Устройство для определения угла откоса предотвала

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистических

Республик

<я939656 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 08. 09. 80(2i ) 2983622/29-03

РЦ М.кл. с присоединением заявки ¹â€”

Е 02 F 3/48

Государственный комитет

ССС P по делам изобретений и открытий (53) УДК 622 879. 38 (088 ° 8) (23) Приоритет

Опубликовано 300682. Бюллетень ¹24

Дата опубликования описания 30. 06. 82 - .Ж(ВЗИ Д

Ы. а ТЕНТЦО1 ИХНЫ йMKAg

ЙИВЛМОТй(А

В.С.Вагоровский, Л.В.Винокуров, A.Ï.Ìàêñèèîâ, A.М.Мартынов, А.С.Перминов и А.И.Филиппенко (72) Авторы изобретения

Государственный проектно-конструкторский и научно-исследовательский институт по ав угольной промашленности (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УГЛА

0ТКОСА ПРЕДОТВАЛА

Изобретение относится к автоматизированному измерению параметров работы экскаватора и, в частности, предназначено для узмерения угла откоса образующей предотвала при ведении вскрышных работ по бестранспортным схемам с использованием экскаваторов-драглайнов.

Известны устройства, предназначенные для измерения основных параметров работы экскаватора-драглайна,в которых наряду с другими параметрами измеряется угол отклонения каната и точка его схода с направляющего шкива, по которому, в частности, можно судить о величине угла наклона образующей предотвала Ь и j23 °

Известно устройство для определения угла откоса предотвала, содержащее датчики углов наклона экскаватора, вычислитель, выходной узел, измерители-преобразователи, связанные с осью лебедки подъема стрелы, с подъемным канатом осью верхней люльки, осью лебедки подъемного каната, которые связаны между собой и вычислителем определенным образом (33.

Однако это устройство обладает . значительной погрешностью в определе- ЗО,нии угла отклонения ковша экскава тора.

Известно устройство для определения .угла откоса предотвала, содержащее датчик угла поворота стрелы экскаватора, связанный с ним вычислитель с индикатором, датчики угла наклона поворотной платформа экска-. ватора, пути перемещения экскаватора, которые подключены к вычислителю (4 ).

Недостатком указанного устройства является его относительная сложность и значительная погрешность измерения угла откоса предотвала при измерении углов в вершине и в основании предотвала.

Цель .изобретения — повышение точности и упрощение устройства.

Указанная цель достигается тем, что устройство снабжено подключенным к вычитателю датчиком угла наклона тягового каната к горизонту на двух поворотных трансформаторах, выполненным с поворотными рычагами с прижимными роликами и установленным на корпусе блока наводки тягового каната экскаватора,при этом оси вращения повоРотных рйчагов с прижимными роликами расположены соос939656 но оси вращения направляющих шкивов блока наводки, прижимные ролики расположены в одной плоскости и охватывают тяговый канат с двух сторон, оси рычагов через муфты соединены с роторами соответствующих по- 5 воротных трансформаторов, статоры которых неподвижно закреплены на корпусе блока наводки.

На фиг.1 представлена структурная схема устройства для определе- )p ния угла откоса предотвала; на фиг.2 — датчик угла наклона тягового каната, общий вид; на фиг.3 схема установки датчика; на фиг.4 принципиальная схема датчика угла наклона тягового каната; на фиг ° 5 эпюра напряжений на основных элементах датчика угла наклона тягового каната.

Устройство содержит датчик 1 угла наклона тягового каната,, датчик

2 угла поворота стрелы экскаватора от ее перпендикулярного положения к бровке уступа, вычислитель 3 и выходной узел 4. Вычислитель 3 связан входами с датчиками 1, 2 и выходом— с выходным узлом. Вычислитель 3 содержит преобразователь 5 функции

cos преобразователь 6 функции ctg множительное звено 7, преобразователь

8 функции arcctg и .-.ороговый элемент (триггер Шмидта) 9. Преобразователи 3 и 5 своими выходами подключены к входам множительного звена 7, выход которого подключен к одному входу преобразователя 8.,К другому входу преобразователя 8 подключен выход порогового элемента 9, вход которого по цепи 10 подключен к якорной цепи двигателя механизма тяги ковша. 40

Датчик угла наклона тягового каната содержит (фиг.2 и 3) верхний поворотный рычаг 11 с укрепленным на нем прижимным роликом 12. Пово- 45 ротный рычаг 11 закреплен к корпусу

13 блока наводки тягового каната и имеет возможность поворачиваться вокруг точки закрепления. Аналогично закреплен нижний поворотный рычаг 14 с прижимным роликом 15. Оси вращения рычагов 11 и 14 соосно осям вращения направляющих шкивов блока наводки тягового каната. Полуоси 16 и 17 рычагов 11 и 14 через муфты 18 и 19 связаны с осями роторов поворотных трансформаторов 20 и 21. Поворотные трансформаторы 20 и 21 закреплены фиксаторами 22 и 23 в стаканах

24 и 25, снабженных кронштейнами, которые закреплены на корпусе блока наводки. Прижимные ролики 12 и 15 прижимаются к тяговому канату 26 в непосредственной близости от точки схода его со шкива 27 блока наводки тягового каната. Прижимные роли- 65 ки прижимаются к канату посредством пружины 28.

Электрическая схема датчика угла наклона тягового каната выполнена следующим образом,(фиг.4).

Синусная обмотка 29 поворотного трансформатора 20 и косинусная обмотка 30 поворотного трансформатора 21 подключены соответственно к выпрямителям 31 и 32, которые нагружены на резисторы 33 и 34 и включены встречно. По цепи 35 и 36 устройство подключено к сети переменного тока, клеммы 37 и 38 являются выходными

Устройство работает следующим образом.

