Способ и устройство контроля положения исполнительного органа горной машины относительно границы уголь-порода

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 1412;77 (21) 2554654/22-03

Союз Советских

Социалистических

Республик.

< 11 767346 (51) М. Кл.

Е 21 С 35/24 с присоединением заявки ¹вЂ”

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет—

Опубликовано ЗК0980.Бюллетень ¹ Зб

Дата опубликования описания 053.080 (53) УДК622.232. .72(088.8) (72) Авторы изобретения

A. М. Онищенко, Ю. A. Онищенко, A. В. Ильюша, 3. A. Черняк и В. М. Эйгенброт

Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт обогащения твердых горючих ископаемых и Ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени. институт горного дела им. А. А. Скочинского (71) Заявитель (54) СПОСОБ И УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ ПОЛОЖЕНИЯ

ИСПОЛНИТЕЛЬНОГО ОРГАНА ГОРНОЙ МАШИНЫ ОТНОСИТЕЛЬНО

ГРАНИЦЫ УГОЛЬ вЂ” ПОРОДА

Изобретение относится к способам и устройствам контроля границы угольпорода.

Известны сйособы и устройства, основанные на контроле различия механи- 5 ческих свойств угля и вмешающих пород, например датчик открытой границы порода-уголь, содержащий чувствительный элемент, выполненный в виде металлического стержня вибратора с закреп " 10 елейными на нем пьезокристаллами, :и. электронный блок Щ .

Недостатки известного датчика— низкая надежность стержня-вибратора иэ-эа непосредственного его контакта 15 с углем или породой, сложность конструкции, так как в случае расположения датчика s исполнительном органе необходим специальный синхронизатор и элемент передачи сигнала на корпус 2Q горной машины, а в случае расположения датчика за исполнительным органом необходимы специальные кронштейны с прижимными устройствами; низкая точность, так как производится лишь то- 25 чечный контроль в данный момент времени.

Известен также способ контроля положения исполнительного органа горной машины относительно границы уголь2 порода, основанный на различии прочностных характеристик угля и породы,. и устройство, реализующее этот способ и содержащее чувствительный элемент и электронный блок (2).

Такие способ и устройство также обладают низкой надежностью и точностью контроля.

Цель изобретения — повышение надежности и точности контроля.

Поставленная цель достигае1ся тем, что одновременно измеряют вел:чину равнодействующей действующих на подшипник всех радиальных сил и радиальную силу, измеряемую в профиле пласта в плоскости, перпендикулярной направлению движения горной машины,:й разницу прочностных характеристик угля и породы определяют по соотношению этих сил, для чего устройство снабжено датчиками угла наклона качающейся штанги и толщины вынимаемой угольной пачки, выходы которых под ключены к электронному блоку, а чувствительный элемент выполнен в виде трех тензодатчикзов, один из которыХ выполнен кольцевым и закреплен на внешней стороне наружного кольца подшипника, а два других расположены на той же стороне подшипника диа767346 метрально противоположно в плоскости, перпендикулярной направлению движения горной машины.

На чертеже приведена схема устройства, поясняющая сущность изобретения.

На внешнем неподвижном подшипнике

1 со стороны посадочной поверхности выполнена кольцевая проточка, на которую наклеен первый тензометрический датчик 2, опоясывающий проточку.

Второй тензометрический датчик 3 и третий тензометрический датчик 4 закреплены в диаметрально противоположных канавках. Выходы всех тензометрических датчиков соединены с входами электронного блока 5. Датчик угла на- 15 клона б качающейся штанги (на которой закреплен исполнительный орган горной машины) соединен с электронным блоком 5. Датчик толщины вынимаемой угольной пачки 7 также соединен с 20 входом электронного блока 5;

При монтаже устройства неподвижное кольцо подшипника 1 устанавливают так, что (при среднем положении качающейся штанги) датчик 3 обращен к кровле, а датчик 4 — к почве.

Устройство работает следующим образом.

При движении горной машины вдоль забоя тензометрический датчик 2 измеряет величину равнодействующей всех радиальных сил F„, действующих на под шипник вала, вращающегося испблнительного органа. Тензодатчик 3 измеряет величину радиальной силы F, действующей на подшипник в профиле пласта в З5 плоскости, перпендикулярной к направлению движения комбайна. Вектор силы

Р направлен к кровле. Тензодатчик 4 измеряет величину радиальной силы Р действующей на подшипник в плоскости, 40 перпендикулярной к направлению движе ния комбайна, причем вектор силы F> направлен к почве.

РассмоТрим случай, когда устройство работает у кровли пласта. При этом 45 величина равнодействующей F> опреде. — .. ляется типоразмером горной машины и ее исйолнительного органа, скоростью движения подачи машины, массой исполнительного органа, физико-механичес- 50 кими характеристиками вынимаемого уг "лк; -расположением и параметрами резцов на исполнительном органе и т.п.

