DE3127702C2

DE3127702C2 - Verfahren zur Regelung der Schnitthöhe der Walzen von Walzenladern

Info

Publication number: DE3127702C2
Application number: DE19813127702
Authority: DE
Inventors: Dietmar Dipl.-Ing. Plum; Jürgen Ing.(grad.) Rieckhof; Rene Dr.-Ing. 4300 Essen Schulz
Original assignee: Bergwerksverband GmbH
Current assignee: Bergwerksverband GmbH
Priority date: 1981-07-14
Filing date: 1981-07-14
Publication date: 1983-12-29
Also published as: DE3127702A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung der Schnitthöhe der Walzen von Walzenladern im untertägigen Bergbau. Der Zerspanungswiderstand wird mittels Meßmeißel gemessen und die Walze wird über die Schnittkraftsignale in ihrer Schnitthöhe eingestellt. Dabei wird das Frequenzspektrum der Signale selbst oder des durch die Schnittkräfte angeregten Körperschalls gemessen und in Steuersignale umgesetzt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung der Schnitthöhe der Walzen von Walzenladern im untertägigen Bergbau, insbesondere im Steinkohlenbergbau, bei dem der Zerspanungswiderstand mittels Meßmeißel gemessen und die Walze über die Schnittkraftsignale in ihrer Schnitthöhe eingestellt wird.

Bei der Kohlengewinnung mit Walzenladern muß die Schnitthöhe der Walzen dem jeweiligen Verlauf des Flözes bzw. insbesondere des Hangenden entsprechend variiert und eingestellt werden. Dazu wird der Walzenlader von einem Walzenfahrer begleitet, der die Schnitthöheneinstellung fortlaufend visuell kontrolliert und gegebenenfalls manuell steuert. Eine automatische Regelung der Schnitthöhe der Walzen entsprechend dem Flözverlauf setzt eine ausreichend präzise Erfassung der Trennschicht Flöz/Nebengestein bzw. Nebenmineral voraus.

ίο Ein bekanntes Verfahren nutzt dazu den unterschiedlich großen Zerspanungswiderstand aus, der über einen oder mehrerer Schrämmeißel fortlaufend ermittelt wird, wobei diese Schrämmeißel als Meßmeißel ausgebildet sind. Ober diese Meßmeißel wird während des

• i Schneidvorgangs die zum Zerspanen erforderliche Meißelkraft bestimmt und dann in Steuersignale umgesetzt. Dabei wird über die GrößederSchnittkraftsignale ermittelt, ob die Walze im Flöz oder im Nebenmineral schneidet.. Dieses bekannte Verfahren hat vor allem den Nachteil, daß die Schnittkraft stark von der Spantiefe abhängt, die unter Umständen sehr klein oder von Meßmeißel zu Meßmeißel unterschiedlich sein kann. Der Schneidvorgang verläuft diskontinuierlich, und die Schnittkraftsignale weisen bedingt durch das Lösen der einzelnen Späne unterschiedlich große Werte auf. Die Schnittkräfte sind vom zu schneidenden Mineral und νοκ· Verschleißzustand der Meßmeißel in hohem Maße abhängig. Dieses bekannte Verfahren bringt somit Ungenauigkeiten mit sich, die zu einem nachteiligen Schneiden der Walzen im harten Nebengestein bzw. Nebenmineral führen oder aber verhindern, daß das Flöz vollständig hereingewonnen wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, das eine von Spantiefe und Meißelzustand unabhängige, störunempfindliche automatische Regelung der Höhe der Walzenarme entsprechend dem jeweiligen Flözverlauf ermöglicht.

Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Schnittkraftsign,"le oder der durch die Schnittkraft angeregte Körperschall auf seine Frequenzspektren hin ausgewertet wird und aus der Amplitude bzw. dem Amplitudenverhältnis der charakteristischen Spektren Steuersignale gewonnen werden.

