NO119982B - - Google Patents

Description

Borebom for vinkelinnstilling av en matningsbjelke

for fjellboremaskiner.

Denne oppfinnelse vedrører en borebom for vinkelinnstilling av

en med en maskinelljmatet bergboremaskin utstyrt matningsbjelke i forhold til et bomfeste, hvilken borebom over innbyrdes vinkelrette, fortrinnsvis horisontale og vertikale leddaksler er leddet både til bomfestet og matningsbjeiken og er forsynt med over leddakslene leddbart koblede hydrauliske sylincerenheter for innstilling av høydevinkel og sidevinkel tildels mellom bomfestet og borebommen og tildels mellom borebommen og matningsbjeiken.

Ved slike borebommer styres under matningsbjeikens innstilling bomfestets og matningsbjeikens hydrauliske sylinderenheter for høyde-hhv. sidevinkelinnstilling normalt ved hjelp av separate pådrag.

Dette krever rutine og er tidsspillende særlig når man ønsker å for-flytte og innstille matningsbjeiken parallelt eller med en viss konstant skråstilling fra hull til hull. Hensikten med oppfinnelsen er å muliggjøre servostyrt vinkelinnstilling av matningsbjeiken slik at man ved påvirkning av bare et høydeinnstillingspådrag automatisk kan styre matningsbjeiken inn til ønsket endelig høydevinkelstilling f.

eks. til en stilling som er parallellforskjøvet i høyderetningen i forhold til den foregående stilling. På samme måte skal oppfinnelsen ved behov ytterligere tillate at man ved påvirkning av bare et side-vinkelinnstillingspådrag også automatisk kan styre matningsbjelken inn til ønsket endelig sidevinkelstilling, f.eks. til en i forhold til den

foregående stilling sideveis parallellforskjøvet stilling. Videre skal man ved hjelp av anordningen ifølge oppfinnelsen for matningsbjelkens forskjellige innstillinger kunne pålegge og bibeholde.en innenfor visse grenser med hensyn til størrelse og retning velgbar vinkeldifferanse mellom høydevinklene og ved behov også sidevinklene ved borebommens motsatte ender.

Oppfinnelsen utmerker seg i det vesentlige ved at et første vinkelposisjonsservosystem er tilordnet de horisontale leddaksler, hvilket system er innrettet til å styre ut den ene høydevinkelsylin-derenhet ved påvirkning av den annen slik at høydevinkelforskjellen mellom høydevinklene ved de horisontale leddaksler forblir uforandret.

Oppfinnelsen skal forklares nærmere ved hjelp av tegningene, hvor

fig. 1 tildels viser et sideriss av en borebom ifølge oppfinnelsen og tildels skjematisk viser et elektrohydraulisk koblingsskjema for borebommens servostyring med hensyn til matningsbjeikens sidevinkel. Fig. 2 viser tildels et toppriss av borebommen ifølge fig. 1 og tildels den elektriske del av et elektrohydraulisk koblingsskjerna for borebommens servostyring med tanke på matningsbjelkens sidevinkelinnstilling. Fig. 3 viser i større målestokk et snitt hovedsakelig langs linjen 3 - 3 på fig. 1, og fig. 4 er et sideriss sett langs linjen 4 -4 på fig. 3.

Borebommen 10 på fig. 1 og 2 omfatter en utliggerbom 11 som ved endene over horisontale leddaksler 12, 13 er leddet til mellomstykker lt, 15. Mellomstykket 14 er ved hjelp av en vertikal leddaksel 16 leddet til og danner en del av et bomfeste 17. Det motsatte mellomstykke 15 er ved hjelp av en vertikal leddaksel 18 leddet til en kon-soll 19 som danner styring for en i lengderetningen glidbar og ved hjelp av en hydraulisk sylinderenhet 21 for matningsforskyvning innstillbar konvensjonell matningsbjelke 20. På matningsbjelken er glid-bart styrt en bergboremaskin 2 2 som mates maskinelt, f.eks. ved en matningsskrue drevet fra en matningsmotor 23.

