Способ управления разгрузкой ковша экскаватора-драглайна

ОЮЗ СОВЕТСКИХ ОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 1)4 Е 02 Р 3/4 ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР у с Ь"3(2 (2 (4 ла; н числе груже ная с вл ри ковша структ ей с ковша 6 и 7 рми-АФаимоа финия иведена схема план и разрез иг. 2 - схема в экскаватора экскавации измеряют епей двигателей мехаи подъема 1; ковша,твал н амеров Б-Б токи якорныхнизмов тяги и Втвавязи па ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ 1) 4300014/29-032) 24.08.876) 23.08.89. Бюл. Мф 31(71) Государственный проектно-конструкторский и научно-исследовательский институт по автоматизации уголь ной промышленности "Гипроуглеавтоматизация"(56) Авторское свидетельство СССР В 1199868, кл. Е 02 Р 3/48, 1984.Авторское свидетельство СССР У 1263761, кл. Е 02 Р 3/48, 1985.(54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ РАЗГРУЗКОЙ КОВША ЭКСКАВАТОРА-ДРАГЛАИНА (57) Изобретение относится к измер нию параметрров выполненной работы и управления драглайном при ведени открытых горных работ. Цель иэобре тения - повышение точности управле эобретение относится к контролю метров выполненной работы и упения экскаватором-драглайном ведении открытых горных работ. Цель изобретения - повышение точти управления разгрузкой ковша ем определения эоны разгрузки ша при одновременном его упрощения за счет определения зоны разгрузки ковша. Для этого измеряют координаты положения ковша по длинам подъемного и тягового канатов, а также поворота платформы. Определяют началоопераций черпания, подъема и разгрузки по отношению токов подъема и тяги,требуемую высоту подъема груженогоковша в каждой расчетной точке профиля отвала. Дополнительно измеряютугол поворота блока наводки тягового каната. Формируют команду на разгрузку ковша при выполнении условияравенства фактический и требуемой высоты подъема груженого ковша и равенства фактического и рассчетного углов перемещения груженого ковша.Угол перемещения груженого ковша определяют с учетом угла поворота блока наводки тягового каната, Требуемую высоту подъема груженого ковшаопределяют с учетом высоты переподъема ковша по условию его разгрузки. фиг. 3 - расчетная схема выия угла поворота платформы сым ковшом; на фиг. 4 - расчетема вычисления высоты подъемав точке разгрузки; на фиг, 5 -урная схема системы, реализуюособ управления разгрузкойэкскаватора-драглайна, на фиг,- структурная схема вычислиистемы,1 502723 Ьр АтР Юлю М Юдактор ьский комбинат "Патент", г. Уагород, ул Производственно-изда ина,Заказ 5054/40 Тирам 589 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/53 150272 длины сматываемых частей тягового 1 кт 1 и подъемного 1, канатов, определяют начало операции черпания: з 1 дп С1, если в течение Т5 3 4определяют координаты кромки зубьев ковша в качающейся плоскости, включающей ось стрелы, тяговые и подъемные канаты при перемещении ковша в зоне отвала Б,= 1,;созЕ + Ь,зи. - гь,тз где Т 1,5-2,0 с,Определяют начало операции подъема груженого ковша з 1 яп А1, если в течение Т У; = 1., з 1 пЕ, - Ь,созе - Ьтз(12)где 1,т, - проекция свешивающейсячасти тягового каната на 2,5 -- - ) 1,01 тЪ(2) ось стрелы;кратчайшее расстояние между центром тяжести ковша и осью стрелы;1. + 1 тч н,5(13)21. 15 Ь, -Определяют начало операции разгрузки ковша здп В1, если в течение Т(14) Измеряют угол поворот вва 1 , угол поворота бл тягового каната с к и рота платформы с груженым наводк ина стрелы;- сс + л гол повоковшом 4 - Ф (4) ы.