Hierbei können die Vorrichtung des bisherigen Verfahrens im wesentlichen unverändert bleiben, d. h. über den Umfang der Walze verteilt werden Meßmeißel angeordnet, und die von ihnen ermittelten Schnittkraftsignale werden analysiert, nur daß es jetzt nicht auf die Höhe der Schnittkraftsignale ankommt, sondern auf die Amplituden der charakteristischen Frequenzspektren der Schnittkraftschwingungen bzw. des Körperschalls.

Nach einer weiteren Ausbildung des Verfahrens

werden die Schwingungsamplituden der Schnittkraftsignale oder des durch die Schnittkräfte angeregten Körperschalls gemessen und in Steuersignale umgesetzt. Auch hierbei wird in vorteilhafter Weise nicht ein einzelner Wert analysiert und für die Einstellung der Schnitthöhe verwendet, sondern es wird die Gesamtheit der Amplituden des Schnittkraftsignals erfaßt und zur Auswertung herangezogen. Dadurch werden einzelne Spitzen relativiert, die beim bisher bekannten Verfahren zu Fehlsteiierungen führen.

In weiterer Ausbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, sowohl die Frequenzspektren als auch die Amplituden der Schnittkraftsignale bzw. des Körperschalls zu messen und danach die Höhenlage der Walzenarme einzustellen. Durch die Verknüpfung

mehrerer durch die Auswertung gewonnener Signale zu einem Stellsignal werden Instabilitäten weitgehend vermieden. Die Unterscheidung zwischen Kohle und Nebenmineral wird dadurch sicherer und klarer und von der Spantiefe des Meßmeißels nahezu unabhängig. Auch der augenblickliche Verschleißzustand des Meßmeißels ist von geringem Einfluß auf die Funktionssicherheit der Anlage.

Nach einer weiteren Ausbildung des Verfahrens, die ebenfalls vom bei- annten Verfahren abweicht, wird die Schnittkraftmessung auf der rotierenden Walze durch eine Körperschallmessung auf dem Walzentragarm ersetzt. Dadurch entfällt die Übertragung der Meßmeißelsignale von der drehenden Walze zum Tragarm.

Dabei ist die Lagerung der Walze auf dem Tragarm bzw. des Tragarms auf der Maschine so zu wählen, daß eine möglichst klare Identifizierung der Signale möglich ist. Dies wird dadurch erreicht, daß der Walzentragarm gegen den vom Maschinenkörper ausgehenden Körperschall durch Wahl der Lagersteifigkeit und der Dämpfung abgeschirmt wird. Damit setzt die Lagerung des Tragarms auf der Maschine den von dort ausgehenden Körperschallspektren einen großen Widerstand entgegen, so daß die Meßsignale von dortaus nur wenig verfälscht werden können. In weiterer Optimierung wird eine Messung der Meßsignale dadurch begünstigt, daß die Körperschallübertragung von der Walze auf den Walzentragarm durch Wahl der Lagersteifigkeit und der Dämpfung möglichst wenig gedämpft wird. Diese kann beispielsweise und vorteilhaft durch ein zusätzliches Lager erreicht werden, das nur zur Körperschallübertragung dient.

Bei der Auswertung der Meßsignale wird nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung so vorgegangen, daß die Auswertung in zwei Strängen erfolgt, wobei der erste Strang auf die für die Kohlezerspjnung charakteristischen Anteile des Frequenzspektrums und der zweite Strang auf die für die Zerspanung des Nebengesteins charakteristischen Anteile des Frequenzspektrums abgestimmt werden.

Insbesondere zur Durchführung der Variante mit der Auswertung in zwei Strängen dient die erfinduügsgemaße Vorrichtung, bei der einer Meßeinrichtung mit Verstärker in zwei Strängen parallel geschaltete Eingangsfilter, Gleichrichter und Mitteiwertbildner nachgeschaltet sind, die beide dann mit einem Vergleicher und dem Stellgerät verbunden sind. Die Verstärker, Gleichrichter und Mittelwertbildner erzeugen je eine Signalspannung, die jeweils ein Maß für die Intensität der Kohle- bzw. Nebengesteinszerspanung

ίο ist. Aus dem Quotienten der Signalspannungen oder aus ihrer gewichteten Differenz fassen sich Regelbedingungen für das Heben, den Stillstand und das Sinken dei Walzentragarmes gewinnen.

