SU1286748A1 - Apparatus for automatic control of roller-bit drilling process - Google Patents
Apparatus for automatic control of roller-bit drilling process Download PDFInfo
- Publication number
- SU1286748A1 SU1286748A1 SU853949667A SU3949667A SU1286748A1 SU 1286748 A1 SU1286748 A1 SU 1286748A1 SU 853949667 A SU853949667 A SU 853949667A SU 3949667 A SU3949667 A SU 3949667A SU 1286748 A1 SU1286748 A1 SU 1286748A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- input
- unit
- rock
- block
- drive
- Prior art date
Links
Landscapes
- Earth Drilling (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к области автоматизации управлени технологическими процессами на карьерах. С целью повышени качества управлени устройство снабжено блоком 2 вычис-. лени энергоемкости разрушени горной породы, на входы которого подаютс сигналы скорости подачи (СП) бурового става и сигналы, пропорциональные штоку и напр жению,эл. двигател привода вращател (ПВ) 10. Вычисленна энергоемкость фиксируетс на индикаторе 1. Сигналы СП и скорости вращени (СВ) задаютс за- датчиком 3 и сравниваетс в блоке 4 сравнени с сигналом с выхода сумматора 5. На его вход поступают сигналы при изменении в процессе бурени вибрации бурового станка с блоков 7 и 8 его защиты от колебаний в горизонтальной и вертикальной плоскост х . По сигналу рассогласовани с блока 4 одновременно и пропорционально снижаютс СП и СВ соответственно привода II подачи и ПВ 10. Это предотвращает развитие вибраций станка и сохран ет углубление шарошки в породу. Процесс ведетс с минимальной энергоемкостью. При возникновении динамических нагрузок с блока 9 защиты бурового става от поперечных колебаний подаютс сигналы на снижение СВ. При возрастании нагрузки на ПВ 10 сигнал, пропорциональный току двигател , через блок 12 формировани отсечки по нагрузке уменьшает СП. 1 ил. о ю 00 (SS 4This invention relates to the field of automation of process control in quarries. In order to improve the quality of control, the device is equipped with a block 2 of computa- the energy intensity of the destruction of the rock, to the inputs of which signals of the feed rate (SP) of the drill rod and signals proportional to the rod and voltage, el. the rotator drive motor (SW) 10. The calculated power consumption is recorded on the indicator 1. The SP signals and the rotation speed (SV) signals are set by the sensor 3 and compared in block 4 compared with the output signal from the adder 5. drilling of a drilling machine from blocks 7 and 8 of its protection against oscillations in horizontal and vertical planes. The mismatch signal from block 4 simultaneously and proportionally decreases the SP and CB, respectively, of the feed drive II and the ST 10. This prevents the development of machine vibrations and keeps the cone deepening into the rock. The process is conducted with minimal energy consumption. In the event of dynamic loads, block 9 from the protection of the drill rod against transverse oscillations signals are given to reduce the ST. When the load on the PV 10 increases, a signal proportional to the motor current through the load cut-off block 12 reduces the SP. 1 il. about 00 00 (SS 4
Description
4:14: 1
Г2G2
Изобретение относитс к автоматизации производственных процессов на карьерах, а именно к устройствам дл управлени буровыми станками.The invention relates to the automation of production processes in quarries, namely, devices for controlling drilling machines.
Цепью изобретени вл етс повьшенив качества управлени процессом бурени .The chain of the invention is to improve the quality of control of the drilling process.
На чертеже приведена блок-схема устройства.The drawing shows a block diagram of the device.
Устройство включает индикатор 1, блок 2 вычислени энергоемкости разрушени горной породы, задатчик 3 скоростей подачи и вращени , блок 4 сравнени , сумматор 5, усилитель 6 с регулируемым коэффициентом передачи , блок 7 защиты бурового станка от колебаний в горизонтальной плоскости , блок 8 защиты бурового станка от колебаний в вертикальной плоскости, блок 9 -защиты бурового става от поперечных колебаний, след щий приводThe device includes an indicator 1, a block 2 for calculating the energy intensity of rock destruction, a setter 3 of feed and rotation speeds, a block 4 of comparison, an adder 5, an amplifier 6 with an adjustable transmission coefficient, a block of protection of a drilling machine against oscillations in the horizontal plane, a block of 8 protection of a drilling machine from oscillations in the vertical plane, block 9 - protection of the drilling rig from transverse oscillations, following drive
10вращател , след щий привод 11 подачи , блок 12 формировани отсечки10 converters, follower feed drive 11, cut-off forming unit 12
по нагрузке.on load.