Over bomfestets 17 horisontale leddaksel 12 er det leddbart koblet en hydraulisk enhet 24 for høydevinkelen som strekker seg mellom utliggerbommens 11 mellomparti og mellomstykkets 14 nedre ende.. Ved forlengelse eller forkortelse av sylinderenheten 24 kan man innstille utliggerbommens 11 høydevinkel A12 i forhold til horisontalen ved leddakselen 12. En høydevinkelsylinderenhet 25 er leddbart koblet over matningsbjeikens 20 horisontale leddaksel 13 og strekker seg fra et mellomliggende parti av utliggerbommen 11 til mellomstykket 15. Ved forlengelse eller forkortelse av sylinderenheten 25 kan matningsbjel kens 20 høydevinkel A13 innstilles i forhold til horisontallinjen gjennom leddakselen 13.

Den hydrauliske sylinderenhet 24 er ved hjelp av et manuelt påvirkbart pådrag T24 innstillbar ved tilkobling til en hydraulisk krets 27, i hvilken krets trykket opprettholdes ved hjelp av en motor-dreven pumpe 26. På samme måte er den hydrauliske sylinderenhet 25 gjennom ledninger 47 og et manuelt påvirkbart pådrag T25 innstillbar ved tilkobling til den hydrauliske krets 27. I ledningene 47 til den hydrauliske sylinderenhet 25 er det innsatt et par magnetstyrte ventiler SVI og SV2 ved hvilke ventiler en elektrisk holdekrets 28 for ventilenes magneter må være brutt ved et par strømstillere Bl og B2 for at ven Æilene SVI, SV2 ved fjærbelastning skal innta en med a be-tegnet stilling i hvilken pådragsventilen T25 er koblet til ledningene 47 og den hydrauliske sylinderenhet 25.

Ifølge oppfinnelsen innsettes et vinkelposisjonsservosystem

for å holde differansen mellom høydevinklene A12 og A13 automatisk konstant når man med pådraget T24 forandrer høydevinkelen Al2 ved forlengelse eller forkortelse av sylinderenheten 24. Dette er ensbetyden-de med en parallellforflytning av matningsbjelken 20 fra boreposisjon til boreposisjon. I vinkelposisjonsservosystemet tilordnes de horisontale leddaksler 12 og 13 hver sin elektriske vinkelavfølingsinnret-ning RI2 hhv. RI3. Her kan man f.eks. benytte potentiometre, kapasitive vinkelgivere, vinkelsivere av digitaltypen eller induktive vin-elektnske goniometre, nedenfor kalt

kelgivere, sasom/elgoner,og resolvrer. Ved foreliggende utførelse benyttes resolvrer som er innmontert ved leddakslene 12, 13 og i de-talj vist på fig. 3 og 4 i forbindelse med leddakselen 12.

Resolveren R12 er innelukket i et hus 30 som er innskjøvet i den hult utførte leddaksel 12 og fiksert på denne ved hjelp av skruer 31. Skruene 31 går gjennom et gavlstykke 3 2 som fikserer resolverens R12 stator på huset 30. Resolverens R12 rotor går med en aksel 33 gjennom et sentralt lager i gavlstykket 32 og bærer en innstillingsarm 34. Innstillingsarmen 34 faller inn i et radialspor 3 5 på en innstil-lingsskive 36. Skiven 36 er forsynt med bueformede spor 37 som skruer

38 går gjennom og hvilke skruer tjener til innspenning av innstillingsskiven 36 i ønsket vinkelstilling på en indre flens på et nav 39. Det sistnevnte nav 39 er ved hjelp av skruer fiksert på den på leddakselen 12 lagrede ende av utliggerbommen 11. Når utliggerbommen 11 dreier seg rundt leddakselen 12, fø_lger navet 39 og innstillingsskiven 36 således med og dreiebevegelsen overføres gjennom radialsporet 35 og innstillingsarmen 33 direkte til resolverens R12 rotor. Fininnstilling av resolverens R12 rotor i forhold til statoren skjer ved avskruing av et innkapslingslokk 29 og endring av skruenes 38 fastspenningsstilling i de bueformede spor 37. Resolverens R12 viklinger er tilsluttet en kabel 40 som er ført gjennom leddakselens 12 og utliggerbommens 11

indre.