рь А = 1 (5) 9 йт 4 угол наклона оси стрелы к горизонту;гчтр цтса - горизонтальная О ная составляю вертикаль% = нК е расстубьев дковша; 1 (6 ния от кромки центра тяжест де ф , ф 3= агсг ( --- 1,5)1 фъ1 т и и подъем(зависяти констния тя ГОВ ной цепей где 1 расстояни между итром ром т емкост зубьев ковша; яж рукции к положени аиег в простэксперименановлены она ли- угол нкромки тяжест нст зубьев до ковша ктально успределы и1 и 1 т: енения а тояМ г а ковша 1,0+1,5 ( В к О) ОпреДеляют оправку на у с груженым к ебание ковшал пов Измеряют угол наклона плоскосворотной платформы экскаватора ота пл рмы тывающу о осОпределястей тягоВм- углы заполнения и разгрузки ковша. длины свешивающихсго и подъемного кан длины тяговой иподъемной цепей уряжи ковша;коэффициенты удли 1 д ыпЯяпА=илияп В = 1 онструктивая);наклона днизонту. и отцентранищу ковя пос5 1502723 6кости, перпендикулярной плоскости ветствующий элементарной площади стрелы: сечения отвала агсоди вди с( 1 т,Ф(191 Определяют угол перемещения груженого ковша111 ф ПГ 1 если 181 и одди и и орви одди(22) (23) к + 1 ТП. +г где ЬТ гт- ордината и абсциссаточки схода тяговогоканата с направляющегошкива в системе координат ХОУ.40если одяи С = 1вдяиА = 1(24), 81 яиВ = 181 иС+ = 1Подсчитывают число выполняемых циклов экскавации и; задают элементарный объем горной массы Я соотодяи ОП = 1илиодди ЛВП = 1 где оияи ОП = 1 (оди ОЛ = 1) - сигнал отклонения ковшаот вертикальной плоскости стрелы вправо(влево) при вращенииплатформы с груженымковшом вправо, т.е.при одри ПВП = 1 (влево, т.е. при вдяиЛВП = 1).Определяют координаты кромки зубьев ковша в системе координат ХОУ: Определяют выполнение цикла экскавации как реализацию последовательности операции начала черпания в текущем цикле экскавации (одрз С1), начала подъема груженого ковша (одди А = 1), начала разгрузки ковша (оди В = 1) и началачерпания в последующем цикле экскавации (вдди С = 1), одеи Ц = 1,где К - коэффициент пропорциональности;и = 5-25 - принятое число циклов экскавации.Задают углы начала 4 мам и окончания фсектора разгрузки ковша,определяют необходимый угол переноса груженого ковшаЧн; = Фнчч- + аФс (26)15гдето 4- текущее значение приращения угла поворота платформыдф = К;, йф (27)2 О где К 1 = 1, если 0 п, С и;К, = 2, если и и, ( ифК; = 3, если и"и, ( и ф,и так далее,При треугольной форме сечения от 25 вала при прямоугольной форме сеченияотвалаЗОи 1 где Й - порядковый номер расчетнойточки профиля отвала длявычисления приращения угла дф;и - число выполненных цикловэкскавации;д = сопог - шаг приращения углаповорота платформы;и - требуемое к отсыпке числоциклов экскавации в Я, -йрасчетной точке профиляотвала.При трапецеидальной форме сеченияотвала до момента достюкения заданной высоты отвала количество ковшейотсылаемой горной массы в калдойрасчетной точке профиля отвала опре О деляют так ае, как и для треугольнойформы сечения отвала, а далее этавеличина постоянна и равна половинеукаэанного значения.Задают разность уровней горизонта стояния и подошвы отвала АЬ, определяют требуемую высоту подъемагруженого ковша в калдой расчетнойточке профиля отвала при треугольнойформе профиля отвала(37) Устройство содержит (фиг. 5) датчики 1 и 2 длин сматываемых частейтягового и подъемного канатов, датчик 3 угла поворота платформы, датчик 4 угла поворота блока наводкитягового каната, датчик 5 угла наклона плоскости поворотной платформыэкскаватора, вычислитель 6 и выходной блок 7. Датчики 1-5, якорные цепи двигателей механизмов подъема итяги ковша по шине А подключены квычислителю 6, к которому подключентакже выходнрй блок 7. Кроме того,по шине В к соответствующим входамвычислителя 6 подключены сигналы,характеризующие нормативно-справочную информацию Т, 1 р, 1, 1, Ев1 аръе 1 о ю Ьтф гг ф ч,ф мцн фФивкс4, К 1, Н, ьЬ, д, Хс, У,Вычислитель 6 содержит (фиг. 6и 7) узел 8 определения начала опеЬдв 1 Ьр + д - д Ь (30)если Ь. ) Ьр+ л + а Ь (31)где Ь, Ус - (Хс - Х.)ссд (32)Ьр М А ф с 8(33)Ьтр.,Уе - (Х с - Хк)сс " (34)еслиЬ, Ьр + л +дЬ (35)где У, Х - ордината и абсцисса точки схода подъемного каната с направляющегошкива в системе координат ХОУ;- угол между вертикальюи линией, определяющейразгрузку ковша,расчетный угол образую-щей отвала,6 - величина переподъемаковша по условию безопасности ведения работд = 1,5-3,0 мдЬ - ордината подошвы отвалав системе координатХОУ;Ь- высота подъема ковша полусловию разгрузки,Ьр; - расчетная высота подъема ковша по условиюформирования заданногопрофиля отвала.