Выход блока 9 защиты бурового става от поперечных колебаний подключен к входу след щего привода 10 вращател , перв ый выход которого соединен с первым входом блока 2 вычислени энергоемкости разрушени горной породы и входом блока 12 формировани отсечки по нагрузке, выход которого подключен к входу след щего приводаThe output of the drill rod protection block 9 from transverse oscillations is connected to the input of the follower drive 10 of the rotator, the first output of which is connected to the first input of the block 2 for calculating the energy intensity of rock destruction and the input of the load cutoff block 12, the output of which is connected to the follower drive input
11подачи, другой вход которого чере . усилитель 6 с регулируемьм коэффициентом передачи соединен с вторым входом след щего привода 10 вращени , второй выход которого подключен к второму входу блока 2 вычислени энергоемкости разрушени горной породы , выход которого соединен с входом индикатора 1, а третий вход подключен к выходу след щего привода 11 подачи , причем выход блока 7 защиты бу рового станка от колебаний в горизонтальной плоскости подключен к входу сумматора 5, второй вход которого соединен с выходом блока 8 защиты бурового станка от колебаний в верти- калькой плоскости, а выход соединен11 feeds, the other entrance of which is inside A variable gain amplifier 6 is connected to a second input of a rotary follower drive 10, a second output of which is connected to a second input of a rock crushing energy consumption unit 2 whose output is connected to an indicator input 1, and a third input connected to a follower output of a follower feed 11 The output of the drilling machine protection unit 7 against horizontal oscillations is connected to the input of the adder 5, the second input of which is connected to the output of the drilling machine protection unit 8 against oscillations in the vertical flat plane spine, and the output is coupled
с вторым входом блока 4 сравнени , первый вход которого подключен к за- датчику 3 скоростей подачи и вращени , выход соединен с входом усилите л 6 с регулируемым коэффициентом передачи .With the second input of the comparator unit 4, the first input of which is connected to the sensor 3 of the feed and rotation speeds, the output is connected to the input of amplification 6 with an adjustable transmission coefficient.
Устройство работает следующим об- ра ом.The device operates as follows.
.- .-
10ten
2020
, 5 .. , five ..
2525
у. з о y about
- е-„ е- - her-
3535
После завершени вспомогательных работ, предшествующих бурению, задаютс максимальные скорости сл ед щих приводов 10 вращени и 11 подачи, дл чего устанавливаютс максимальными коэффициент передачи усилител 6 и сигнал на выходе задатчика 3. Однако отношение скоростей подачи и вращени в этом случае дл KOKKpeTr- ного долота может не соответствовать, оптимальному в отношении энергоемкости разрушени горной, породы, величина которой контролируетс по дикатору 1. Выбор оптимального отношени скоростей подачи и вращени осуществл етс за счет уменьшени коэффициента передачи усилител 6 (уменьшени скорости вращени ), при этом коэффициент передачи уменьшаетс до тех пор, пока показани индикатора 1 не станут минимальными, что соответствует минимуму энергоемкости разрушени горной породы, т.е. максимуму углублени зуба шарошки, в породу. Благодар этому мощность привода вращател максимально расходуетс на разрушение горной породы.After completing the auxiliary work prior to drilling, the maximum speeds of the following drives 10 and feed 11 are set, for which the maximum gain coefficient of the amplifier 6 and the signal at the output of the setter 3 are set. However, the ratio of the feed and rotation speeds in this case for KOKKpeTr bit may not correspond, optimal in terms of the energy intensity of the destruction of rock, rock, the value of which is controlled by the dictator 1. The choice of the optimal ratio of feed and rotation speeds is made t reducing the gain of the amplifier 6 (decreasing speed), the transmission ratio decreases as long as the indications of the indicator 1 will not be minimal, that corresponds to the minimum energy consumption fracture the rock, i.e. maximum deepening of the tooth of the roller cutter, in the breed. Due to this, the power of the rotator drive is maximally spent on the destruction of the rock.
