Исполнительный орган горной машины

 

ИСПОЛНИТЕЛЬНЫЙ ОРГАН ГОРНОЙ МАШИНЫ, содержащий корпус с кулаками , оснащенными резцами, датчики, взаимодействующие с системой управления машиной, отличающийся тем, что, с целью обеспечения возможности эффективного управления исполнительным органом в процессе работы , он снабжен втулкой, к которой жестко закреплен корпус, при этом на внешней поверхности втулки выполнены проточки, Н9 которых закреплены датчики.. fcn to ел. со

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

Ю Ф

РЕСПУБЛИН

Е 21 С 25/дб

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3587863/22-03 (22) 29.04.83 (46) 23.07,84. Вюл У 27 (72) Н.Г.Афендиков, А.К.Семенченко, И.В.Кутковой, Н.И.Пальчак,. И.Н.Губин и В.Н.Губин (71) Донецкий ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт (53) 622.232.72(088 ° 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР по заявке Ф 3324739/22-03, кл. Е 21 С 35/24, 1981.

2. Патент СССР Ф 619117, кл. Е 21 С 25/06, 1978 (прототип).

„.SU„„1104259 A (54) (57) ИСПОЛНИТЕЛЬНЫЙ ОРГАН ГОРНОЙ

МАШИНЫ, содержащий корпус с кулаками, оснащенными резцами, датчики, взаимодействующие с системой управления машиной, отличающийся тем, что, с целью обеспечения возможности эффективного управления исполнительным органом в процессе работы, он снабжен втулкой, к которой жестко закреплен корпус, при этом на внешней поверхности втулки выполнены проточки, на которых закреплены датчики., 1 11042

Изобретение относится к горной промькленности, в частности к исполнительным органам очистных комбайнов шнекового и барабанного типа, и предназначено для автоматизации управления нагрузками, формирующимися при разрушении угольного пласта исполнительными органами комбайнов, перемещениями комбайнов в профиле пласта, а также для измерения крутя- 10 щего момента на исполнительном органе и трех суммарных составляющих сил возмущения, действующих на исполнительный орган при экспериментальных исследованиях. 15

Известно устройство для контроля положения исполнительного органа, воспринимающий элемент которого .содержит корпус с гнездом для резца, снабженный Г-образной рамой, один 20 конец которой жестко связан с корпусом, а на свободном конце рамы закреплен резец. На балках рамы расположены датчики, связанные с системой управления машиной. 25

При" работе исполнительного органа сила резания, сила подачи и боковая сила изгибают балки Г-образной рамы. Деформации балок воспринимаются датчиками, которые вырабатывают ЗО электрические сигналы, пропорциональные силам. Эти сигналы поступают в систему управления машиной или на регистрирующую аппаратуру при проведении исследований 1,1 3.

Основной недостаток устройства состоит в низкой эффективности управления горной машиной, так как управление комбайном ведется периодически во время контакта измерительного реэ-4О ца с угольным массивом. Кроме того, данное устройство обладает низкой надежностью и малой стабильностью получаемого управляющего сигнала.

Показания датчиков, измеряющих силу резания, определяются значением этой силы и плечом ее приложения. В процессе работы резец изнашивается.

Следовательно, плечо приложения силы резания меняется. Значит, меняются и показания датчиков (хотя сила резания может оставаться постоянной по величине) что снижает эффективность управления горной машиной по силе резания.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является исполнительный орган, выполненный в виде ба59 3 рабана, оснащенного неподвижно закрепленными в резцедержателях режущими резцами и измерительным резцом, укрепленнья в резцедержателе. Измерительный резец установлен за одним из неподвижно закрепленных резцов с большим вылетом. Измерительный резец и расположенный перед ним резец размещены в отдельном корпусе, укрепленном на боковой части исполнительного органа. Разцедержатель измерительного резца расположен на упругом опорном элементе.

При разрушении исполнительным органом массива полезного ископаемого измерительный резец вследствие податливости опорного элемента смещается назад, что вызывает изменение индуктивного электромагнитного потока в воздушном зазоре между резцедержателем и преобразователем, который установлен в корпусе сзади измерительного резца. Преобразователь создает соответствующий электрический сигнал в цепи управления горной машиной 2 .

Основным недостатком известного устройства является низкая эффективность управления горной машиной, так как управление комбайном ведется периодически во время контакта измерительного резца с угольным массиФ вом. При взаимодействии измерительного резца с твердыми породными включениями возникают погрешности в управляющем сигнале. Кроме того, изменения зазора межцу резцедержателем и преобразователем, определяющие величину сигнала управления комбайном, определяются не только действием одной составляющей суммарной силы резания„ приложенной к передней грани резца, но также и составляющими силы резания по задней и боковым граням резца. Причем влияние, например, составляющей силы, приложенной к задней грани резца противоположно по действию составляющей силы no ne"" редней грани резца, так как первая имеет плечо приложения относительно оси симметрии податливого участка опорного элемента. Это обстоятельство приводит при увеличении составляющей силы по задней грани резца к увеличению зазора между резцедержателем и преобразователем, что обуславливает появление сигнала ошибки, который, накладываясь на сигнал от з 1104259 4 составляющей, действующей на переднюю грань резца, искажает его.

Аналогичное искажение управляющего сигнала возникает и от составляющей, действующей на боковые -грани резца.

