Способ контроля и учета работы экскаватора-мехлопаты

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ЯО 1425 48 4 Е 0 ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ ГОСУДАРС ПО ДЕЛА ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ТЕЛЬСТВ сесо(21) 4197307(29-03(71) Северо-Кавказский филиал В юзного научно-исследовательского института "Цветметавтоматика и Госу дарственный проектно-конструкторский и научно-исследовательский институт по автоматизации угольной промышленности "Гипроуглеавтоматиэация" (72) Ю.В,Плеханов, Л.А.Ткаченко, А,И.Филиппенко и А,Ф.Воробьев (53) 621.879.32 (088.8)(56) Авторское свидетельство СССР В 975925, кл. Е 02 Г 9(20, 1978.Авторское свидетельство СССР У 1170058. кл. Е 02 Р 3(48. 1983. (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ И УЧЕТА РАБОТЫ ,ЭКСКАВАТОРА-МЕХЛОПАТЫ(57) Изобретение касается измерения параметров работы экскаватора-мехлопаты. Цель изобретения - повышение точности контроля и учета работы экскаватора при упрощении реализации Измеряют нагрузку двигателя подъема, определяют величины загрузки ковша(Р ) в процессе его перемещения по значению угловой скорости двигателя подъема и длительность вращения платформы (Т ; ). Измеряют ток двигателя напора (1; ), напряжение на дополнительных полюсах двигателя подъема (Б, ). Устанавливают миним. значения тока напора (1 я) и напряжения на дополнительных полюсах двигателя механизма подъема (Б.е.ст). Операция черпания определяется как одновременное выполнение условий 1;з 1,т 1 о. 1 р ст при сигнале, характеризующем подъем ковша ПК:1, Операция перечерпывания определяется как последовательность выполнения операций черпания и опускания ковша. Операция транспортировки груженого ковша определяется как одновременное в течение 3-5 с выполнение условий ( Т 0;/ С, Р,ъ С, где Си С - задаваемые константы. Выполнение цикла экскавации определяется контролем последовательности операций черпания, транспортировки груженого ковша и открывания днища ковша. 2 з.п. ф-лы, 7 ил.1425277 Составитель А.Мартыноведактор И,Дербак Техред М. ич Корректор Э,Лончаков Хода каэ раж 637 Подпис Государственного комитета ССС елам изобретений и открытий сква, Ж, Раушская наб., д 45/27 е ВНИИПИ по 13035,4/5 роизводственно-полиграФическое предприятие, г. Ужгород Проектная, 4Изобретение относится к измерению параметров работы, выполненной экскаватором-мехлопатой при проведении горных работ открытым способом, н частности к контролю и учету параметров работы меклопаты, используемой на погрузке горной массы н транспорт- ные средства,Цель изобретения - увеличение 1 О точности контроля и учета работы эксканатора-мехлопаты при упрощении реализации способа,Поставленная цель достигается тем, что н процессе экскавации дополни тельно измеряют ток якорной цепидвигателя механизма напора, угловую скорость вращения вала двигателя механизма подъема ковша, контролируют 1 направление вращения вала двигателя 20 механизма подъема ковша, устанавливают минимальное значение тока якорной цепи двигателя механизма напора и напряжения на дополнительных полюсах механизма подъема, характеризующие процесс заполнения ковша контролируют направление вращения вала двигателя механизма поворота платформы, при этом операцию черпания определяют как одновременное выполнение условий 30 81 д и ПК=1 1 я; - 1 я,стр стопределяют выполнение операции перечерпания путем контроля выполнения последовательности операций черпания и опускания ковша, измеряют длительность поворота платформы, определяют загрузку ковша н процессе его переме щения по величине угловой скорости вращения вала двигателя механизма подъема ковша, определают операцию транспортировки груженого ковша пос-. ле выполнения операции черпания как 45 одновременное н течение 3-5 с выполнение условийРОВ 1 контролируют н процессе экскавации выполнение операции открывания днища ковша, а выполнение цикла экскавации определяют путем контроля последовательности реализации .