсин-приемник, регистратор 10 и два переключателя 13 и 15. Введение потенциометра S, тактового генератора 14, двух запоминающих блоков 16 и 18, сумматора 17, блока 19 умножения, интегратора

22, функционального блока 21, блока 20 деления и датчика 11 радиуса навивки барабана позволяет исключать погрешность, вызываемую изменением радиуса навивки каната и положения береговых якорей относительно драги. 4 ил, l тических приемников расположены так, что при отклонении светового пятна в горизон- тальной плоскости от зоны нечувствительности одновременно может засветиться только один из фотоэлементов, т.к. противоположные грани окон выставлены по парал-,(П лельным оптическим ocr,ì. Фотоголовка („О оптически связана с береговым источником л света. Угол рассогласования между оптической осью и направлением на источник све- Кь Ч та отрабатывается с помощью усилите.гя и ревЕрсивного двигателя. гротоголовка саяаана с сельсин-датчиком, фиксируюш и в угол поворота фотоголовки и соединеннь,м, . через сельсин-приемник с регистратором ширины.

Недостатком описываемого устройства является наличие нг берегу специального источника света, требующего обслуживания, и забивание снегом окон диафрагм оп1758172 тических приемников в период буранов, что приводит к снижению точности измерений.

Известно устройство дг,я рег",;трации ширины дражного забоя на основе измерения угла поворота драги, содер>кащее гироскопический датчик угла поворота, подключенный через последовательно соединенные сельсин-датчик и сельсин-приемник к входу усилителя, а также электродвигатель, механически связанный через редуктор с регистраторам ширины дражного забоя.

Работает устройство следующим образом, Сигнал с гироскопического датчика, пропорциональный углу поворота, передают на сел ьсин-датчик. Сигнал рассогласования ме>кду сел ьсин-датчиком и сельсин-приемником с ротора последнего подается на электронный фазачувствительный усилитель, а затем на электродвигатель. При появлении сигнала рассогласования ротор электродвигателя начинает вращаться и через редуктор разворачивает ротор сельсин-приемника так, чтобы сигнал с выхода сельчин-приемника уменьшался до нуля (при этом, если прекратить движение драги, электродвигатель останавливается), Одновременно электродвигатель перемещает перо регистратора ширины дра>кнага забоя.

Недостатком этого устройства является наличие погрешности в гироскопических датчиках, а следовательно недостаточной точности измерения ширины дражнага забоя, что обусловлено отклонением оси гироскопа под действием различных факторов.

Для уменьшения погрешности в гироскопах применяют системы азимутальной и горизонтальной коррекции. Однако, полностью исключить отклонения оси гироскопа практически не удается. Причем, направление и величину отклонения оси гироскопа предсказать невозма>кно, Это отклонение приводит к искажени а записи на регистраторе ширины забоя. При длительной отработке одного забоя диаграмма записи ширины забоя может сместиться за пределы ширины ленты.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство для определения угла поворота свайной дра и, Это устройство содержит гироскопический датчик угла поворота, последовательно соединенные с усилителем сельсин-датчик и сельсин-приемник, электродвигатель, механически связанный через редуктор с регистратором ширины дражного забоя, датчик угла поворота двигателя маневровой лебедки, датчик поворота вала редуктора, два переключателя с блоком управления, элемент сравнения и электромагнитную муфту, причем датчик угла поворота двигателя маневровой лебедки подключен к первому входу первого переключателя, выход которого подключен к входу блока управления, первый выход которого соединен са вторым входом первого переключателя, а второй выход соединен с первым входом второго переключателя, выход которого подключен к первому вводу электродвигателя, при этом третий выход блока управления соединен со вторым вводом электродвигателя, а четвертый выход подключен к электромагнитной муфте, которая механически связана с сельсин-приемником и валом редуктара, который механически соединрен с датчиком угла поворота вала редуктора, выход которого подключен ко второму входу элемента сравнения, а выход усилителя со20 единен со вторым входом второго переключа тел я .

Недостатком описанного устройства яв-. ляется то, что после каждого подшагивания драги на новый забой необходимо сначала

25 установить драгу по оси забоя и с помощью корректирующего устройства устанавливать ось гироскопа в нулевое положение, чта требует дополнительных затрат времени и приводит к снижению чистого времени

30 работы и йроизводительности, кроме того ресурс времени гироскопа мал и при круглосуточной работе его н хватает на рабочий сезон драги.

