Устройство для определения глубины опускания черпаковой рамы

 

Устройство для определения глубины опускания черпаковой рамы. Сущность изобретения: устройство содержит рамоподъемную Лебедку, сельсин-датчик, сельсин-приемник, потенциомер, блок умножения , датчик радиуса навивки каната на барабан, функциональный блок, суммирующий блок, измеритель осадки, указатель глубины , задатчик превышения верхнего блока черпаковой рамы над верхним барабаном черпаковой рамы, измеритель дифферента 6 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

Ъ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР)

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (s»s Е 02 F 3/88;-9/20

1 (21) 4857592/03 (22) 07.08,90 (46) 30.12.92, Бюл. Nò 48 (71) Свердловский горный инстиТут им.

В.В.Вахрушева (72) Г.Г.Багаутинов и Г,А.Багаутинов (56) Авторское свидетельство СССР

N 580278, кл, Е 02 F 3/16, 1974, Мокрецов В.П. Устройство койтроля глубийы черпания и величины послойного опускания черпаковой рамы. Свердловск, труды СГИ, вып.98, 1973, с,64 — 66.

Авторское свидетельство СССР

N 646007, кл. Е 02 F 3/16, 1979, Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть ис- пользовано при разработке россыпных месторождений золота, платины, алмазов и других драгоценных полезных искнопаемых многочерпаковыми драгами.

Известно устройство для контроля rhyбины черпания, включающее указатель hyбины посредством рычажного" механизма соединенный с черпаковой рамой, Глубйна черпания определяется по углу наклона черпаковой рамы относительно понтогна-драги.

Недостатком вышеуказанного устройства является низкая точность измерения за счет люфтов в рычажной системе измерителя, Известно другое устройство контроля глубины черпания по углу наклона чс ефИ%Ъ-" вой рамы с использованием гироскопической вертикали. Гировертикаль,, Я ÄÄ 1784719 А1

2 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ГЛУБИНЫ ОПУСКАНИЯ ЧЕРПАКОВОЙ РАМЫ (57) Устройство для определения глубины, опускания черпаковой рамы. Сущность изобретения: устройство содержит рамоподьемную . лебедку, сельсин-датчик, сельсин-приемник, йотенцтиомпер, блок умножения, датчик радиуса йавивки каната на барабан, функциональный блок, суммируюЩий блок, измеритель осадки, указатель глубины, задатчик превышения верхйего блока черпаковой рамы над верхнйм барабаном черпаковой рамы, измеритель дифферента. . 6ил. устанавливается на специальной площадке. укрепленйой на черпаковой раме.

Недостатком данного устройства является малый срок службы гировертикали, не- а обходимость использования специальных йриборов для выравнивания площадки под р гир ов ертикаль, à".татк же необходимость де- р мгифированйя вибраций, которые передаются во время р*ботй на черпаковую раму:в процессе черпания -грунта; Все перечислен- ное приводит к появлению существенной О погрешности прй"ииеэсмерении.

Известно также устройство для опреде- ® ления глубины черпания дражного забоя, включающее мас ятнйкоивый датчик глубины, измерители"дифферента и осадки драги и указатель глубины. Маятниковый датчик глубины соединен посредством сельсинной передачи с указателем глубйны, включающим сел ьси н-приемник, суммирующий блок, усилитель и исполнительный двига3.

1784719 тель, кинематически соединенный с указателем глубины.

Недостатком этого устройства является наличие колебаний маятникового датчика глубины при вибрациях черпаковой рамы в процессе работы, что вносит погрешность в показания прибора. Для устранения колебаний маятника приходится применять специальные . демпферы, йапример. гидравлические; что приводит к существен. йьгм заспаздыванмям в измерении при очередйом опускании черпаковой рамы в забой; что приводит также к погрешности в измеренйи.

Наиболее блйзким к предложенному является устройство для определения глубины ойускания черпаковой рамы, включающее сельсин-датчик, соединенный сельсином приемйиком, измерители осадки и дифферента и указатель глубины. Сельсин -датчик соединен непосредственно с валом барабана рамоподъемной лебедки, обороты которого через сельсинную пару передаются на указатель глубины, Глубина опускания черпаковой рамы измеряется по углу поворота вала барабана лебедки, Погрешность контроля глубйны опускания черпаковой рамы возникает вследствие

-изменейия геометрии рамоподъемного ка ната и многослойности навивки каната на барабан рамоподьемной лебедки, что приводит к изменению передаточного коэффициента между углом поворота вала барабана и глубиной опускания черпаковой рамы, ЦельЮ изобретения является повышение точности контроля эа счет устрайения влйяния изменения геометрии рамоподъемного-каната и многослойности навивки ка. ната на барабан рамоподъемной лебедки.

