ПРИБОР И МЕТОД ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УГЛА ВРАЩЕНИЯ ПРОХОДЧЕСКОГО ПОЛОКА
DEVICE AND METHOD FOR MEASURING THE ROTATION ANGLE OF A SINKING PLATFORM

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.