Целью изобретения является повыше35 wие точности измерения угла разворота драги.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для регистрации параметров работы свайной драги, включающее датчик уг40 ла поворота, сельсин-датчик, соединенный с сельсином-приемником, два переключателя и регистратор дополнительно снабжено потенциометром, тактовым генератором, двумя запоминающими блоками, суммата45 ром, блоком умножения, интегратором, функциональным блоком; блоком деления и датчикам радиуса навивки барабана, При этом выходы тактового генератора соединены с первыми входами обоих переключате50 лей, выход сельсин-приемника соединен через потенциометр са вторым входом перcora переключателя, выход которого подкл,ачен ко входу первого запоминающего блока, выход котарога соединен с первым

55 входом сумматора и вторым входом второго переключателя, выход последнего через второй запоминающий блок соединен со вторым входом сумматора, выход датчика угла поворота соединен через функциональный блок с одним входом блока деления, с

1758172 другим входом которого связан датчик ра- гб диуса навивки барабана, выходы блока де- созр< (5) ления и сумматора подключены к С достаточной для практических целей точсоответствующим входам блока умноже- ностью можно представить зто выражение ния, выход которого через интегратор сое- 5 в виде: динен с регистратором.

Введение в устройство датчика радиуса со"3 Щс (б) навивкиба абана носов йле

Р осовой лебедки датчика Тогда выражение для угла разворота драги угла отклонения носового каната от перпен- имеет в . имеет вид; дикуляра к продольной оси драги и функци- 10 онального преобразователя позволяет =,К1 Ap,. (7) о Ре ос BblablaaeMble ßMeнениемрадиуса навивкиносовогоканатана где п — число тактов замера в процессе отбарабан носовой лебедки и изменением по- PaGOTKN cnoq ложения береговых якорей относительно 15 и tc

Драги В Результате повьпдается точност

N3MepeHMR yrna pa3Bop0Ta pparN . где tcB. — длительность отработки слоЯ;

Производная угла разворота драги У и — длительность такта междУ замеРаопределяется по формуле ми.

n p

Для наших условий угловая скорОсть

= Мц (1) () поворота драги составляет ядр= 0,1 + 0,2 де щдр угловая скорост поворога драги rp/c, Тогда при Лt = 1 с й(=- (0,1 +0, ) . вокруг оси вращения. При рабочем угле разворота драги tp = 90О, Ч, . погрешность составит

Я Я; . cosy„ (25 р! Ь . too 0,1+ 0,2)100 где Чб — линейная скорость носового блока;

R1 = OA — расстояние от оси вращения =0,1+0,2% до носового блока; . -Следовательно, методическая погрешЧ, — скорость каната; . ность измерения не превЫсит 0,2;(,. Таким

p< — yron отклонения каната от пер 30 образом, предлагаемое техническое решепендикуляра к продольной оси драги. ние позволяет повысить точность контроля

Угловая скорость барабана носовой лебед- yrna Разворота свайной драги, ки На фиг. 1 показана кинематическая

V, схема движения драгйв забое; на фиг. 2—

Кб = 35 блок-схема функционального преобразовагде гб — радиус барабана носовой лебедки, теля на фиг; 3 — схема блока умножения и

Угловая скорость поворота вала сельсина- на Фиг, 4 — схема тактового генератора и датчика реле. ч

Устроиство для регистрации параметМlм, =— () 40 ров работы свайной драги содержит сельгде fd, -угловая скорость поворота вала си -датчик 1 котоРыЙ чеРез РедУКТОР 2 сельсин-датчика; соединен с валом барабана носовой лебед-! — передаточное число редуктора.

Тогда с учетом (1 2 3 4) gweg . На баРабане закРеплен конец носового

d Q) 4 от

45 каната 4, который проходит через носовой

Rl cosy< блок 5 и крепится к береговому якорю 6. аб ddt l re dt

Сельсин-датчик электрически соединен — — с сельсин-приемником 7, расположенным в гб гМ гб драгерском помещении. На валу сельсин= К1 бф,, 50 приемника 7 укреплен прецезионный отенциометр 8 функционального

1 преобразователя 9. Функциональный прегде K = — — постоянный коэффициент; образователь 9 соединен с регистратором de = О)с dt-Угол поворота вала сель10..Для контроля ади са ба абана 3

55 новлен датчик радиуса навивки барабана син датчика 11, для контроля угла отклонения носового

Таким образом, окончательное выражение д о ота . каната 4 от перпендик ля а к и о ольной для определения угла разворота драги имеоси драги установлен датчик угла пово ота д у о рота

12. Сельсин-датчик и сельсин-приемник электрически связаны между собой пяти1758172 жильным кабелем и работают в следящем режиме. Функциональный преобразователь 9 состоит из прецезионного г;отенциометра 8, вход которого соединен с выходом сельсин-приемника 7, а выход соединен с первым входом первого переключателя 13, второй вход переключателя соединен с первым выходом тактового генератора 14, второй выход которого соединрен с первым входом второго переключателя 15, второй вход которого соединен с первым выходом первого запоминающего устройства 16, вход которого соединен с выходом первого переключателя 13, а второй выход первого запоминающего устройства 16 соединен с первым входом сумматора 17, второй вход которого соединен с выходом второго запоминающего устройства 18, вход которого соединен с выходом второго переключателя

