RU2680874C1

RU2680874C1 - Прибор и метод для измерения угла вращения проходческого полока

Info

Publication number: RU2680874C1
Application number: RU2018130008A
Authority: RU
Inventors: Гохуа ЦАО; Яньдун ВАН; Чжэньцай ЧЖУ; Вэйхун ПЭН; Ган ШЭНЬ; Шаньцзэн ЛЮ; Чуньли ХУА; Чжэньхуа ЦЗЯН; Сюань ДУН
Original assignee: Китайский Университет Горного Дела И Технологии; Сюйчжоу коал майн сафети эквипмент мануфактуре КО.ЛТД
Priority date: 2016-12-15
Filing date: 2017-11-13
Publication date: 2019-02-28
Also published as: WO2018107933A1; CN106744322A; WO2018107933A8; US10870559B2; AU2017375856A1; AU2017375856B2; US20190337773A1; CN106744322B

Abstract

Изобретение относится к устройствам для измерения угла продольного вращения проходческого полока в рабочей шахте. Прибор включает в себя проходческий полок, являющийся объектом измерения, соединенные с ним тросы и оттяжки, установленную на оттяжках клеть, гироскоп и радиопередатчик сигнала гироскопа, закрепленные в верхней части клети, датчик угла наклона и процессор обработки поступающих радиосигналов, закрепленные на проходческом полоку. Во время движения клети гироскоп определяет ее положение и передает по кабелю сигнал на радиопередатчик. Радиопередатчик передает сигнал с информацией о положении клети на процессор обработки поступающих радиосигналов по беспроводной связи. Угол поворота проходческого полока в направлении y определяется путем вычета координат клети в верхней части оттяжек из координат клети в нижней части оттяжек. Угол наклона проходческого полока в направлениях x и z измеряется в режиме реального времени с помощью датчика угла наклона. Достигается быстрое и точное определение углов вращения проходческого полока. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Description

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Область, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к прибору и методу для измерения угла вращения проходческого полока, в частности, для измерения угла продольного вращения проходческого полока в рабочей шахте.

Существующий уровень техники

Стальной трос обладает таким механическим свойством, как осевой торсионный вращающий момент, то есть, продольное напряжение в стальном тросе создает осевой вращающий момент и одновременно осевой момент в стальном тросе приводит к возникновению продольного напряжения. Одновременно с этим продольное напряжение создает разнонаправленный продольный момент в жилах троса за счет того, что эти жилы вращаются в разном направлении. Поэтому при выборе тросов для проходческого полока особое внимание уделяют тому, чтобы половина всех тросов была левой скрутки, а другая половина – правой скрутки, так, чтобы значения момента, который образуется в тросах при постоянном напряжении, компенсировали друг друга. Однако в реальных рабочих условиях к стальным тросам не может прикладываться одинаковое напряжение, поэтому сумма моментов, в них образующихся, не равна нулю. Это приводит к вращению проходческого полока. Увеличение угла вращения полока значительно затрудняет работу подъемной клети, к тому же, не имея заранее установленного контрольного ориентира, сложно установить, вращается ли полок, когда он внутри шахты. Разница напряжений приводит к увеличению длины отдельных тросов по сравнению с остальными, что, в свою очередь, ведет к наклону проходческого полока, а это представляет серьезную угрозу здоровью обслуживающего персонала и безопасности рабочего оборудования. Поэтому для удобства определения направления вращения, измерения угла вращения и угла наклона проходческого полока предлагается настоящий прибор.

КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Техническая задача: Задача настоящего изобретения заключается в том, чтобы решить проблему, связанную с точностью определения направления вращения и угла вращения проходческого полока, для чего предлагается прибор и метод измерения угла вращения проходческого полока, отличающийся простотой в установке и обеспечивающий точность результатов.

Техническое решение: Прибор для измерения угла вращения проходческого полока согласно настоящему изобретению включает в себя проходческий полок, являющийся объектом измерения, соединенные с ним тросы и оттяжки для опускания и подъема полока, установленную на двух оттяжках клеть с подъемным резервуаром, гироскоп и радиопередатчик сигнала гироскопа, неподвижно закрепленные в верхней части клети, при этом сигнал, поступающий от гироскопа, передается на радиопередатчик по проводной связи, датчик угла наклона и процессор обработки поступающих радиосигналов, закрепленные на проходческом полоку. На процессор обработки радиосигналов по проводной связи поступает сигнал от датчика угла наклона, а он, в свою очередь, обрабатывает этот сигнал.