формируют сигнал достижения требуемой высоты подъема груженого ковшавщп ДТВ = 1, если У = Ь . (36),формируют команду на разгрузку ковша50 55 узлов 14 и 30, выход узла 12 подключен к входу узла 13, выход которого подключен к входу узла 14.Выход узла 14 связан с входом узла 15, выход узла 16 подключен к входам узлов 19-21, выход узла 17 к входу узла 20, выход узла 18 свя.ан с входами узлов 25 и 26, выход узла 19 подключен к входам узлов 15 рации черпания, узел 9 определения начала операции подъема груженого ковша, узел 10 определения начала операции разгрузки ковша, узел 11 определения узла заполнения ковша, узел 12 определения выполнения цикла экскавации, узел 13 определениятекущего значения приращения углаповорота платформы, узле 14 определения необходимого угла переносагруженого ковша, узел 15 формирования команды на разгрузку ковша,узлы 16 и 17 определения длин све шивающихся частей тягового и подъемного канатов, узел 18 определенияугла наклона днища ковша к горизонту, узел 19 определения поправкина угол поворота платформы с груженым ковшом, узел 20 определения текущего значения проекции свешивающейся части тягового каната на осьстрелы, узел 21 определения текущего значения кратчайшего расстояния 25 между центром тяжести ковша и осьюстрелы, узел 22 определения суммарного наклона оси стрелы к горизонту,узлы 23 и 24 определения координаткромки зубьев ковша, узлы 25 и 26определения горизонтальной и вертикальной составляющих расстояния откромки зубьев до центра тяжести ковша, узлы 27 и 28 определения расчетной высоты подъема ковша по условию 35формирования высоты подъема ковшапо условию разгрузки, узел 29 определения требуемой высоты подъемагруженого ковша в каждой расчетнойточке профиля отвала, узел 30 опре деления уГла перемсщения ГруженоГОковша, узлы 31 и 32 определениякоординат кромки зубьев ковша в системе коррдинат ХОУ, узел 33 формирования сигнала достижения требуемой высоты подъема груженого ковша.Выход узла 8 подключен к входуузла 12, выход узла 9 - к входамузлов 11 и 12, выход узла 10 связанс входами узлов 11, 12, 16 и 17, выходы узла 11 подключены к входам10 25 35 40 45 50 55 9 15027 и 30, выход узла 20 связан с входами узлов 21, 23 и 24, выход узла 21 подключен к входам узлов 19, 23 и 24, выход узла 22 - к входам узлов 23 и 24, выход узла 23 через узел 31 связан с входами узлов 28 и 29, выход узла 24 через узел 32 подключен к входу узла 33, выход узла 25 - к входу узла 24, выход узла 26 - к входу узла 23, выход узла 27 к входам узлов 28 и 29, выход узла 28 - к входу узла 29, выход которого связан с другим входом узла 33. Выходы узлов 15 и 33 связаны с входами выходного блока 7. Устройство работает следующим образом.В процессе экскавации с выходов датчиков 1-5 и с якорных цепей двигателей механизмов тяги и подъема ковша по шине А в вычислитель 6 поступают входные сигналы. В результате этого в начале операции заполнения ковша на выходе узла 8 формируется сигнал вЦп С = 1 (1), который поступает на вход узла 12. После заполнения ковша в начале его подъема на выходе узла 9 формируется сигнал ып А = 1 (2), Одновременно на выходах узла 11 формируются сигналы(5) и(4), которые характеризуют соответственно угол заполнения ковша и угол поворота платформы с груженым ковшом. На выходах узлов 16 и 17 формируются сигналы, пропорциональные 1 т(7 и 9) и 1 п, (8 и 9), которые поступают на входы узлов 20 и 21. На выходе узла 20 формируется сигнал 1., (13), на выходе узла 2 1 формируется сигнал й 1, (14), на выходе узла 22 формируется сигнал Ь (15)При разгрузке ковша на выходе узла 10 формируется сигнал зЦп В =1 (3), В процессе перемещения ковша на выходах узлов 25 и 26 формируются сигналы, пропорциональные Ьтз и ть 1 ть (16-18)которые поступают на входы узлов 23 и 24. На другие входы узлов 23 и 24 поступают выходные сигныл с узлов. 20-22, 10 и 18, в результате чего на выходах узлов 23 и 24 формируются координаты 06, Ук, кромки зубьев ковша в системе 110 У (11 и 12). Укаэанные координаты преобразуются узлами 31 и 32 в координаты Хк;, У, (22 и 23). 