операций черпания транспортировки груженого ковша У55 и открывания цнища ковша, где 8 Цп ПК=1 - сигнал, характеризующий подъем ковша экскаватора;ст ф Н установленный и Фактический токи якорнойцепи двигателя механиэма напора;установленное и фактическое напряжениена дополнительныхполюсах двигателя механизма подъема ковшадлительность вращенияплатформы после вы"полнения операции п )ст, 0 чернания;Р%1 - масса нетто" н груженомковше;С , С- устанавливаемые константы,При этом величину загрузки ковшаопределяют н процессе его транспортировки к месту разгрузки после выполнения операции черпания и поворотаплатформы влево или вправо н течение3-5 с путем сглаживания текущего значения скорости вращения вала приводамеханизма подъема ковша, последующегоинтегрирования в течение 2-3 с выходной величины, получаемой после сглаживания и нахождения на указанном интервале среднего значения интегрируе"мой величины, пропорциональной загрузке ковша.Кроме того, в процессе экскавацииподсчитывают суммарное число произведенных черпаний и перечерпаний нах-й момент времени, подсчитывают суммарное число произведенных цикловэкскавации на тот же момент времении по отношению суммарного числа произведенных циклов экскавации к суммарному числу черпаний и перечерпанийсуцят о подготовленности горной массы к экскавации.На фиг.1 приведена структурнаясхема устройства, реализующего способконтроля и учета работы экскаваторамехлопаты; на фиг,2-7 " структурныесхемы функциональных блоков устройства,Способ осуществляют следующим образом.В процессе экскавации измеряют величину напряжения на дополнительныхполюсах Бдвигателя механизмаподъема ковша, ток якорной цепи двигателя механизма напора 1 й, и скорость вращения вала двигателя механизма подъема ковша ц а затем контролируют направление вращения двига-теля механизма подъема ковша, причем5277 ПОВ 1 и - се ПОВ.П.) С - се ПО В. Л.) Б з 142 сигнал Яп ПК получают при направ; ленин вращения двигателя обеспечивающем подъем ковша, а сигнал БЗп ОК 1 " при направлении вращения двигателя, .обеспечивающем опускание ковша. Устанавливают минимальные значения тока якорной цепи двигателя механизма напора 1 ь, и напряжения на дополнительных полюсах двигателя механизма подъема П, , характеризующие процесс заполнения ковша.В процессе экскавации контролируют направление вращения двигателямеханизма поворота платформы: ЗЦп ПП- при направлении вращения двигателя, обеспечивающем поворот платформы вправо, и ЯЦп ПЛ=1 - при направлении вращения двигателя, обеспечивающем поворот платформы влево. Затем определяют выполнение операции че пания(4) поворотов платформы;15п 1 п 2 - число периодов правых и левых поворотов платформы при перемещении груженого ковша.Определяют начало периода транспортировки груженого ковша2081 дп НТ 1, если81 Зп П=1818 п Ч 1)где Яхром П= 1, если (Тпв / С , (8) С щ 3-5 с.Определяют величину загрузки ков 25 ша в каждом цикле экскавации в периодтранспортировки груженого ковшаа1 а;6Р- К - РЗо" С -Ет)к Б 1 Тя 1 МБ 1 ББлнч,лл - Установленный и номинальный токи якорнойцепи двигателя механизма напора; Пп,стБП)т ном Установленное и номинальное (при номинальной нагрузке) напряжения на дополнительных З 5полюсах двигателя механизма подъема ковша. с = , +(2-3) с;Р, - масса порожнего ковша;К - коэффициент пропорциональности;40 ЗдЗп ОД=О - при отсутствии сигнала,обеспечивающего открывание днища ковша.Определяют выполнение операциитранспортировки груженого ковша.45 Зп ТГ=1, если после выполнения операции черпания (ЯЗп Ч 1) выполняютсяусловияР С (13)Т.;С, +С, (14) З 0 где С = (0,3 - 0,6) Р а Рноминальная загрузка ковша; СБ3 - 5 с.В процессе экскавации контролируютвыполнение операции открывания днища58 ковша: 81 и ОДее 1 - при наличии сигнала, обеспечивающего открывание днища ковша.