Энергоемкость разрушени породы вычисл етс блоком 2, на входы которого подаютс сигналы, пропорциональные току и напр жению электродвигател привода вращател , а также скорости подачи бурового става. В блоке 2 сигналы, пропорциональные току и напр жению, перемножаютс , в результате чего определ етс сигнал, пропорциональный мощности, необходимой дл разрушени горной породы. Затем сигнал, пропорциональный мощности , делитс на сигнал, пропорциональный скорости подачи. В итоге сигнал, поступающий на индикатор 1, пропорционален энергоемкости разрушени горной породы.The energy intensity of rock destruction is calculated by block 2, to the inputs of which signals are proportional to the current and voltage of the rotator drive motor, as well as the feed rates of the drill rod. In block 2, the signals proportional to current and voltage are multiplied together, resulting in a signal proportional to the power required to destroy the rock. A signal proportional to power is then divided by a signal proportional to the feed rate. As a result, the signal arriving at indicator 1 is proportional to the energy intensity of the destruction of the rock.
Датчики тока, напр жени и скорости подачи в-ход т в состав соответствующих след щих приводов, образу в них контуры регулировани тока (в гидроприводе - давлени ) и скорости.The current, voltage, and feed-in-rate sensors in the composition of the respective follow-up drives form in them the current control loops (in the hydraulic drive — pressure) and speed.
Если вращатель оборудован след щим гидроприводом, то дл вычисле- €и мощности, необходимой дл разрушени горной породы, необходимо и.спользовать сигналы, пропорциональные давлению и производительности гидронасоса.If the rotator is equipped with a servo hydraulic actuator, then to calculate the power required to destroy the rock, it is necessary to use signals proportional to the pressure and performance of the hydraulic pump.
Блоки 7 и 8 зашлты бурового станка от колебаний в горизонтальной иBlocks 7 and 8 send drilling rig from fluctuations in the horizontal and
вертикальной плоскости, a также блок 9 защиты бурового става от поперечных колебаний ртеют одинаковую структуру и состо т из последовательно соединенных датчика колебаний интегратора, выпр мител и усилител с регулируемой зоной нечувствительности в области нул (не показаны ). В качестве датчиков колебаний , как правило, используютс магнитоэлектрические приборы, например сейсмоприемники, амплитуда выходного сигнала которых пропорциональна произведению амплитуды виброперемещени бурового станка или бурового става на частоту колебаний. Следовательно , при вибрации бурового станка с малой амплитудой и большой частотой сигнал на выходе датчика будет таким же, как и при колебани х с большой амплитудой и малой частотой, в то врем , как защита от вибраций должна реагировать на амплитуду колебаний (виброперемещение). Интеграторы , включенные на выход датчиков, устран ют зависимость их выходных сигналов от частоты, т.е. позвол ют получить сигнал, пропорциональный амплитуде вибраций. Выходные сигналы интеграторов выпр мл ютс выпр мител ми и подаютс на вход усилител с регулируемой зоной нечувствительности в области нул . Измен зону нечувствительности , представл етс возможным регулировать порог срабаты- вани .защиты по вибраци м. Таким образом , если в процессе бурени вибрации , бурового станка в одной плоскости или в обеих сразу достигаю-т велиThe vertical plane, as well as the block 9 for protecting the drill rod against shear vibrations, have the same structure and consist of a series-connected oscillator sensor, rectifier and amplifier with adjustable dead band in the zero area (not shown). As oscillation sensors, usually, magnetoelectric devices are used, for example, seismic receivers, the amplitude of the output signal of which is proportional to the product of the amplitude of the vibration displacement of the drilling machine or the drill rod and the oscillation frequency. Therefore, when a drilling machine vibrates with a small amplitude and a high frequency, the signal at the sensor output will be the same as with vibrations with a large amplitude and low frequency, while the protection against vibrations must respond to the amplitude of oscillations (vibration displacement). Integrators connected to the output of the sensors eliminate the dependence of their output signals on the frequency, i.e. allow you to receive a signal proportional to the amplitude of the vibrations. The outputs of the integrators are rectified by rectifiers and are fed to the input of an amplifier with an adjustable deadband in the region of zero. By changing the dead zone, it is possible to regulate the threshold for triggering the protection by vibration. Thus, if, during the drilling of a vibration, the drilling machine in one plane or in both immediately reaches