De på analog måte i begge leddaksler 12 og 13 monterte resolv-

rer R12, R13 er på fig. 1 for tydelighets skyld vist skjematisk an-

bragt ved siden av borebommen 10, og de forskjellige til borebommen 10 festede elektriske og hydrauliske ledninger er derved utbredt i planet. For at man ved leddakselen 13 skal oppnå i forhold til leddakselen 12 servostyrt høydevinkelinnstilling, kan man direkte forbinde elektrisk de to resolvrers R12 og R13 statorviklinger på i og for seg kjent måte. For økning av innstillings- og korreksjonsmulighetene for den utstyrte vinkelverdi er det imidlertid mer fordelaktig mellom resolvrene R12, R13 å innkoble elektrisk en differentialresolver DRH

som hensiktsmessig anbringes på borebommens ikke viste manøvrerings-

panel sammen med pådragene T24, T25 og strømstillerne , Bj. Derved tilsluttes den som giverresolver virkende resolver R12 med sine statorviklinger til differentialresolverens DRH statorviklinger og denne med rotorviklingene til den som sammenligningsresolver virkende resolverens R13 statorviklinger. Differentialresolverens DRH konstruk-

sjon er hensiktsmessig analog med utførelsen på fig. 3 med den unnta-gelse at innstillingsskiven 3 6 er gradert og lagret for manuell dreie-innstilling ved hjelp av et dreieratt 42, fig. 1, anbragt på manøvre-ringspanelet. Giverresolverens R12 ene rotorvikling er kortsluttet,

mens den annen er tilsluttet en kraftenhet 43 matet med vekselspenning. Sammenligningsresolverens R13 ene rotorvikling utnyttes ikke, mens den annen over ledninger 44 er tilsluttet en forsterker 45 som mates fra kraftenheten 43 og ved hjelp av ledninger 46 er tilsluttet stillemo-

toren i en elektrohydraulisk servoventil HSV innrettet for høydevin-kelinnstilling. Servoventilen HSV er koblet til den hydrauliske pum-

pes 26 krets 27 parallelt med pådraget T25. Mellom servoventilen HSV

og den hydrauliske sylinderenhet 25 er magnetventilene SVI og SV2 innkoblet på lignende måte som ved pådraget T25. Når strømstillerne Bl°£^2s-t^^^es ^ ^en P=* fig- 1 viste stilling, får den elektriske holdekrets 28 strøm hvorved ventilene SVI og SV2 mot fjærbelastningens virkning føres til stillingen b, som vist på fig. 1. Derved frakobles pådraget T2 5 og sylinderenheten 2 5 styres av servoventilen HSV.

Ved innstilling plasserer man, med•strømstillerns B1og B2åpne

og magnetventilene SVI og SV2 i stilling a, ved påvirkning av pådra-

gene T24 og T25 sylinderenhetene 24 og 25 i en slik stilling at mat-

ningsbjelken blir parallell med boreretningen i det aktuelle boreplan, dvs. horisontalt og parallelt med stedretningen. Differentialresolveren DRH nullstilles ved hjelp av dreierattet 42 og sammenligningsre-solveren R13 innjusteres ved hjelp av innstillingsskiven 36 slik i forhold til giverresolverens R12 innstilling at utgående signaler i ledningen 44 blir null. Dette innebærer at vinklene A12 og A13 er like og forskjellen mellom dem er lik null. Deretter innstilles strømstillerne og B^ slik at magnetventilene SVI og SV2 inntar stillingen b, fig. 1.