Das bisher bekannte Verfahren zur Regelung der Schnitthöhe der Walzen wird mit dem erfindungsgemäßen Verfahren in vorteilhafter Weise weitergebildet. Es ist hervorzuheben, daß durch das zusätzliche Messen und Auswerten anfallender Signale eine größere Störunempfindlichkeit erreicht wird. Dadurch erübrigt sich eine manuelle Steuerung. Besonders vorteilhaft ist, daß bei dem erfindungsgemäßen Erfahren eine kontinuierliche Regelung erreicht wird, wodurch die beim bisher bekannten Verfahren auftretenden stoßweisen Schnitthöhenkorrekturen vermieden werden.

In der einzigen Figur ist ein Blockschaltbild tier erfindungsgemäßen Vorrichtung wiedergegeben. Die von der Meßeinrichtung 1 aufgenommenen Meßwerte werden dem Verstärker 2 zugeführt und von dort den parallelen Strängen mit Eingangsfiltern 3', 3". Gleich-

richtern 4', 4" und Mittelwertbildnern 5', 5". Über den gemeinsamen Vergleicher 6 werden die beiden Signale ausgewertet und das Stellsignal dem Stellgerät 7 zugeführt.

35 1	3"	Meßeinrichtung
2	4"	Verstärker
3',	5"	Eingangsfilter
4',		Gleichrichter
5',		Mitteiwertbildner
40 6	Vergleicher
7	Stellgerät

Hierzu I Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1 Verfahren zur Regelung der Schnitthöhe der Walzen von Walzenladern im untertägigen Bergbau, insbesondere im Steinkohlenbergbau, bei dem der Zerspanungswiderstand mittels Meßmeißel gemessen und die Walze über die Schnittkraftsignale in ihrer Schnitthöhe eingestellt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Frequenzspektrum der Signale selbst oder des durch die Schnittkräfte angeregten Körperschalls gemessen und in Steuersignale umgesetzt wird.

Z Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß .die Schwingungsamplituden der Schnittkraftsignale oder des durch die Schnittkräfte angeregten Körperschalls gemessen und in Steuersignale umgesetzt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe, die Frequenzspektren tnkl die Amplituden der Schnittkraftsignale oder des durch die Schnittkräfte angeregten Körperschalls gemessen und ausgewertet werden und danach die Höhenlage der Walzentragarme eingestellt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1. 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der durch die Schnittkräfte angeregte Körperschall durch einen auf dem Walzentragarm angebrachten Körperschallaufnehmer gemessen wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Walzenarm gegen den vom. Maschinenkörper ausgehenden Körperschall durch Wahl der L.agersuifigkeit und der Dämpfung abgeschirmt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch" gekennzeichnet, daß der Körperschall durch die Lagerung der Walze auf dem Walzentragarm möglichst wenig gedämpft wird.

7. Verfahren nach Anspruch I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das gemessene Frequenzspektrum und/oder die Schwingungsamplitude in zweigleich ausgebildeten Strängen ausgewertet werden, wobei der erste Strang auf die für die Kohlezerspanung charakteristischen Anteile des Frequenzspektrums und der zweite Strang auf die für die Zerspanung des Nebengesteins charakteristischen Anteile des Frequenzspektrums abgestimmt werden.

8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch I bis 7, dadurch gekennzeichnet, daö einer Meßeinrichtung (1) mit Verstärker (2) in zwei Strängen parallel geschaltete Eingangsfilier (3', 3"), Gleichrichter (4', 4") und. Mittelwertbildner (5', 5") nachgeschaltet sind, die beide mit einem Vergleicher (6) und dem Stellgerät (7) verbunden sind.