чины, превышающей порог срабатывани то на входах сумматора 5 по вл ютс сигналы, которые суммируютс , а затем величина выходного сигнала сумматора в блоке 4 вычитаетс из величины сигнала задатчика 3. Это прив.одит к одновременному и пропорциональному снижению скоростей подачи и вращени , что, с одной стороны, предотвращает развитие вибраций бурстанка,и, с другой стороны, сохран ет углубление зуба шарошки в породу на прежнем уровне, т.е. позвол ет вести процесс бурени с минимальной энергоемкостью разрушени горной породы. Если при этом возрастает нагрузка на привод вращател , то сигнал, снимаемый с датчика тока, вход щего в след щий привод вращател , действу черезAt the inputs of the adder 5, signals appear that are summed, and then the output signal of the adder in block 4 is subtracted from the value of the setpoint 3 signal. This leads to a simultaneous and proportional decrease in the feed and rotation speeds, on the one hand, it prevents the development of vibrations of the burstanka, and, on the other hand, keeps the grooved tooth in the rock at the same level allows you to carry out the drilling process with a minimum energy intensity of the destruction of the rock. If the load on the rotator drive increases, then the signal taken from the current sensor entering the next rotator drive will act through
484484
блок 12 формировани отсечки по нагрузке , уменьщает скорость подачи, что устран ет перегрузку привода вращател за счет уменьшени глубины внедрени зуба шарошки, т.е. за счет отклонени процесса бурени от режиJOThe load cut-off unit 12 reduces the feed rate, which eliminates the overload of the rotator drive by reducing the depth of insertion of the tooth of the cone, i.e. due to the deviation of the drilling process from the mode
f5f5
5 -20 35 5 -20 35
2525
30thirty
00
5five
00
5five
Поперечные колебани бурового става не передаютс на платформу бурового станка, однако способствуют возникновению больших динамических нагрузок в редукторе привода вращател и гидропатроне. В св зи с этим датчик поперечных колебаний бурового става ; вход щий в блок 9 защиты бурового става от поперечных колебаний, должен устанавливатьс на редукторе привода вращател или гидропатроне. Выходной сигнал блока 9, действу на второй вход след щего привода 10 вращател , снижает скорость его вращени . При этом возрастает усилие прижати долота к забою, что способствует прекращению поперечных колебаний бурового става. После устранени колебаний скорость вращени автоматически возрастает до заданной.The lateral oscillations of the drill rod are not transmitted to the platform of the drilling machine, however, they contribute to the occurrence of large dynamic loads in the drive gear of the rotator and hydraulic actuator. In this connection, the transverse oscillation sensor of the drill rod; The unit of protection of the drill rod against transverse oscillations entering block 9 should be installed on a rotator drive gearbox or hydropatron. The output of block 9, acting on the second input of the follower drive 10 of the rotator, reduces its rotational speed. This increases the pressure to press the bit to the bottom, which contributes to the cessation of transverse oscillations of the drill rod. After the elimination of oscillations, the rotational speed automatically increases to the set one.
Если в качестве датчиков колебаний используютс датчики, измер ющие виброперемещение, то интеграторы из блоков 7, 8 и 9 исключаютс .If sensors that measure vibration displacement are used as vibration sensors, then integrators from blocks 7, 8 and 9 are excluded.
В качестве задатчика 3 используетс потенциометр или сельсинный командоаппарат, выходной сигнал ког торого подаетс на вход блока 4 сравнени через выпр митель. В качестве блока 4 сравнени используетс операционный усилитель с двум входами .As the setting device 3, a potentiometer or a selsyn control unit is used, the output of which is fed to the input of the comparison unit 4 through a rectifier. As a comparison unit 4, an operational amplifier with two inputs is used.