Прибор включает в себя два подвесных троса и две оттяжки.

Точки крепления между двух оттяжек, крепящихся к клети, и головным шкивом в верхней части шахты обозначаются как A и B, а точки крепления между двух оттяжек и проходческим полоком в нижней части шахты обозначаются как a и b;

когда проходческий полок не вращается, отрезок AB между точками A и B параллелен отрезку ab между точками a и b;

после того, как проходческий полок поворачивается в направлении y, углом поворота полока в направлении y является угол раствора между отрезком ab и отрезком AB;

когда клеть находится в верхней части шахты, ее верх параллелен отрезку AB;

когда клеть опускается к проходческому полоку, ее верх параллелен отрезку ab;

Во время движения клети гироскоп, закрепленный в ее верхней части, определяет ее положение в режиме реального времени и передает по кабелю сигнал на радиопередатчик;

когда клеть опускается к проходческому полоку, радиопередатчик передает сигнал с информацией о положении клети на процессор обработки поступающих радиосигналов по беспроводной связи, а угол поворота проходческого полока в направлении y определяется путем вычета координат клети в верхней части оттяжек из координат клети в нижней части оттяжек. Угол наклона проходческого полока в направлениях x и z измеряется в режиме реального времени с помощью датчика угла наклона, а сигнал передается на процессор обработки по проводной связи. Таким образом определяется угол вращения проходческого полока.

Полезный эффект: Измерительный прибор согласно настоящему изобретению отличается простой конструкцией и удобством в установке. Угол поворота проходческого полока в направлении y определяется путем вычета координат клети в верхней части оттяжек из координат клети в нижней части оттяжек. Угол наклона проходческого полока в направлениях x и z измеряется в режиме реального времени с помощью датчика угла наклона. Таким образом достигается желаемый результат, заключающийся в точном и быстром определении угла вращения проходческого полока в трех направлениях

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фигура 1 представляет собой схему системы измерения угла вращения проходческого полока согласно настоящему изобретению.

Легенда: 1 - проходческий полок, 2 - подвесной трос, 3 - оттяжка, 4 - клеть, 5 - гироскоп, 6 - радиопередатчик, 7 - датчик угла наклона, 8 - процессор обработки радиосигналов.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Ниже приводится один из вариантов осуществления изобретения со ссылкой на чертежи:

Как показано на Фигуре 1, прибор для измерения угла вращения проходческого полока согласно настоящему изобретению включает в себя проходческий полок 1, являющийся объектом измерения, соединенные с ним тросы 2 и оттяжки 3 для опускания и подъема полока, установленную на двух оттяжках 3 клеть 4 с подъемным резервуаром, гироскоп 5 и радиопередатчик сигнала гироскопа 6, неподвижно закрепленные в верхней части клети 4. Сигнал, поступающий от гироскопа 5, передается на радиопередатчик 6 по проводной связи. Датчик угла наклона 7 и процессор обработки поступающих радиосигналов 8 закреплены на проходческом полоке 1. На процессор обработки радиосигналов 8 по проводной связи поступает сигнал от датчика угла наклона 7, а он, в свою очередь, обрабатывает этот сигнал.

Прибор включает в себя два подвесных троса 2 и две оттяжки 3.

Метод определения угла вращения проходческого полока согласно настоящему изобретению, заключается в том, что точки крепления между двух оттяжек 3, крепящихся к клети 4, и головным шкивом в верхней части шахты обозначаются как A и B, а точки крепления между двух оттяжек 3 и проходческим полоком 1 в нижней части шахты обозначаются как a и b;

когда проходческий полок 1 не вращается, отрезок AB между точками A и B параллелен отрезку ab между точками a и b;

после того, как проходческий полок 1 поворачивается в направлении y, углом поворота полока 1 в направлении y является угол раствора между отрезком ab и отрезком AB;

когда клеть 4 находится в верхней части шахты, ее верх параллелен отрезку AB;

когда клеть 4 опускается к проходческому полоку 1, ее верх параллелен отрезку ab;

Во время движения клети 4 гироскоп 5, закрепленный в ее верхней части, определяет ее положение в режиме реального времени и передает по кабелю сигнал на радиопередатчик 6;

когда клеть 4 опускается к проходческому полоку 1, радиопередатчик 6 передает сигнал с информацией о положении клети 4 на процессор обработки поступающих радиосигналов 6 по беспроводной связи, а угол поворота проходческого полока 1 в направлении y определяется путем вычета координат клети 4 в верхней части оттяжек 3 из координат клети 4 в нижней части оттяжек 3. Угол наклона проходческого полока 1 в направлениях x и z измеряется в режиме реального времени с помощью датчика угла наклона 7, а сигнал передается на процессор обработки 6 по проводной связи. Таким образом определяется угол вращения проходческого полока.