Для определения угла откоса предотвала машинист экскаватора располагает загруженный ковш в какой-либо точке параллельно образующей откоса предотвала в нужном сечении, создает загрузочный момент в двигателе механизма тяги ковша и тем самым выбирает провисание тягового каната.

На выходах датчиков 1 и 2 формируются сигналы, значения которых пропорциональны углу наклона тягового каната о,. и углу поворота стрелы экскаватора от перпендикулярного направления к бровке уступа 4 Д- . Указанные сигналы поступают в вычислитель 3 и преобразуются преобразователями 5 и 6 (ctg с(„-, cosY;cooTI ветственно), которые поступают на входы множительного звена 7, на выходе которого формируется сигнал

Х = ctgcL;-сов Ч „-При значении тока якорной цепи двигателя механизма тяги ковша не ниже установленного значения (т.е °

1 т 7, с), сРабатывает поРоговый элемент 9, который запускает преобразователь 8, в результате чего на его выходе формируется сигнал

V=arcctgX=arcctg(ctgcL; cosV;)

Укаэанный сигнал поступает на выходной узел 4, где и отображается.

Статоры поворотных трансформаторов 20 и 21 закреплены таким образом, что при горизонтальном положе.нии отрезка тягового каната, набегающего на направляющий шкив 27 блока наводки тягового каната, выходные напряжения U, синусной обмотки 29 и U косинусной обмотки 30 равны (фиг.5), следовательно равны и встречно направлены выпрямленные токи, проходящие через соответствующие резисторы 33 и 34. Поэтому на выходных клеммах 37 и 38 результирующее напряжение ()&be равно нулю, что соответствует горизонтальному расположению отрезка тягового каната вблизи точки его схода с направ939656 ляющего шкива. В процессе экскавации тяговый канат занимает различные углы наклона к горизонту, вследствие чего рычаги 11 и 14 изменяют свое положение и вращают роторы соответствующих поворотных трансфор- 5

-маторов 20 и 21, тем самым передавая им угловые положения каната.

Если свисающая часть тягового каната наклонена на угол Ч ниже горизонтальной плоскости, проход щей О через точку схода каната с направляющего шкива блока наводки, то на клеммах 37 и 38 формируется сигнал

Обык (U „-Uÿ. ° где 6 — выходное напряжение синус\ l5

1 ной обмотки 29 при угле ч поворота ротора от его нуI левого положения .Чо,.

0 — выходное напряжение косинус 1 ной обмотки 30 при угле Yq gp поворота ротора от его нулевого положения V<

К вЂ” коэффициент пропорциональности перехода от переменного тока с напряжением U к выпрямленному току с напряжением О.

Величина 08„,„отрицательная, поскольку U

=Н ся выходной сигнал б „,„при отклоне- 3g нии тягового каната вйше горизонта на угол, при этом

Ц

UBü,õ K(U1 Ц,) 0 °

Если устройство предназначается 35 для измерения углов откосов предотвала при нижнем черпании, т.е. когда экскаватор стоит на предотвале, то измерять углы отклонения тягового каната выше линии горизонта нет не- 40 обходимости. По этой причине весь диапазон изменения угла от 0 до Ч„ равный порядка 60О для обычных поворотных трансформаторов, можно отградуировать в пределах фактическо- 45 го изменения угла откоса предотвала (4У+300) . Такая градуировка осуществляется одновременным поворотом статоров трансформаторов на угол порядка 45 в соответствующую сторону. о

Аналогично может быть настроен датчик при работе экскаватора с верхним черпанием.

Датчик угла наклона тягового каната прост по конструкции и характе-. ризуется высокими техническими показателями. Так, например, не влияют на показания датчика изменение питающего напряжения, температуры окружающей среды, износ прижимных роликов и тягового каната, поскольку в нем предусмотрено встречное включение выходных обмоток поворотных трансформаторов и применение двух прижимных роликов.

Использование предлагаемого устройства позволяет оперативно определять углы откоса предотвала, что, во-первых, повышает безопасность проведения работ*, поскольку обеспечивается контроль превышения безопасных значений углов откосов, во-вторых, способствует соблюдению расчетных значений угла откоса предотвала, что, в свою очередь,,ликвидирует образование дополнительных объемов горной массы, подлежащей переэкскавации. За счет фактической реализации заданных углов откоса предотвала ликвидируются дополнительные объемы переэкскавации, себестоимость переработки которых составляет сотни тысяч рублей.

Формула изобретения

Устройство для определения угла откоса предотвала экскаватора-драглайна, содержащее датчик угла поворота стрелы экскаватора и связанный с ним вычислитель с индикатором, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и упрощения устройства, оно снабжено подключенным к вычислителю датчиком угла наклона тягового каната к горизонту на двух поворотных трансформаторах, выполненным с поворотными рычагами с прижимными роликами и установленным на корпусе блока наводки тягового каната экскаватора, при этом оси вращения поворотных рычагов с прижимными роликами расположены соосно оси вращения направляющих шкивов блока наводки, прижимные ролики расположены в одной плоскости и охватывают тяговой канат с двух сторон, оси рычагов через муфты соединены с роторами соответствующих поворотных трансформаторов, статоры которых неподвижно закреплены íà корпусе блока наводки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 546684, кл. E 02 F 3/48, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

М 411199, кл. Е 02 F 9/20, 1972.

3. Авторское свидетельство СССР

9 420741, кл. E 02 F 3/48, 1972.

4 . Авторское свидетельство СССР по заявке 9 2818751/03, кл. E 02 F 9/20 1980 (прототип).