Способ контроля положения ковша экскаватора-драглайна

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 754 09 б) 4 Е 02 Е 9/24 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫ ь Г,ь 1,0 д ЗОБРЕТЕН ПИСА К АВТО У СВИДЕТЕЛЬСТВУ г ) ктно-конледовательзации угол а сигнал нахождени зоне формируют при К, " 0,75 - 0,7,овша в опасное зн я чихи нминов где ; = Р.(54) (57) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ПОЛОЖЕНИЯКОВША ЭКСКАВАТОРА-ДРАГЛАЙНА, включающий измерение длин свешивающихсячастей тягового и подъемного канатов, формирование сигнала нахождения ковша в опасной зоне, о т л и -ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюупрощения и повышения надежности;измеряют угол наклона плоскости поворотной платформы, определяют текущее значение абсциссы движущегосяковша в плоскости стрелы по формуле+ 0,496 ки подъемного ио канатов;одъемных и тяепей;вращения точе яго длины говых Гцт адиус гт схода с напра шкивов подъем гового канато яющих ого и тяжду точкаого и расстояние ме ми схода тяго подъемного ка направляющих+ с 1, здп (с глы наклон трелы итформы к определяют тек натного коэффи воротнои пл е значение координта йо формуле изонту(71) Государственный проеструкторский и научно-иссский институт по автоматиной промьппленности(15) Б; - гтГ,; ягп (е-ет) о(8) К; По теореме синусов имеем: 45- ртс кт 1 здп (еь - т )т з 1 п т(12) Мт зп (9+ ,) Изобретение относится к автоматическому измерению эксплуатационных параметров экскаватора-драглайна при выполнении вскрышных бестранспортных работ и, в частности, предназначается для контроля положения ковша в плоскости стрелы.Цель изобретения - упрощение и повьппение надежности определения опасной зоны нахождения ковша.Действительно, из условия равновесия сил и усилий в тяговом и подьемном канатах для точки К (фиг.1) вдоль оси 00 можно написать следующее уравнение: Б . - г = 1 соя (Г; - Рт) тогда выражение (5) с учетом (7)можно переписать следующим образом: емном канатах;углы сходов тягового иподъемного канатов снаправляющих шкивов;масса ковша;Фактический угол наклонастрелы к горизонту;углы наклона стрелы иповоротной платформы кгоризонту,1 следует, что Текущее значение абсциссы движущегося ковша в плоскости стрелы определяют по Формуле: У = г - Ь соя (Е +Г ) +35 к, п с - И+ Г,049 Гт, (17) длины свешивающихся частей подъемного и тяговогоканатов; длины подъемных и тяговыхцепей; 55 г, г - радиусы вращения точексхода с направляющих шкивов подъемного и тягового канатов;12- расстояние между точками схода тягового и подъемного канатов с направляющих шкивов (условная ось стрелы).Следует отметить, что величина П ., определяемая по формуле (14), учитывает фактический угол наклона плоскости платформы к горизонту Елт.е. координатный коэффициент К, учитывает соответствующее изменение допустимого положения ковша и стрелы в зависимости от значения Е;В экскаваторах по конструктивным соображениям выдерживается соотноше- ние 1,5 РкнДмБмакс т,е. максимальное усилие в подъемном канате Б равно полуторакратной массе (номинальное значение)груженого ковша. Отсюда следует,чтопредельная величина координатного.коэффициента равна 1 К = в в= О,ббб про 1,5Следовательно, при К; = 0,666должна срабатывать защита и отключать главные приводы,Экспериментально установлено,что при К, ( 0,75-0,7 (в зависимостиот конструктивных особенностей экскаватора) достаточно подавать машинисту экскаватора сигнал о нахождении ковша в опасной зоне и он успевает предпринять необходимые мерыпо выводу ковша на безопасную траекторию движения.На фиг. 1 показана расчетная схема для определения координатного коэффициента; на фиг. 2 - структурнаясхема системы, реализующей способконтроля положения ковша экскаватора-драглайна.Предлагаемый способ включает следующие основные операции: измеряют "в процессе экскавации длину свешивающейся части тягового каната (8 );ктизмеряют в процессе экскавации длину.свешивающейся части подъемного каната( У . ); измеряют угол наклона плосК )кости поворотной платформы (с;);определяют текущее значение абсциссыдвижущегося ковша в плоскости стрелыЙ,) по формулам (14)-(18); определяют текущее значение координатного19754 4коэффициента К, по формуле (13),формируют сигнал нахождения ковша вопасной зоне 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 з 1 цп 03 = 1,если К. с. 0,75 - 0,7.