Регулятор подачи буровой машины Советский патент 1982 года по МПК E21B44/00 

Изобретение относится к горной прсянышленности и может быть использовано при бурении взрывных шпуров и

СКВс1ЖИН .

Известен регулятор подачи бурозоймашины, содержащий трансформатор тока, первичная обмотка которого включена в цепь статора двигателя режущего инструмента, а вторичная через регулируемый потенциометр, выпрямитель , дифференцируннций контур и усилитель соединена с исполнительньм Двигателем, регулирующим давление в гидроцилиндре подачи буровой машины, датчик производительности которой связан механически с движксял регулируемого потенциометра 1 .

При .изменении условий бурения (крепость, износ инструмента) работа известного устройства в оптимальное режиме будет иметь случайный характер. Кроме того, регулятору npHcyiitH низкая точность и неудовлетворительное качество регулирования.

Известен также регулятор подачи буровой машины,содержащий трансформатор тока, первичная обмотка которого включена в цепь статора двигателя режущего инструмента, датчик нагрузки, функциональный преобразователь,

ко входу которого подключен выход выпрямителя трансформатора тока, С5 1«матор, усилитель и исполнительный привод 2.

Известный регулятор не обеспечивает эффективного прсадесса бурения, так как позволяет реализовать только заданнь1й закон регулирования. Это снижает производительность буровой маши10ны.

Цель изобретения - повышение производительности буровой машины.

Поставленная цель достигается тем, что функциональный преобразователь

15 на входе снабжен блоком деления, причем выход датчика нагрузки подключен непосредственно к сумматору и к второму входу функцчонёшьного преобразователя .

20

На чертеже представлена блок-схема регулятора подачи буровой машины.

Резервуар 1 с масле связан через шестеренчатый насос 2 с силовыми гидроцилиндрами 3, осуществляющим пере25мещение буровой штанги 4. Вращение буровой штанги осуществляется через редуктор 5 с пс 1ацью двигателя 6. В цепь статора двигателя режущего инструмента включена первичная обмотка

30 трансформатора тока 7, вторичная обмотка которого через выпрямитель 8 соединена с одним из входов блока 9 деления, а ко второму входу подключен выход датчика 10 нагрузки, встроенного в гидроцилиндры 3 подачи буровой машины. Выход блока 9 деления связан с входом функционального преобразователя 11, выход которого подключен к входу последовательно соединенных сумматора 12, фазочувствительного усилителя 13, исполнительного привода 14 и переливного клапана 15.

Устройство работает следующим образом.

При бурении перемещение буровой штанги 4 осуществляется от гидроцилиндров 3, давление в которых регулируется с помсяцью переливного клапана 15. Датчик забойных параметров (трансформатор 7 тока, выпрямитель 8, датчик 10 нагрузки и блок 9 деления) формирует информацию о состоянии забоя. Таким образом, выходное напряжение с датчика забойных параметров, представляющее собой обобщенный показатбэль забоя, поступает на функциональный преобразователь 11, который выбирает оптимальное усилие в виде напряжения уставки на выход сумматора 12. В сумматоре 13 это напряжение сравнивается с напряжением обратной связи, поступающим с выхода датчика 10 нагрузки. Рассогласование после сум 1атора 12 усиливается фазочувствительным усилителем 13 и подается на обмотку управления исполнительного привода 14. Последний изменяет усилие затяжки пружины переливного клапана 15, регулируя тем самым давление в гидроцилиндрах 3 подачи и, как следствие, усилие подачи буровой машины.

Перед забуриванием давление в напорной магистрали равно минимальной величине, момент на валу двигателя б равен моменту холостого тока, в результате величина g , равная частному от деления сигнгша, пропорционального моменту двигателя, на сигнал, пропорциональный давлению в гидроцилиндрах подачи 3, принимает большое знач.ение. Этому значению соответствует минимальное значение выходного напряжения функционального преобразователя 10, который реализует функцию РзЧ(), близкую к гиперболе ограниченную нижним и верхним уровням по оси усилий, соответствующих предельным значениям давления, которые развивает буровая машина. Поэтому вхождение в зону бурения происходит

с минимальным усилием подачи, что предотвращает поломку инструмента.

В дальнейшем при бурении происходит самонастройка системы в зависимости ,от изменяющихся условий буре5 НИН. Предположим,что происходит бурение мягкой породы с минимальным значением усилия подачи. При изменении крепости буримой породы происходит уменьшение внедрения резца в породу,

что влечет за собой уменьшение момента сопротивления, и, как следствие, уменьшение величины , что приводит к увеличению выходного сигнала, поступающего с функционального преобразоc вателя 11. В результате сигнал после сумматора 12 увеличивается, что приводит во вращение исполнительный привод 14, который изменяет усилие затяжки пружины переливного клапана 15 в сторону увеличения давления.

Устройство функционирует аналогично и при затуплении инструмента. При увеличении крепости буримой породы все процессы протекают в обратном порядке.

5 Таким образом, предлагаемый регулятор буровой машины позволяет автоматически изменить усилие подачи в функции состояния забоя и инструмента, выбирая величину его, близкую к оптимальной.

Формула изобретения

5 Регулятор подачи буровой машины, содержаний трансформатор тока, первичная обмотка которого включена в цепь статора двигателя режущего инструмента, датчик нагрузки функциональный

Q преобразователь, к входу которого подключен выход выпрямителя трансформатора тока, сумматор, усилитель и исполнительный привод, о т л и ч а ющ и и с я тем, что, с целью повышения производительности буровой машины, функциональный преобразователь на входе снабжен блоком деления, причем выход датчика нагрузки подключен нецосредственно к сумматору и к второму входу функционального преобразователя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР 5 i 112412, кл. Е 21 С 5/00, 1954.

2.Авторское свидетельство СССР № 358409, кл. Е 21 В 19/08, 1970 (прототип).