23 ОПри повороте платформы с груженымковшом в момент его разгрузки на выходе узла 30 формируется сигнал, пропорциональный щ,. (4-6, 19-21), поскольку с выхода узла 11 поступаетсигнал, пропорциональный ф,. (4),а с выхода узла 19 - сигнал пропорциональный Ь," (19). При выполнениикаждого цикла экскавации на выходеэлемента 12 формируется сигнал ы 8 пЦ =(24), при этом на выходе узла13 формируется сигнал Ь ф; (27-29),а на выходе узла 14 - значение необходимого угла переноса груженого ковша 4, (26). В процессе формированияпрофиля отвала после выполнения каждого цикла экскавации на выходе узла 27 формируется сигнал, пропорциональный Ьр. (33), который поступаетна входы узлов 28 и 29. В результатеэтого на выходе узла 29 формируетсясигнал Ь (30, 31, 34 и 35), кототфгрый, в свою очередь, поступает навход узла 33. При выполнении условий(36) на выходе узла 33 формируетсясигнал воп ДТВ = 1, который поступает в выходной блок 7 и сигнализируетмашинисту экскаватора о достиженииковшом требуемой высоты его подъема.При достижении точки отвала, в которой обеспечивается выполнение условий (37), на выходе узла 15 формируется сигнал я 18 п Р = 1, которыйтакже поступает в выходной блок 7 исигнализирует машинисту о необходимости выполнения операции разгрузкиковша,Таким образом, в процессе экскавации устройство автоматически сигнализирует машинисту экскаватора одостижении требуемой высоты подъемагруженого ковша и о необходимостивыполнения операции разгрузки ковша,при этом обеспечивается формированиезаданного профиля отвала. В результате этого уменьшается утомляемостьмашиниста экскаватора, снижается ссредний угол поворота платформы сгруженым ковшом, что в итоге приводитк увеличению эксплуатационной производительности экскаватора. Формула изобретения Способ управления разгрузкой ковша экскаватора-драглайна, включающий определение цикла экскавации, операций начала черпания, начала подъема150 и начала разгрузки груженого ковшаа учетом измеренных токов якорнойцепи двигателей механизмов подъемаитяги, измерение угла поворота платформы, определения длин сматываемыхчастей тягового и подъемного канатов,определение длин свешивающихся частей тягового и подъемного канатов,подсчет числа выполненных цикловэкскавации, задание углов начала иокончания сектора разгрузки ковша иэлементарного объема горной массы,соответствующего элементарной пло.щади сечения отвала, измерение углаповорота платформы с груженым ковшом,определение необходимого угла переноса груженого ковша, формированиекоманды на разгрузку ковша, измерение угла наклона поворотной платформы в плоскости стрелы, задание разности уровней горизонта стояния иподошвы отваЛа, определение координат груженого ковша в процессе егоперемещения, определение требуемойвысоты подъема груженого ковша вкаждой расчетной точке профиля отвала, формирование сигнала достижения требуемой высоты подъема груженого ковша, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения точности путем определения зоны разгрузкиковша, измеряют угол поворота блоканаводки тягового каната, а командуна разгрузку ковша формируют при условии равенства фактической и требуемой высот подъема груженого ковша,2723 12равенства фактического и необходимого углов перемещения груженогоковша, при этом угол перемещениягруженого ковша определяют с учетомтекущего значения угла поворота блока наводки тягового каната, а требуемую высоту подъема груженого ковшаопределяют с учетом высоты переподъе ма ковша по условиям его разгрузки,при этом начало операции черпанияопределяют по формуле1 в 1 60,1вдзп С 1, и Г Т)1 5 2 0т- , сначало операции подъема ковша поформуле1 и 1,0вЦп А 1, если 2,5) - Т1 5-2 0 а начало операции разгрузки ковшапо формуле)2,51 пв 1 п В 1 если 1Т ) 1 5 2 0 2 где ыддп С, вщп А,вдп В - соответственно сигналы начала операциичерпания и началаоперации подъема и30 разгрузки ковша,1 я. 1 т - токи якорных цепейдвигателей механизмов подъема и тяги ковша,Т = 1,5-2,0 с - длительность контроля сформулированныхвыше условий.