Таким образом, в процессе экскавации обеспечивается формированиесигналов о нахождении ковша в опасной зоне, Машинист, используя указан -ные сигналы, срочно выводит ковш вбезопасную зону, тем самым обеспечивая безопасность эксплуатации экскаватора. Следует заметить, чтосогласно предлагаемому способу приопределении абсциссы движущегосяковша У учитывается угол наклонаповоротной платформы к горизонту .,н фпоэтому при определении текущегозначения координатного коэффициентаК также учитыается и угол Я;Поскольку граница опасной эоны определена при Я = О, то учет фактических значений модуля и знака угла С;позволяет формировать сигнал нахождения ковша в опасной зоне Бдп 03=- всегда в расчетной точке опаснойбоны величина которой определенана интервале 0,7-0,5. Таким образом, угол наклона поворотной платформы но влияет на погрешность определения границы опасной эоны, т.е.увеличивается надежность способа.Пример технической реализацииспособа показан на Фиг, 2,В состав системы входят датчики длин свисающих частей подъемного 1 и тягового 2 канатов, датчик 3 угла наклона плоскости поворотной платформы к горизонту, вычислитель 5, выходной индикатор 5. Датчики 1-3 подключены к соответствующим входам вычислителя 4, выход которого подключен к выходному индикатору 5.Вычислитель 4 содержит следующие функциональные узлы: узел б определения длины ветви подъемного каната, узел 7 определения длины ветви тягового каната, узел 8 суммирования углов, узел 9 определения проекции ветви подъемного каната, узел 10 определения расстояния центра тяжести ковша от условной оси стрелы, узел 11 определения абсциссы положения ковша, узел 12 определения значения координатного коэффициента, узел 13 формирования сигнала нахождения ковша в опасной зоне, Выходузла 6 подключен к входам узлов 9, 10 и 12; выход узла 7 подключен к входу узла 9, выход узла 8 подключен к входу узла 11, выход узла 9 подключен к входам узлов 10 и 11, выход узла 10 подключен к входам узлов 11 и 12. Другие входы узла 12 подключены к выходу узла 11 и к вхо. ду узла 9. Выход узла 12 подключен к входу узла 13.Работа системы происходит следующим образом.В процессе экскавации при перемещении ковша в плоскости стрелы с выходов датчиков 1-3 на вход вычислителя 4 поступают сигйалы, пропорциональные длинам свисающих частей подъемного 7 . и тяговогоК 1 чканатов, угла наклона поворотной платформы Е, . Узел 6 формирует на выходе сигнал, пропорциональный длине 1 ветви подъемного каната (16), На выходе узла 7 формируется сигнал, пропорциональный длине 1, ветви тягового каната (17).Иа выходе узла,8 формируется сигнал Г , пропорциональный сумме углов наклона стрелы , и поворотнои платформы Е,. В результате поступления на входы узла 9 величинЬ формируется сигнал, пропорциональный 1, (15), который поступает на входы узлов 10 и 11. На выходе узла 10 формируется сигнал,пропорциональный д; (18), а на выходе узла 11 - сигнал, пропорциональный Б (14), На выходе узла 12 вырабатывается сигнал, пропорциональный величине координатного коэффициентаК (13). Узлом 13 анализируется величина К, и, если К, ( О, 75-0, 7,вырабатывается сигнал нахожденияковша в опасной зоне Бдп 03=1, который поступает на выходной индикатор 5.Машинист экскаватора, получивсигнал нахождения ковша в опаснойзоне, экстренно переключает приводытяги и подъема в режимы, обеспечивающие сматывание тягового и подъемно.)го канатов с барабанов соответствующих лебедок.Практическое использование способа позволяет увеличить эксплуатацион - 20 ную производительность драглайнакак за счет уменьшения вероятностипоявления аварий (удар ковша о стрелу, затягивание элементов крепленияковша в блок наводки или в головной 25 шкив), так и за счет перемещения,ковша с максимальной скоростью вблизи зоны растяжки ковша без необходимости постоянного проведения машинистом экскаватора анализа взаимного расположения ковша и стрелы ипрогнозирования их взаимного расположения на ближайший момент времени.Последнее обстоятельство, кроме того,снижает утомляемость машиниста экскаватора, что также способствует 35увеличению эксплуатационной производительности экскаватора.1219754 г Составитель И.Назаркинактор С.Лыжова Техред И.Верес Корректор Л.Патай По СС е ного комитета ний и открыти ушская наб., д.4 иал ППП "Патент", г.ужгород, ул,Проектная аказ 1301/41 ВНИИП по 113035, Тираж 641 Государстве елам изобрет осква, Ж