Устройство для контроля положения исполнительного органа горной машины в профиле пласта Советский патент 1983 года по МПК E21C35/24 

Изобретение относится к автомати лзации горных машин, а именно к авто матическому вождению добывающих машин по гипсометрии угольного пласта Известно устройство контроля положения режущего органа комбайна, с держащее электрогидравлический датРубинчик порода - уголь типа Датчик, встроенный в шнековый рабочий орган комбайна, воспринимает oceвoe усилие, пропорциональное контактной прочности разрушаемого материала, и с помощью магнитоупруг го элемента преобразует это усилие в электрический сигнал l . Однако работа датчика оказалась очень ненадежной из-за трудности съема информации со шнеков комбайна Известно устройство для контроля положения исполнительного органа го кой машины в профиле пласта, содержашее последовательно соединенные вибропреобразователь, усилитель, полосовой фильтр, интегратор, блок нормализации, блок обработки сигнала и блок индикации, в котором вибропреобразователь закреплен на непо вижной части исполнительного органа 2 , Однако для оценки момента перехо да границы-уголь - порода используется зависимость формы и амплитуды огибаюшей спектральной компоненты вибраций, лежащей в области собстве ной частоты рабочего органа, от изменения механических свойств среды При переходе границы-уголь - порода но амплитуда полезного сигнала даже на резонансной частоте рабочего органа имеет .очень низкий уровень и поэтому очень трудно уловить различ ющие уголь и породу изменения ампли туды на фоне больших помех, источни ком которых является сам комбайн. Так, например, ярко выраженных пико не удсшось выявить при изучении спектров вибраций, возникающих при работе отечественных комбайнов 1111Ь68, 2К-52 и 1К-101. Кроме того, характеристики резонансных пиков могут быть различными даже для одно типных комбайнов, что требует или индивидуальной настройки устройства для каждого комбайна, или создания сложных устройств автоподстройки, что снижает надежность устройства и резко увеличивает его стоимость. Цель изобретения - повышение точ ности и надежности контроля положения исполнительного органа горной машины. Поставленная цель достигаестя тем, что устройство для контроля исполнительного органа горной машин в профиле пласта, сс Держащее последовательно соединенные вибропреобра зователь, усилитель, полосовой филь интегратор, блок нормализации, блок обработки сигнала и блок индикации, в котором вибропреобразователь закреплен на неподвижной части исполнительного органа, снабжено последовательно соединенными вторым вибропреобразователем, вторым усилителем и вторым, интегратором, а на неподвижной части исполнительного органа закреплен кронштейн, выполненный в виде камертона, при этом второй вибропреобразователь установлен на кронштейне, выход второго интегратора соединен с вторым входом блока нормализации. На фиг. 1 дана конструкция узла крепления кронштейна и вибропреобразователя; на фиг. 2 - структурная схема устр эйства. Устройство состоит из раз мещенного на неподвижной части рабочего органа 1, кронштейна 2 JB виде камертЪна с закрепленным на нем вторым вибропреобразователем 3, выход которого соединен с входом второго усилителя 4, выход которого срединен с входом второго интегратора 5, выход которого соединен с вторым входом блока «6 нормализации. Выход вибропреобразователя 7 сое,динен с входом усилителя 8,. выход которого соединен с входом полосового фильтра 9. Выход полосового фильтра 9 соединен с входом интегратора 10, выход которого соединен с входом блока б нормализации. Выход блока 6 нормализации соединен с вхо«ом блока 11 обработки сигнала, выход которого соединен с входом блока 12 индикации. Устройство работает следующим образом. Вибрации корпуса 1 невращающейся части исполнительного органа горной машины в заранееопределенной путем исследований полосе частот выделяются и усиливаются камертоном 2 и измеряются установленным на нем вибропреобразователем 3, в качестве которого использован акселерометр. Кронштейн 2 рассчитан таким образом, что резонагсная частота его с закрепленным ча нем акселерометром лежит в заранее определенной полосе частот, несущих максимальную информацию о переходе границы порода-уголь пласта. Так, эта частота равна 315 Гц для комбайна 1ГШ-68 м 650 Гц для комбайнов lK-l6l и 2К-52 Кронштейн в данном случае играет роль механического фильтра и резонатора, который резко увели }ивает чувствительность акселерометра в заданной полосе частот, и подавляет частоты, не несущие полезной информации. Таким образом, измерения проводятся в окрестностях строго определенной резонансной частоты, не зависящей от изменений, происходящих в машине, и определяются только харак-j

теристиками системы кронштейн - акселерометр.

Проведенные экспериментешьные исследования показывают, что характеристики, резонансного пика для дё1Нного кронштейна не изменяются при переходе от одного комбайна данного типа на другой, что исключает индивидуальную настройку устройства для каждого комбайна. .

Сигнал с выхода акселерометра 3, усиленный усилителем 4, подается на выход интегратора 5, где усредйя ется за заданное время, соотЬетствующее 4-6 оборотам шнека, и подается на вход блока 6 нормгшизации. Сигнал с выхода вибропреобразователя 7 усиливается усилителем 8 и подается на вход фильтра 9, где из всего спектра вырезается только полоса частот, в которой уровень сигнала не реагирует, или очень слабо реагирует на переход исполнительным органом гра ницы порода - уголь, но так же, KSik и в информативных частотах, реагирует на различные случайные возмущения. Полученный сигнал интегрируется на интеграторе 10 и попадает на второй вход блока 6 нормализации, в качестве которого может быть использован, например, измеритель откошения. Сигнал с выхода блока 6 нормализации, уровень которого уже зависит только от положения исполнительного органа в профиле пласзга, подается на блок 11 обработки сигнала, в качестве которого может

быть и.спользовано, например, пороговое устройство,.сигнал с которого попадает на блок 12 индикации.

Преимущества предлагаемого устройегва по сравнению с известным, в качестве которого выбран регулятор типа. Квант , состоят в том, что использование регулятора Квант на узкозахватных комбайнах с диаметром шнеков меньше 900 мм невозможно из-за конструктивных особенностей этого регулятора. Предлагаемое устройство предназначено как раз i для таких комбайнов.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПОЛОЖЕНИЯ ИСПОЛНИТЕЛЬНОГО ОРГАНА ГОРНОЙ МАШИНЫ В ПРОФИЛЕ ПЛАСТА, содержащее последовательно соединенные вибропреобразователь, усилитель, полосовой фильтр, интегратор, блок нормсшизации, блок обработки сигнала и блок индикации, в котором вибропреобразователь закреплен на неподвижной части исполнительного органа, о т л и ч а ю те е с я тем, что, с целью повышения точности и надежности контроля, оно снабжено последовательно соединенными вторым вибропреобразователвм,вторым усилителем и вторым интегратором, на неподвижной части исполнительного органа закреплен кронштейн, выполненный в виде камертона, при этом второй вибропреобразователь установлен на кронштейне, выход второго . i интегратора соединен с втЪрым входом 1/Л блока нормализации.

iT

Фиг. г