Поставленная цель достигается тем, что известное устройство, включающее сельсин-датчик, соединенный с сельсйном при емником,,измерители осадки и дифферента, соединенные соответственно с первым и вторым входами суммирующего блока, и указатель глубины. снабжено датчиком ра.диуса навивки каната на барабан рамоподь.емной лебедки, эадатчиком превышения верхнего блока черпаковой рамы над верхним барабаном черпаковой рамы, потенциометром, блоком умножения и функциональным блоком; причем сельсинприемник через потенциометр соединен с первым входом блока умножения, со вторйм входом которого соединен датчик радиуса навивки каната на барабан рамоподъемной 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 глубинь1 опускания черпаковой рамы датчика ка черпаковой рамы над верхним барабаном черпаковой рамы и функционального блока позволяет исключить погрешность измерения от изменения радиуса навивки ка15 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, задатчиком превышения верхнего блока черпаковой рамы над верхним барабаном черпаковой рамы и функциональным блоком.

Йа фиг.1 показана схема движения черпаковой рамы; на фиг.2 — блок-схема устройства; на фиг.3 приведены графики

30 завйсимости 1 Н .= f (Ic); Н = f (!с);

P = — — = f (Ic); на фиг,4 изображена схема

Iñ функционального блока; на фиг,5 — блоксхема функционального преобразователя; на фйг,6 — схема диодно управляемого со35 противления.

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 подвеса черпаковой рамы, 8 — канат.

Устройство для 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 верхним барабаном черпаковой рамы Л Н вЂ” 16, измеритель осадки 17, измеритель дифферента 18, расположенные на понтоне. Сельсин-датчик и сельсин-приемник электрически связаны между собой и раборадиуса навивки каната на барабан рамоподьемной лебедки и блока умножения, а

10. также задатчика превышения верхнего бло1784719 тают в следящем режиме, С валом ротора (5 сельсина-приемника 10 жестко связан поIс= (3) тенциометр 11. Выход потенциометра 11 Тогда расстояние между верхними и соединен с первым входом блока умноже- нижними блоками ния 12, второй вход которого соединен с 5 выходом датчика радиуса навивки каната на I = 1 2+ 1 2 — 21„1, (4), — р —,рсов а, 4, барабан 13, а выход блока умножения соединенсовходомфУнкциональногоблока14, где 1С=АВ; Iл ОА; Ip=ОВ; а = а р+ ао выход которого соединен с первым входом суммирующего блока 15, второй вход кото- 10 Глубина опускания черпаковой рамы Н. рого соединен с выходом задатчйка 116, тРетий вход соединен с выходом измеРите- Н =1 з1п а р, (5), ля осадки 17, четвертый вход соединен с выходом измерителя дифферента 18, а вы- где1р=OC ap a Я ход суммирующего блока соединен со вхо- "5 ..Совместное ре е (4, 5) д ет зависи масть между 1к и Н дом указателя глубины 19.

В качестве сельсинной передачи используются, например, бесконтактные 12 12 12 селчсины типа БД 40, В качестве потенцио- Н = L s(n (arccos -к — „— -"- — — ч (бт, метра используется высокоточный прецези- 20. онный потенциометр типа ПЛП-21, В качестве измерителя осадки может быть -. ПРи гоРизонтальнОм полажЕнии чЕРпа-" ис„ользован . „апример. ит„дукцийотнсный . ковой рамы(ар -О,a = ao) расстояние уровнемер, а в качестве измерителя диффе- по высоте от верхних блоков до черпака рента — маятниковый дифферентомер, B ка- 25 чествеч блока умножения 11 используется йзвестнйй блок. В качестве задатчика Н 16 и спол ьзуется потен циометр. В качестве суммирующего блока 15 используется, на-: СУммаРНЗЯ глУбина ОПУсканиЯ чеРпдко- пример, магйитный усилитель с неско,льки- 30 вой Рамы Относительно веРхних блоков. 6 ми обмотками управления. В качестве функционального блока 14 используется из- . " :: 12 — I o — 1 лестный блок. В качестее датчика радиуса . а .(.: 2 I л 1р навивки каната 13 на барабан рамоподьем- . + Л Н .. (8) ной лебедки используется датчик. Понижа- 35 ющии редуктор подбирается с:.. Для конкретной драги значения констпередаточным числом, обеспечивающим руктивных параметров 1 I I о ин Обо от д рот сельсина-датчика при опуска- известны.Зтодаетвозможностьрассчитать нии черпаковой рамы на полную глубину. и построить зависимость между Н, Н и I

Контроль глубины опускания чсерпако- 40 для конкретной драги. На фйг.3 приведен вой рамы по углу поворота вала барабана график зависимости,"где 1 — Н - f (1с); 2 — Н

: рамоподьемной лебедки осуществляется Н следующим образом.. ;,... - . ---..- = f{Ic) 3 — ф =-Т вЂ”. = Г(1с) для драги 380л .c

Длина развиваемого каната 8 при опу- Таким образом, имея расчетный график заскании черпаковой рамы йа глубину Н будет 45 . Н висимости P = = f (Ic) можно по каждо(му значений I определить соответствующее значение Н и Н. где 1к — длина каната; Рабочий диапазон опускания черпакор o — угол поворота вала барабана; . 50 вой рамы для драги 380 л составляет в диагв — радиус навивки каната ьа барабан. пазоне Н - 6-.24 м, что соответствует диапазону изменения Ic = 9,5 — 24,5 м (фиг.3).