Når man nå ved manuell påvirkning av pådraget T24 endrer utliggerbommens 11 høydevinkel A12, forandres på grunn av utliggerbommens 11 dreining orienteringen ved det alternerende elektromagnetiske felt som frembringes av vekselstrømmene gjennom rotorviklingene i giverresolveren R12. 'Vinkelendringen av dette felt medfører tilsvarende dreining av det av rotoren induserte elektromagnetiske felt i giverresolverens R12 statorviklinger, og statorfeltets dreining medfø-rer på sin side, ettersom full,kopiering av feltdreiningen skjer i den med hensyn til utgående feltvinkelforskjell nullstilte differentialresolver DRH, en like stor dreining av det elektromagnetiske felt som frembringes av strømmane i sammenligningsresolverens RI3 statorviklinger. Vinkelorienteringen av statorviklingenes R13 alternerende elektromagnetiske felt kommer i den den nye vinkelstilling å avvike slik fra utgangsverdien at en til vinkelendringen svarende feilspenning induseres i sammenligningsresolverens R13 viklinger som er slut-tet til ledningene 44. Feilspenningen overføres gjennom ledningene 44 til den av kraftenheten 43 matede forsterker 45, hvor den forster-kes og likerettes (detekteras) med hensyn til fasestillingen i forhold til den spenning med hvilken rotoren i giverresolveren R12 mates for til slutt å likerettes slik at den frembragte likespenningspola-ritet blir avhengig av i hvilken retning rotoren i giverresolveren R12 dreies. Den således likerettede feilspenning mates gjennom ledningene 46 inn på stillemotoren i den elektrohydrauliske servoventil HSV som derved styrer ut fra sin nøytralstilling i en slik retning at den hydrauliske enhet 25 gjennom mellomstykket 15 dreier matningsbjelken slik som det kreves.for at vinkelen A13 på ny skal bli lik vinkelen A12. Man får således en automatiskjparallellholdning av matningsbjelken 20 uansett høydevinkelinnstillingen ved den hydrauliske enhet 24 og leddakselen 12. Ønsker man skråstille matningsbjelken 20 f.eks. for boring av kranshull eller bunnhull ellerffor å korrigere matningsbjelkens horisontalstilling, påvirker man differentialresolverens DRH dreieratt 42 hvorved en vinkelforskjell innføres mellom det elektro magnetiske statorfelt i differentialresolveren DRH og det av differentialresolverens DRH rotorstrømmer i sammenligningsresolverens R13 stator frembragte felt som derfor medfører tilsvarende vinkelforskjell mellom vinklene A12 og A13. Den således innstilte vinkelforskjell bibeholdes uforandret når den hydrauliske enhet 24 påvirkes for endring av vinkelen Al2.

Det er åpenbart at man på an. alog måte kan manøvrere og servo-styre borebommens sidevinkelinnstilling. Dette er vist skjematisk på fig. 2. Bomfestets 17 mellomstykke 14 er over en arm leddbart koblet til en hydraulisk sylinderenhet 48 for sidevinkelinnstilling festet ved et leddpunkt på bomfestet 17. Ved forlengelse eller forkortelse av den hydrauliske enhet 48 for sidevinkelinnstilling skjer en sving-ning til siden av utliggerbommen 11 og en innstilling av dennes sidevinkel A16. Ved den ytre ende av utliggerbommen 11 er det over leddakselen 18 leddbart koblet en hydraulisk enhet 49 for sidevinkelinnstilling mellom mellomstykket 15 og konsollen 19. Ved forlengelse eller forkortelse av en hydraulisk sylinderenhet 49 for sidevinkelinnstilling kan matningsbjelkens 20 sidevinkel A18 innstilles. I leddakslene 16 og 18 er det i likhet med utførelsen ifølge fig. 1 innebyg-get resolvrer R16 og R18 og et ikke vist hydraulisk system som er ana-logt med utførelsen ifølge fig. 1, finnes også i tilfelle ifølge fig. 2. Resolvrene R16 og R18 er også her elektrisk koblet til en differentialresolver DRS som er forsynt med et ved borebommens manøvrerings-panel anbragt dreieratt 50.

Resolverens R18 rotorvikling er over en ledning 51 koblet til en forsterker 52 som i likhet med utførelsen ifølge fig. 1 styrer en elektrohydraulisk servoventil HSS innrettet til sidevinkelinnstilling og som går inn i det hydrauliske system. Den automatiske servostyring av sidevinkelen A18 i avhengighet av innstillingen av sidevinkelen A16 blir helt analog med den ovenfor beskrevne servostyring av høyde-vinkelen A13.

Ved anvendelse av elgoner istedenfor resolvrer for parallellfø-ringen tilpasser man et elektrohydraulisk koblingsskjema som i prin-sippet er lik det ovenfor beskrevne system med resolvrer. Anvender man derimot potentiometre, digitale vinkelgivere eller kapasitive så-danne, må de elektriske deler av servostyringen tilpasses den valgte type av vinkelgivere hvilket gjøres på en i forbindelse med vinkel-styring i og for seg kjent måte.

De elektrohydrauliske servovertiler er, som skjematisk antydet med vertikale dobbeltstreker for servoventilen HSV og HSS på fig. 1 og 2, koblet for et med den på stillemotoren innkommende spenning pro- porsjonalt utslag fra nøytralstillingen. Som alternativ kan jnan også la servoventilen arbeide i til- og fraslagstyring med fulle utslag fra nøytralstillingen når innkommende feilsignal overskrider en terskelverdi.

Oppfinnelsen er ikke begrenset til det viste utførelseseksem-pel, men kan varieres innenfor rammen for etterfølgende patentkrav.