В качестве блока 2 вычислени энергоемкости разрушени горной породы в устройстве примен етс микросхема К525ПС1 или К425ПС2, обеспечивающа перемножение двух сигналов и деление полученного произведени на третий сигнал.As a unit 2 for calculating the energy intensity of rock destruction in the device, a K525PS1 or K425PS2 microcircuit is used, which provides for the multiplication of two signals and the division of the resulting product by the third signal.
Б качестве усилител 6 с регулируемым коэффициентом передачи используетс операционный усилитель с регулируемым сопротивлением в цепи обратной св зи. Измен положение ползуна сопротивлени , регулируетс коэффициент передачи усилител от нул до некоторого максимального значени .As an amplifier with a variable gain, an operational amplifier with adjustable resistance in the feedback circuit is used. By changing the position of the resistance ram, the gain of the amplifier is adjusted from zero to some maximum value.
Блок 12 формировани отсечки по нагрузка представл ет собой усилитель с регулируемой зоной нечувствительности в области нул .The load cut-off unit 12 is an amplifier with an adjustable deadband in the zero region.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU853949667A SU1286748A1 (en) | 1985-09-06 | 1985-09-06 | Apparatus for automatic control of roller-bit drilling process |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU853949667A SU1286748A1 (en) | 1985-09-06 | 1985-09-06 | Apparatus for automatic control of roller-bit drilling process |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1286748A1 true SU1286748A1 (en) | 1987-01-30 |
Family
ID=21196057
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU853949667A SU1286748A1 (en) | 1985-09-06 | 1985-09-06 | Apparatus for automatic control of roller-bit drilling process |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1286748A1 (en) |
-
1985
- 1985-09-06 SU SU853949667A patent/SU1286748A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Баккал Р.А. Системы автоматизации процесса 1вращателъного бурени . - Горный журнал, 1963, № 17. Буткин В.Д., й(уковский А.А. Система автоматического, управлени процессом шарошечного бурени . - Горный журнал, 1972, № 9. Авторское свидетельство СССР № 901478, кл. В 21 В 44/00, 1980. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JPH0463668A (en) | Amplitude control device for ultrasonic machining device | |
GB1289214A (en) | ||
JPS60181487A (en) | Double ranging drum cutter having load controller | |
SU1286748A1 (en) | Apparatus for automatic control of roller-bit drilling process | |
SU901478A1 (en) | Device for automatically controlling the process of cutter bit drilling | |
SU1073866A2 (en) | Intensity setter for quick-action electric drive | |
RU2026973C1 (en) | System for control of diamond drilling practices | |
SU1162952A1 (en) | Feed regulator of drilling machine | |
SU1479632A1 (en) | System for automatic control of drilling process | |
SU449496A3 (en) | Load Control Method | |
SU987094A1 (en) | Method and apparatus for for steering cutter-loader along bed gypsometry | |
SU1671801A1 (en) | Method and device for control of digging process of single-bucket excavators | |
SU960425A1 (en) | Method of controlling the process of drilling blast-holes | |
SU817252A2 (en) | Device for automatic control of coal-winning machine feed rate | |
GB1421101A (en) | Citcuit arrangement for processing signals for the adaptive control of machine tools | |
GB1534222A (en) | Method and apparatus for removing surface defects on metal bodies such as slabs or billets | |
SU1416676A1 (en) | Bit feed regulator | |
SU1080933A1 (en) | Apparatus for controlling the process of deep drilling | |
SU1677283A1 (en) | Automatic system for controlling boring conditions | |
JPS54121480A (en) | Control of steel tube cutting | |
SU1071709A1 (en) | Method of controlling dredging process | |
SU727841A1 (en) | System of automatic control of borehole drilling modes | |
SU1108393A1 (en) | Control device for machine tool with extending spindle | |
SU1051268A1 (en) | Apparatus for monitoring position of mining machine working member in seam profile | |
SE8007039L (en) | measuring device |