Выполнение цикла экскавации определяют путем контроля выполнения посР ЯхпЧ 1, если БЦп ПК 1 Н - и)ст Б (1)Б) - Р Ее еде 1, (О,Б-О,Б)1; ТдП 1 еБСт 1=(ОБ 3 ОБб)дП НОМ Б Выполнение операции перечерпывания определяют путем контроля выполнения последовательности операций, т,е. Б 1 Бп ПЧп), еслиБ 1 Бл,Ч 1 еБ 1 БЧОК(2) Затем подсчитывают суммарное число выполненных черпаний и перечерпаний в процессе экскавации в 1-й момент времениЯ;(БЦп Ч 1) +,т (81 дп ПЧ 1 (3) где ; - текущее время;не" " "осй)е,Сои - время начала и окончаниясмены,причем д-й момент времени на интервале смены определяется в зависимости от технологической потребности.Проводят измерение длительности поворота платформы тпов.п,) те)с"тек142 55 ледовательности операций цикла эксканации Б 8 п Ч, Б 18 д ТГ, Б 8 п ОД,т.е. Б 18 п Ц 1, еслиЯп ч 11 ь 1 п тГ 11-ф цп Одж 1 (15)Подсчитывают суммарное число выолненных циклов экскавации в -й моент времениМ,щ, (БЦп Ц=1,) (16) де с 1:;с ЬОпределяют текущее значение покаателя, характеризующего подготовлен- ость горной массы к экскавации; М;Я(17)Устройство, реализующее способ,одержит блок 1 гальванических раэвяок, блок 2 контроля выполнения опеации черпания блок 3 контроля вы"олнения операции транспортировкируженого ковша, блок 4 измерения. агрузки ковша, блок 5 контроля выолнения цикла экскавации и выходнойлок 6,К входам блока 1 подключены сигалы Бз.дп ОК Б 1.8 п 11 К, 11 о;Тн. ь.8 п ОД, Бь.8 п ПП и Бп ПЛ.Выходылока 1, Фопмирующие гальваническиназвязаиные сигналы Бп ОКБ 8 п ПК,1 р,1; и Бх 8 п ОД, подключены к сответствующим входам блока 2, а выходы его, формирующие гальваническиразвязанные сигналы Б 8 п ОД, БЦп ППБЦп ПЛ, подключены к входам блокаКроме того, к цепи, формирующейСигнал Бхцп ОД, подключены соответствующие входы блоков 5 и 6. Выход бло"ка 2, формирующий сигналы Бдп Ч и8 оп ПЧ, подключен к входу блока 6,а выход его формирующий сигналбх 8 п НТ, подключен к входу блока 3.Выход блока 3, Формирующий сигналБх 8 п ТГ подключен к соответствующемувходу блока 5, выход которого подключен к входу блока 6. К одному входублока 4 подключен сигнал аа кдругому входу - выход блока 3, формирующий сигнал Б 8 п НВ. Один выходблока 4, Формирующий импульсные сигналы 1 подключен к соответствующимвходам блоков 2 и 3, а другой егоВыход, формирующий сигнал Р;, подключен к соответствующим входам блоков 3 и 6,Блок 1 гальванических развязок(Фиг.2) содержит входные согласующие 5277 6КС-элементы 7-13, которые соответственно через оптроны 14-20 подключенык входам усилителей-формирователей21-27,Блок 2 контроля выполнения операции черпания (фиг.3) содержит триггеры 28 и 29, пороговые элементы30 и 31 и логические элементы И 3210 и 33, При этом, выход триггера 29подключен к одному входу элементаИ 32, выходы пороговых элементов ЗОи 31 подключены к соответствующимвходам элемента И 33, выход которого15 подключен к входам триггеров 28 и 29,Блок 3 контроля выполнения операций транспортировки груженого ковша(Фиг 4) содержит реверсивный счетчик34, счетчик 35, логические элементыИ 36-38, дешифратор 39, элемент ИЛИ40, регулируемый пороговый элемент41, триггер 42 и переключатели 43и 44, Выходы счетчика 34 через последовательно соединенные дешифратор25 39 и переключатель 43 подключены квходу элемента И 36, а другие выходыдешифратора 39 через переключатель44 - к входу элемента И 37. Другиевходы элементов И 36 и 37 подключеныЗ 0,соответственно к шинам управления"+", "-" реверсивного счетчика 34.Выходы элементов И 36 и 37 подключены к входам элемента ИЛИ 40 выходкоторого подключен к входам элемента35И 38 и триггера 42. Выход элемента41 подключен к входу элемента И 38,выход которого подключен к счетномувходу счетчика 35, Выход счетчика 35связан с шиной сброса этого же счет 40 чикаБлок 4 измерения загрузки ковша(фиг,5) содержит фильтр 45 низких час.тот, узел 46 усреднения, компаратор47, ключ 48 коммутации, интегратор45 49 измерительный, генератор 50 импульсов и логический элемент И 51,Выход фильтра 45 через узел 46 подключен к одному входу компаратора 47,к другому входу которого подключенвыход измерительного интегратора 49.