Проходческий полок 1 поднимается и опускается по стволу шахты с помощью четырех стальных тросов. Конструкция прибора предусматривает два типа тросов – подвесные тросы 2, которые предназначены для закрепления проходческого полока, и оттяжки 3, которые также предназначены для закрепления проходческого полока и используются в качестве направляющих для подъемного резервуара. На двух оттяжках 3 закреплена клеть 4, которая удерживает подъемный резервуар и движется вверх и вниз по оттяжкам 3. Точки соединения в верхней части двух оттяжек 3 обозначаются как A и B, а точки соединения в нижней части оттяжек и проходческого полока 1 обозначаются как a и b. Когда проходческий полок не вращается, отрезок AB между точками A и B параллелен отрезку ab между точками a и b. После того, как проходческий полок 1 поворачивается, углом поворота полока по оси y является угол раствора между отрезком ab и отрезком AB. Когда клеть 4 находится в верхней части оттяжек 3, ее верх параллелен отрезку AB. Во время движения клети 4 гироскоп 5, закрепленный в ее верхней части, определяет ее положение в режиме реального времени и передает по кабелю сигнал на радиопередатчик 6. Когда клеть 4 опускается к проходческому полоку 1, радиопередатчик 6 передает сигнал с информацией о положении клети 4 на процессор обработки поступающих радиосигналов 8 по беспроводной связи, а угол поворота проходческого полока 1 в направлении y определяется путем вычета координат клети 4 в верхней части оттяжек 3 из координат клети 4 в нижней части оттяжек 3. Угол наклона проходческого полока в направлениях x и z измеряется в режиме реального времени с помощью датчика угла наклона 7, а сигнал передается на процессор обработки 6 по проводной связи.

Claims

1. Прибор для измерения угла вращения проходческого полока, включающий проходческий полок (1), являющийся объектом измерения, соединенные с ним тросы (2) и оттяжки (3) для опускания и подъема полока, установленную на двух оттяжках (3) клеть (4) с подъемным резервуаром, гироскоп (5) и радиопередатчик (6) сигнала гироскопа, неподвижно закрепленные в верхней части клети (4), при этом сигнал, поступающий от гироскопа (5), передается на радиопередатчик (6) по проводной связи, датчик угла наклона (7) и процессор обработки поступающих радиосигналов (8), закрепленные на проходческом полоке (1), причем на процессор обработки радиосигналов (8) по проводной связи поступает сигнал от датчика угла наклона (7), а он, в свою очередь, обрабатывает этот сигнал.

2. Прибор для измерения угла вращения проходческого полока согласно п. 1, включающий в себя два подвесных троса (2) и две оттяжки (3).

3. Метод измерения угла вращения проходческого полока, предусматривающий использование прибора согласно п. 1, заключающийся в том, что точки крепления между двух оттяжек (3), крепящихся к клети (4), и головным шкивом в верхней части шахты обозначаются как A и B, а точки крепления между двух оттяжек (3) и проходческим полоком (1) в нижней части шахты обозначаются как a и b,

когда проходческий полок (1) не вращается, отрезок AB между точками A и B параллелен отрезку ab между точками a и b,

после того как проходческий полок (1) поворачивается в направлении y, углом поворота полока (1) в направлении y является угол раствора между отрезком ab и отрезком AB,

когда клеть (4) находится в верхней части шахты, ее верх параллелен отрезку AB,

когда клеть (4) опускается к проходческому полоку (1), ее верх параллелен отрезку ab,

во время движения клети (4) гироскоп (5), закрепленный в ее верхней части, определяет ее положение в режиме реального времени и передает по кабелю сигнал на радиопередатчик (6),

когда клеть (4) опускается к проходческому полоку (1), радиопередатчик (6) передает сигнал с информацией о положении клети (4) на процессор обработки поступающих радиосигналов (6) по беспроводной связи, а угол поворота проходческого полока (1) в направлении y определяется путем вычета координат клети (4) в верхней части оттяжек (3) из координат клети (4) в нижней части оттяжек (3), угол наклона проходческого полока (1) в направлениях x и z измеряется в режиме реального времени с помощью датчика угла наклона (7), а сигнал передается на процессор обработки (6) по проводной связи, таким образом определяется угол вращения проходческого полока.