Низкая эффективность управления известной горной машиной обусловлена, кроме того, конструкцией измерительного элемента, который вырабатывает сигнал в зависимости от индуктивности, определяемой величиной воздушного зазора между резцсдержателем и преобразователем, так как при эксплуатации исполнительного органа, работающего в среде, состоящей из кусков угля, штыба, пыли, при повышенной влажности возможна заштыбовка зазора между резцедержателем и преобразователем, что исключит 20 появление или значительно исказит управляющий сигнал.

Цель изобретения — обеспечение воэможности эффективного управления исполнительным органом в процессе 25 работы путем непрерывного управления машиной по крутящему моменту и трем суммарным составляющим сил возмущения, действующим на исполнительный орган. 30

Поставленная цель достигается тем, что исполнительный орган горной машины, содержащий корпус с кулаками, оснащенными резцами, датчики, взаимодействующие с системой управле35 ния машиной, снабжен втулкой, к которой жестко закреплен корпус, при этом на внешней поверхности втулки выполнены проточки, на которых закреплены датчики.

Такая конструкция позволяет эффективно управлять машиной по крутящему моменту М и трем суммарным составляющим сил возмущения P Я, Р, действующим на исполнительный орган. 45

На фиг. 1 изображен исполнительный орган, вид сбоку; на фиг. 2 — разрез

А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез

Б-Б на фиг. 2; на фиг. 4 — разрез

В-В на фиг. 2; на фиг. 5 — развертка 50

I проточки 7; на фиг. 6 — развертка проточки 8; на фиг. 7 — схема соединения датчиков, на фиг. 8 — блок-схема системы управления горной машиной.

Исполнительный орган горной маши- 55 ны содержит корпус 1 с кулаками 2, оснащенными резцами 3. Корпус 1 закреплен к фланцу 4 измерительной втулки 5, выполненной в виде полого цилиндра с внутренними шпицами 6, а между шлицами 6 и фланцем 4 расположены две проточки ? и 8. На проточке 7 закреплены датчики 9 — 14, на проточке 8 — датчики 15 — 20. Датчики 9 — 12 расположены в плоскости, перпендикулярной оси действия суммарной составляющей силы возмущения R и предназначены для ее измерения.

Для повышения чувствительности измерительной втулки,5 на сжатие датчики

11 и 12 имеют противоположную (дырочную) проводимость датчикам 9 и

10. Датчики 13, 14 и 15, 16 предназначены соответственно для измерения составляющих P и -Я . Для обеспечения независимости фиксации величин Р и

Я от точки приложения их на исполнительном органе датчики 13 и 15 расположены на проточке 7, а датчики

14 и 16 - на проточке 8. Датчики 1720 расположены под углом 45 к продольной оси втулки 5 и предназначены для измерения крутящего момента транс миссии. Датчики 9 — 20 взаимодействуют с системой управления машиной.

Система управления горной машиной состоит из элемента 21 сравнения, усилителя 22 (при необходимости усиления управляющего сигнала), передаточного устройства 23, исполнительного механизма 24 и воспринимающего элемента 25. Функцию воспринимающего элемента 25 выполняет измерительная втулка 5.

Устройство работает следующим образом.

Исполнительный орган, на корпус

1 которого установлены кулаки 2, оснащенные резцами 3, разрушает угольный массив. При взаимодействии исполнительного органа с забоем через фланец 4 на измерительную втулку

5 действуют три суммарные состав ляющие сил возмущения Р, Я, R и ,крутящий момент М, которые вызывают деформацию проточек 7 и 8 ° Деформации проточек воспринимаются датчика ми 9 — 20, установленными на этих проточках и ими вырабатываются электрические сигналы, пропорциональные деформациям.

Состввииивив сии вееиуиеиии p u

Q изгибающие измерительную втулку, фиксируются соответственно датчиками

13, 14 ч 15, 16. Датчики 9 — 12 фик1 104259 фиг. 2 сируют составляющую Р, датчики 1720 — крутящий момент М.

Электрические сигналы Р поступают к элементу сравнения 21, на который подается также сигнал P на который настроена система до начала работы, В случае неравенства сигналов элемент 21 сравнения вырабатывает сигнал рассогласования аР = .= P3 — P, который усиливается при необходимости усилителем 22 и через передаточное устройство 23 подается к исполнительному механизму 24, отрабатывающему рассогласование до тех пор, пока не наступит равенство P =

= P . Кроме того, сигналы от датчиков,9 — 20 могут быть поданы на регистрирующую аппаратуру при проведении шахтных или стендовых исследований горных машин °

Измерение трех суммарных состав- ляющих сил возмущения P 9, и и крутящего момента М позволяет эффективно регулировать высоту исполни5 тельного органа по мощности пласта и положение исполнительного органа относительно почвы пласта, а также скорость подачи горной машины.

1О Путем непрерывного управления машиной по крутящему моменту и трем суммарным составляющим сил возмущения, действующих на исполнительный орган, повышается эффективность управления машиной, что приводит к сокращению потерь рабочего времени на операции, связанные с управлением горной машиной. Это обеспечивает повышение производительности горной О машины.

1104259

В-В

40иг.3

15 11

15 10

О 0 0 0 П

Фиг. Х

17 и иж

0 0 % 0 0

1104259

Составитель Н.Ястребинская

Редактор А.Козориз Техред Л.Коцюбняк Корректор О.Тигор

Заказ 5176/23, Тираж 565 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