Выход ключа 48 коммутации подключенк входу измерительного интегратора49, а выходы компаратора 47 и генератора 50 - к входам элемента И 51,Блок 5 контроля выполнения цикла экскавации (фиг.6) представляет собой логический элемент И 52 с двумя входами, 1425277Выходной блок Ь (фиг.7) содержитсчетчики 53-57, дешифраторы 58-62,индикаторы 63-67 и кнопку 68, причемвыходы счетчиков 53-57 через соответ 5ствующие дешифраторы 58-62 подключенык входам индчкаторов 63-67, кнопка68 - к шине сброса счетчика 56, асчетные входы счетчиков 55-57 подключены параллельно. 10Устройство работает следующим образом.. В процессе экскавации на входыблока(Фиг,1) поступают сигналыБщп" ОК, БЦп ПК, 011;, 1 н 1115Б 8 п ОД, Б 8 п ПП иБ 8 п ПЛ; а навход блока 4 поступает сигнал Я, .С выхода блока 1 (выходы элементов21-27, фиг.2) гальванически развязанные сигналы Б 8 п О , Бдп ПК 1 111 1 2011, и Бд 8 п ОД поступают на входыблока 2, сигнал Бдп ОД поступаеткроме того на входы блоков 3, 5 и 6,а сигналы Бд 8 п ПП и Бд 8 п ПЛ поступают на входы блока 3Кроме того, на 25соответствующие входы блоков 2 и 3с блока,4 поступают сигналы генератора импульсов Й. В результате этогона выходе блока 2 (выход триггер 29,фиг.З) формируется сигнал Бд 8 п Ч(формула 1), а на выходе триггера 28кроме того - сигнал БЯп ПЧ (формула 2),Сигналы Бд 8 п Ч и Бдп ПЧ поступаютв блок 6, где суммируются (счетчик53, фиг,7) и отображаются (индикатор63, фиг.7) для визуального считывания. В результате этого на выходеэлемента И 32 (Фиг,З) блока 2 формируется сигнал, характеризующий начало 4транспортировки ковша Яддп НТ=1 (формулы 4-8), который поступает на входсчетчика 34 (фиг.4).В блоке 3 на выходе триггера 42формируется сигнал начала взвешивания ковша БЦп НВ=1 (формула 11),который поступает на входы элементов48 и 51 блока 4 (фиг,5), в результатечего на выходе элемента И 51 формируется сигнал Рц характеризующий ве 11 1150личину загрузки ковша нетто(формулы 9,10 и 12). Сигнал Р, поступаетна вход элемента 41 блока 3 (фиг.4)и кроме того в блок 6 (фиг.7), гдесуммируется (счетчики 55-57) и отображается (индикаторы 65-67), В счет 551чике 55 Фиксируется масса ковша нетто", в счетчике 56 - масса, погруженная в транспортную единицу, а в счетчике 57 - переработанная горная масса нарастающим итогом.После загрузки очередной транспортной единицы счетчик 56 приводится в нулевое состояние нажатием кнопки 68, Счетчик 55 приводится в нулевое состояние в момент разгрузки ковша (Я 8 п ОД=1). На выходе счетчика . 35 блока 3 (фиг.4) после поступления сигнала Р, формируется сигнал, характеризующий выполнение операции транспортировки груженого ковша Б 1 цп ТГ 1 (формулы 13 и 14) который поступает в блок 5, На выходе элемента И 52 блока 5 (фиг.б) формируется сигнал выполнения цикла экскавации Ярп Ц=1 (формула 15), который поступает в блок 6, где суммируется (счетчик 54, фиг,7) и отображается (индикатор 64, фиг.7).Таким образом, в процессе экскавации устройством Формируется следующая информация: суммарное число черпаний и перечерпаний, суммарное число выполненных циклов экскавации, вес горной массы в ковше экскаватора, вес горной массы, погруженной в транспортную единицу и суммарное количество горной массы, перемещенной в процессе экскавации. Кроме того, по отношению (17) можно судить о подготовленности горной массы к экскавации.Ф о р м у л а изобретения1. Способ контроля и учета работы экскаватора-мехлопаты 1 включающий измерение нагрузки двигателя механизма подъема ковша, определение величины загрузки ковша, контроль выполнения операций черпания, транспортировки груженого ковша и цикла экскавации, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения точности контроля и учета работы, в процессе экскавации дополнительно измеряют ток якорной цепи двигателя механизма напора, угловую скорость вращения вала двигателя механизма подъема ковша, контролируют направление вращения вала двигателя механизма подъема ковша, устанавливают минимальные значения тока якорной цепи двигателя механизма напора и напряжения на дополнительных полюсах двигателя механизма подъема, характеризующие процесс заполнения ковша, контро 1425217