Равнодействующая (F+ -F< ) будет, в об.щем случае, определяться также пеРечисленными выше параметрами. Если исполнительный орган при движении горной машины вдоль забоя не производит разрушения переходного слоя границы уголь — порода (выемка угля без присечки переходного слоя грани- 60 цы уголь — порода), то соотношение величины F> и (-Г ) остается постоянным: с ростом F„ пропорционально увеличивается (F -Г ). Если же ис» полнительный орган начинает разрушать переходной слой границы уголь — порода (который характеризуется более высокими нежели вынимаемый слой угля прочностными параметрами) или осуществлять присечку породы в кровле; то равнодействующая (Г -Г ) изменяется быстрее, нежели F и соотношение между нйми изменяется. По величине этого изменения судят о степени присечки породы в кровле. Величина соотношения F и (F> — Г ) определяется в электронном блоке 5, в который поступают сигналы от датчика 2 (пропорциональный величине F„ ) и от датчиков 3 и 4 (пропорциональный величине (6 — F ). Сигнал, пропорциональный соотношению Г„ и (F> — F ),подается на гидродомкрат для регулирования исполнительного органа по высоте. Если после его регулирования изменяется, угол наклона .качающейся штанги, то при той же величине (F — F ) изменитЪ 2 ся суммарный сигнал с датчиков 3 и

4, Чтобы скорректировать суммарный сигнал до прежней величины, в электронный блок 5 вводят сигнал с датчика угла наклона б, пропорциональный изменению угла наклона качающейся штанги.

Устройство работает аналогично и у почвы пласта, когда высота вынимаеМого слоя угла равна диаметру исполнительного органа. Если же толщина вынимаемой пачки угля меньше диаметра исполнительного органа, то соотношение между (F> F< ) и F„ увеличивается (при прочих равных условиях) при уменьшении вынимаемой пачки угля. Если толщина вынимаемой пачки изменяется по длине забоя, то соотношение сигналов с датчиков 2, 3, 4, б также изменяется при изменении толщины вынимаемой пачки. Чтобы свести это йзменение к минимуму, на вход электронного блока 5 от датчика 7 подается сигнал, пропорциональный толщине вынимаемой пачки угля. В результате обработки сигналов с датчиков 2„ 3, 4, б, 7 в электронном блоке формируется сигнал, величина которого не изменяется от изменений толщины вынимаемой пачки угля и угла наклона качающейся штанги. Этот сформированный сигнал является мерой присечки породы в поч ве пласта и используется для регулирования положения исполнительного органа.

Основной положительной особенностью способа и устройства является использование в качестве основного источника получаемой информации сам исполнительный орган горной. машины.

При этом в любой момент времени получается интегрированная информация со всей ширины захвата исполнительного органа. Второй основной положительной особенностью способа и устройства является воэможность простого снятия информации с подвижного испол-!

767346

Формула изобретения

Составитель М. Смиттен

Редактор 3. Ходакова Техред E. Гаврылешко Корректор Н. Бабинец

Заказ 7159/29 Тираж 626 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 ительного органа. Эта особенность реализует второе основное преимущество †.исключается транспортное запаздывание и автоматически решается сдожная проблема передачи информации с подвижного датчика на неподвижный корпус горной машины. Это позволяет одновременно увеличить точность определения границы уголь - порода, повысить надежность определения границы и упростить используемую для контроля аппаратуру.

1. Способ контроля положения.ис15 полнительного органа горной машины: относительно границы уголь — порода, например для горной машины с испол. нительным органом, вал которого при помощи подшипника закреплен на качающейся штанге, основанный на различии прочностных характеристик угля и породы, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и надежности контроля, одновременно 25 измеряют величину равнодействующей действующих на подшипник всех радиальнМх сил и радиальную силу, измеряемую в профиле пласта в плоскости; перпендикулярной направлению движения горной машины, и разницу прочностных характеристик угля и породы определя ют по соотношению этих сил.

2. Устройство для осуществления способа по и. 1, содержащее чувствительный элемент и электронный блок, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что оно снабжено датчиками угла наклона качающейся штанги и толщины вынимаемой угольной пачки, выходы которых подключены к электронному блоку, а чувствительный элемент выполнен в виде трех тензодатчиков, один из которых выполнен кольцевым и закрепле йа внешней стороне наружного кольца под шипника, а два других расположены на той же стороне подшипника диаметрально противоположно в плоскости, пер пендикулярной направлению движения горной машины.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 244263, кл. Е 21 С 33/00, 24.01.66.

2. Авторское свидетельство СССР

9 234303, кл. Е 21 С 27/00, 09.08.66.