15, а выход сумматора 17 соединен с пер- 20 вым входом блока умножения 19, второй вход которого .соединен с выходом блока деления 20, первый вход которого соединрен с выходом датчика радиуса навивки барабана 11, а второй вход блока деления 20 25 соединен с выходом функционального блока 21, вход которого соединен с выходом датчика угла поворота 12, а выход блока умножения 19 соединен со входом интегратора 22, выход которого соединен со входом 30 регистратора 10;

В качестве сельсинной переда;и 1 — 7 используются бесконтатные сельсины, например, БД-40, в качестве датчика угла поворота 12 импользуется прецезионный 35 потенциометр, соединенный с поворотной обоймой носового блока 5, В качестве датчика радиуса навивки барабана 11 используется, например, устройство приведенное в работе (4), 40

В качестве запоминающих устройств 16 и 18 используется, например, устройство, приведенное в работе(5, с. 238, рис. 7.18 б).

В качестве сумматора 17 может быть использовано устройство, схема которого и ри- 45 ведена в работе (6, с. 137-138, рис, 11,2). В качестве блока умно>кения 19 может быть использовано устройство, описачное в работе (6, с. 162, рис. 11.41). В основу блока деления положена та же схема (6, рис. 50

11;41). Возможность осуществления деления состоит в разрыве связи между напряжениями U> и U< и объединении Оц с U>, что показайо на рис. 4 заявки. В качестве функционального блока 21 использован блок, описанный в (7, с. 66, рис. 4,23), В качестве интегратора 22 импользуется, например, устройство, описанное (6, с, 144). В качестве тактового генератора 14 используется устройство, приведенное на фиг, 4. Оно включает контакт командоконтроллера 31, два реле времени 23 и 25 и реле промежуточное

27, Принцип работы тактового генератора

14 заключается в следующем. В начале работы цепь питания тактового генератора разомкнута. При подаче питания замыкается контакт 31 и включается первое реле времени 23, которое с выдержкой времени замыкает свой контакт 24 в цепи второго реле времени 25, которое замыкает свой контакт

26 в цепи реле промежуточного 27. Это реле замыкает первый контакт 28 в переключателе 13 и размыкает второй контакт в переключателе 15, Кроме того, реле промежуточное 27 разомкнет свой третий контакт 30 в цепи первого реле времени 23, .

Первое реле времени 23 обесточивается и размыкает свой контакт 24 в цепи второго реле времени 25, которое с выдержкой времени разомк IBI.свой ко,.;акт 26 в цепи реле промежуточного 27, которое разомкнет контакт 28 переключателя 13 и замкнет контакт.

29 переключателя 15 и замкнет третий контакт 30 в цепи первого реле времени 23; При этом тактовый генератор возвращается в исходное положений, далее все повторяется. Длительность такта регулируется выдержкой времени AQpBofo и второго реле времсни, Заявляемое техническое решение позволяет повысить точность контроля угла

ОазворОта драги, Контроль угла разворота драги осуществляот следующим образом. В начальном положении драга находится в углу забоя.

При этом сельсин-датчик 1и,сельсин-приемник 7, потенциометр 8 находятся в нулеВо:> положении и сигнал с них равен нулю.

При этом тактовый генератор 14 выключен, переключатель 13 разомкнут, переключатель 15 замкнут, на запоминающих устройствах 16 и 18 нулевые сигналы, На выходах сумматора 17, блока умножения 19, интегратора 22 и регистратора 10 нулевые сигналы.

С датчиков радиуса навивки барабана 11 и угла поворота 12 снимают начальные значеНИЯ.

Для поворота драги, например, вправо включают командоконтроллером привод правой носовой лебедки и одновременно замыкают кОнтакт 31. flpM этОм прОисходит пОворот сельсин-датчика 1, сельсин-приемник 7 и потенциометр 8 на угол пропорциональный углу поворота барабана 3 носовой лебедки. Контактом 31 командоконтроллера замыкают цепь первого реле времени 23 тактового генератора 14, которое с выдержкой времени, аавной Лt. замыкает контакт

24 в цепи второго реле времени 25, которое включается и замыкает контакт 26 в цепи рел8 промежуточнОГО27. Зто рел8 замыкает стgri ит си Гнал и РО и Ор ци О н а л ьн ы Й контакт 28 перекл,"очателя 13 и разамкиег (@1Aфс1+ К1Ь/, „-21,который подают на nept l контакт 29 геРеключателл 15. При этом на вый вхол сумматора 17, при этом на второй

neP8Ge ззпоминзюЩ88 Устрой - " во 16 ПОД- вход сумматора 17 с выхода второго запомиз от c«rHen c потеициол« тра 8 г1ропорцио- 5 иающего устоойства 18 поступает сигнал