1к = 1((1с, (2), В предлагаемом устройстве функциогде1(- передаточное число полйспаста чер- 55 нальный блок 14 реализует зависимость паковой рамы; -, H = f (I,), причем на вход блока 14 подают

1с — расстояние между верхними 6 и сигнал, пропорциональный 1,, и на входе нижними 7 блоками. блока 14 получают сигнал, пронорциональ1784719 ный Н . На суммирующем блоке 15 получа- которого подают с выхода блока.18 сигнал, ют алгебраическую сумму сигналов пропорциональный величине дифферента

Н=Н Ь Н Л H1 «+ Л Н2

Л Hz и с выхода суммирующего блока пол.учают сигнал пропорциональный глубине где Л H> —;. 5- опускайия черпаковой рамы Н - Н вЂ” Л Н =

Л Н2 — величина дифферента. + Ь Н> и Л Н2, который подают на указаФункциональный блок 14 состоит из тельглубины19. функционального преобразователя 20 Функциональный преобразователь 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 R 19) напряжения Uic, пропорциоционныхусилителей26и27(тип К1409Д6) нального I<, на выходе операционного и диодно-управляемого conpîòèâëåíèÿ усилителя 26 появляется сигйал, равный А (ДУС-1) 28. ДУС-1-28 (фиг,6). содержйт рези- 0, 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 f (Ulc). Нэ входе усилителя 27 происФункциональный преобразователь реа- ходит суммировайие входных токов, поступающих от резистора. 24 и

I отора - е диодно-управляемого сопротивления 28, B монотонная, Обеспечение упомянутой 20 результате чего нв выходе усилителя 27 понемонотонности достигается использова- является напряжение U = p = Н /I<. 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 VIc — f(Vlc),: .: "." . R128 по нелинейному закону, В результате уменьшенйя сопротивления ДУС-R1 28 ток где А Ч вЂ” линейная функция;" : . во входной цейи усилителя 27 увеличивает- .

f (V <) — монотонно-возрастающая функ- 30 ся, реализуя функцию f (UI ). ция.. Формула изобретения

Для опускания черпаковойрамы наглу- Устройство для определения глубины бину Н включают привод рамоподъемной дпусканйя черпаковой рамы, включающее лебедки и производят поворот вала бараба- сельсин-датчик, соединенный с сельсинна (фиг.1) на угол рб, При этом через 35 приемником, измерители осадки и диффепонижающий редуктор происходит поворот рента, соединенные соответственно с вала сельсин-датчика 9 на угол р прапор- первым и вторым входами суммирующего цйональный фб соответственно на такой же блока, и указатель глубины, о т л и ч а ю щ e е угол. фс происходит поворот сельсина- с я .тем, что с целью повышения точности прйемника10и потенциометра11. С выхода 40 контРоля, оно снабжено датчиком радиуса

- . потенциометра 11 получают сигнал U„:, про- навивки каната на барабай рамоподъемной порциональный углу поворота сельсина- лебедки, задатчиком превышения верхнего приемника, который подается на первый блока черпаковой рамы над верхним баравход. блока умножения 12, на второй вход байом черпаковой рамы, потенциометром, которого подают сигнал, с выхода блока 13 45 блоком умножения и функциональным бло. пропорциональный радиусу навивки каната ., KoM, пРичем сельсин-приемник через потенна барабан рамоподъемной лебедки и с вы- циометр соединен с первым входом блока ходаблокаумножения получаютсйгнал про- умножения; с вторым входом которого сое порЦиональный Ig, (Ic = фв 2g /l„). 3тот дийен датчик. радиуса навивки каната на сйгнал: подают на вход функционального 50 барабан рамоподъемной лебедки, выход блока 14, с выхода которого получая1т сиг- . блока умножения через функциональный нал, пропорциойальный Нg, который под- блок подключен к третьему входу суммируают йа первый вход сумм рующего блока ющего блока, к четвертому входу которого

15, на второй вход которого подают с выхо- подключен задатчик превышения верхнего да блока 16 сигнал пропорциойальный 55 блока черпаковой рамы над верхним бараЬ Н, на третий вход которого подают с вы- баном черпаковой рамы, а выход суммируюхода блока 17 сигнал, пропорциональный щего блока соединен с указателем глубины. величине осадки Ь Н1, на четвертый вход

1784719

i1(1

Уб

1784719

Ф- о . ф у

Составитель Г.Багаутинов Техред M.Ìîðãåíòàë .. Корректор Л.Лукач

Редактор H. Е го рова. Заказ 4352 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного. комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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