Claims (8)

1. Borebom for vinkelinnstilling av en med en maskinelt matet bergboremaskin utstyrt matningsbjelke i forhold til et bomfeste, hvilken borebom over innbyrdes vinkelrette, fortrinnsvis horisontale og vertikale leddaksler er leddet både til bomfestet og matningsbjelken og er forsynt med over leddakslene leddbart koblede hydrauliske sylinderenheter for innstilling av høydevinkel og sidevinkel tildels mellom bomfestet og borebommen og tildels mellom borebommen og matningsbjelken, karakterisert ved at et første vinkel-posis jonsservosystem (R12, DRH, R13, 45) er tilordnet de horisontale leddaksler (12, 13), hvilket system er anordnet til å styre ut den ene høydevinkel-sylinderenhet (25) ved påvirkning av den annen (24) slik at høydevinkelforskjellen mellom høydevinklene (A12, A13) ved de horisontale leddaksler (12, 13) forblir uforandret.

2. Borebom ifølge krav 1, karakterisert ved at et annet vinkelposisjonsservosystem (R 16, DRS , R18, 52) er tilordnet de vertikale leddaksler (16, 18) hvilket system er anordnet til å styre ut den ene sidevinkel-sylinderenhet (49) ved påvirkning av den annen (48) slik at sidevinkelforskjellen mellom sidevinklene (A16, A18) ved de vertikale leddaksler (16,18) forblir uforandret.

3. Borebom ifølge krav 1, karakterisert ved at de horisontale leddaksler (12, 13) er tilordnet hver sin i det første vinkelposisjonsservosystem inngående elektriske vinkelavfølingsinnretning (R12, R13) hvorav den ene (R13) er elektrisk koblet med det annet (R12) for avgivelse av et feilsignal når høydevinkelforskjellen (A13-A12) mellom dem forandres som følge av hydraulisk påvirkning av den den annen ho-risontalleddaksel (12) tilordnede høydevinkel-sylinderenhet (24), hvor nevnte feilsignal over en forsterker (45) og en første servoventil (HSV) er innrettet til hydraulisk å styre ut borebommens motsatte høy-devinkel-sylinderenhet (25) slik at nevnte høydevinkelforskjell forblir uforandret.

4. Borebom ifølge krav 2, karakterisert ved at de vertikale leddaksler (16, 18) er tilordnet hver sin i det annet vin-kelposis jonsservosystem inngående elektriske vinkelavfølingsinnretning (R16, R18), hvorav den ene (R18) er elektrisk koblet med den annen (R12) for avgivelse av et feilsignal når sidevinkelforskjellen (A18-A16) mellom dem forandres som følge av hydraulisk påvirkning av den den annen vertikalleddaksel (16) tilordnede hydrauliske enhet (48) for sidevinkelinnstilling, og hvor det nevnte feilsignal over en forsterker (52) og en annen servoventil (HSS) er an ordnet til hydraulisk å styre ut den motsatte hydrauliske enhet (49) for sidevinkelinnstilling slik at nevnte sidevinkelforskjell blir uforandret.

5. Borebom ifølge krav 3 eller 4, karakterisert ved at de med hverandre elektrisk sammenkoblede elektriske vinkelavfø-lingsinnretninger består av resolvrer (R12, R13, R16, R18).

6. Borebom ifølge krav 5, karakterisert ved at de utgående kanaler for feilsignalet (44; 51) er koblet til den den horisontale resp. den vertikale matningsbjelkeleddaksel (13; 18) tilordnede resolvers (R13; R18) rotorvikling.

7. Borebom ifølge krav 5, karakterisert ved at en vinkelinnstillbar differentialresolver (DRH; DRS) inngår i den elektriske felleskobling mellom de to resolvrer (R12, R13, R16, R18) for servostyring av høyde- hhv. sidevinkel i og for innstilling av en i størrelse og retning velgbar vinkelforskjell mellom matningsbjeiken (20) og bomfestet (17) med hensyn til høyde- hhv. sidevinkel.

8. Borebom ifølge krav 3 eller 4, karakterisert ved at en manuelt manøvrerbar ventil (T25) er anordnet alternativt inn-koblingsbar parallelt med den første hhv. den annen servoventil (HSV; HSS) for manuelt styrt hydraulisk innstilling av nevnte motsatte hydrauliske enhet for innstilling av høydevinkelen hhv. sidevinkelen.