@3<1 . с выхода которо"o пропорциональный К1 Aj",; и с выхода сумпосту"и1 с - 1гнал на сумматор 17 с выхода. матора17получа1отсигиал, пропорциональ-которого си"нал: "po"орц"""-нальнь и соЮ< ный K Ap<2 который подают из первый поступает на первый Вхор, блока умножения вход блока умножения 19 на второй вход которого ПО аналогии подают с блока делеки баоабанз ПОступает сигHefl,npoпорций- ния 0 сиГнГал Г62/соз 0х2, а с выхода блока ми " чия1 пол ч-ютсиг""л и опо иоблока деления 20, а с датчика уГла поворота

12 через функциональный преобразователь нальный K1 - ЬД2, который под21 сигнал, пропорциональный cosy< посту- 15

„а на вт оой „„бл а. „л „и 20 с ают на интегратор 22, на котором получают «игнал, пропорционзльныи К1

t К ционзльныЙ «вторый поступает,„ 4фс1 К2 . +<2 = А 1 +

COSY(I нз второй 8xo@ блока умн,„. <ения 19 с выхо 20 + Ëô, который подается на регистратор 3. да которого снимают сигнал, пропорцио- При этом на Регистраторе полУчаем

r6 нальнь,й K1 ° 5gjp =-Ьф1,который 9=@p1 +М = K1 М + совф cospc подают в интегратор 22 y, c него в регистра- К Г62 Мс2 «Г6

COSP, Реле 27 разомкнет контакт 30 в цепи Поскольку радиус навивки барабана измепервого реле времени 23 тактового reHepa- ияется при переходе на второй слой навив, торз14,котороеобесточивается,размыкает ки каната, то — на втором такте замера ,свой контакт 24 в цепи второго реле време- радиус барабана может не измениться, т.е. ни 25, KGTopoe Обесточивается и с выдеож- Г62 = Г61 кой времени разомкнет свой контакт 26 в В дальнейшем происходит аналогичная цепи реле промежуточного 27, которое обе- последовательность переключений при сточивзется и размыкает первый контакт 28, третьем такте, замыкает второй контакт 29 и замыкает тре- Для устранения погрешности от прови35 тии контакт, 0. При этом контакт 28 размы- сания носового каната при движении драги, кается в переключателе 13 и вход первого например, вправо левая носовая лебедка запоминающего устройства 16 отключается работает в тормозном режиме, при этом леот выхода потеициометра 8, Контакт 29 за- вый носсвой канат натянут. Аналогичный мыкаетсявпереключателе15ивходвторого режим работы будет при движении драги запоминающего устройства 18 подключает- влево для правой носовой лебедки, 40 ся K выходу первоГО ззпоминзющзГО уст- Формула изобретечия ройства 16. При этом на второе устройство для измерения угла развозапоминающее устройство 18 поступает с рота свайной драги, включакпцее датчик угпервого запоминающего устройства 16 сиг- ла поворота, сельсин-датчик, соединенный нал, пропорциональный К1Лф,1,И с выхода с сельсии-приемником, два переключателя

45 второго запоминающего устоойства 18 этот и Регистратор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, сигнал поступает на второй вход сумматора с целью повышения точности измерения уг"7, При этом в сумматоре 17 выходной сиг- ла разворота, оно снабжено потенциометнал уменьшается до нуля и сумматор будет ром, тактовым генератором, двумя подготовлен к следующему такту. Tpe;gA запоминающими блоками, сумматор.., контакт 30 реле 27 замкнет цепь первого бгокомумножеиия, ин-.егратором,функциореле времени 24 в цепи второго реле време иальиым блоком, блоком деления и датчини 25, которое замкнет контакт 26 в цепи ком радиуса навивки барабана, причем реле промежуточного 27, которое замкнет выходы тактового генератора соединены с контакт 28 nepaoro перекл очзтеля 13, разо- первыми входами обоих переключателей, мкиет контакт 29 aTGporo переключателя 15 выход сельсин-приемника соединен через и разомкнет контакт 30 в цепи первого реле потенциометр с вторым входом первого певремени 23. При этом на первое запомииа- реключателя, выход которого подключен к ющее устройство 16 с потенциометра 8 по входу первого запоминающего блока, вы1758 3 72 ход которого соединен с первым входом сумматора и вторым входом второго переключателя, выход последнего че н з второй запоминающий блок соединен с вторым входом сумматора, выход датчика угла поворота соединен через функциональный блок с одним входом блока деления, с другим входом которого связан датчик радиуса навивки барабана, выходы блока деления и сумматора подключены к соответствующим входам блока умножения, выход кото5 рого через интегратор соединен с регистратором, 1758172

Составитель О апК не м

Техред M.Mîðãåíòàë Корректор З,Салка

Редактор Н.Горват

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 2977 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5