Устройство для измерения работы экскаватора-драглайна

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЪСТВУ Союз Советсккк Соцналнстыческкк Республик(45) Дата опубликования описания 30,11,78(51) л 1, Кл.05 В 13,00 Ст 07 С 5/10 Государственный комитетСовета Министров СССРпо делам изобретенийи открытий зЗ) УДК 621.879.(72) Авторы изобретения Л.И.Балагуров, И.Ф,Пронякин, А.П,Максимов и А.И.филиппенко Государственный проектно-конструкторский и научно-исследовательский институт по автоматизации угольной промышленности(54) УСТРОИСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАБОТЫ ЭКСКАВАТОРА в ДРАГЛАИИзобретение относится к области автоматического контроля и учета работы экскаваторов-драглайнов, используемых при ведении открытых горных работ. 5Известны различные устройства для контроля и учета основных параметров работы, выполненной экскаватором-драг лайном.Например, известно устройство 1), обеспечивающее измерение веса ковша по усилию, возникающему в подъемном канате при перемещении ковша в пространстве, Взвешивание ковша обеспечивается при нахождении последнего в определенной области, которая задается фигурой с границами в виде кривых второго порядка (эллипсов и окружностей) . Для обеспечения взвешивания ковша движущегося по любой возможной траектории в устройстве предусмотрено несколько фиксированных областей пространства с соответствующими масштабными коэффициентами. Однако данное устройство имеет недостатки: аппаратура сложна, следствием чего является низкая надежность ее, сложность обслуживания и высокая стоимость. Кроме того, для ряда траекторий движение ковша информация о его весе появ ляется с большим запаздыванием, чтопрактически исключает ее использование для оптимизации процесса управления экскаватором,Наиболее близким аналогом предложенного устройства как по функциямтак и по технической реализации является устройство для измерения работы экскаватора-драглайна, включающее выходной блок, блок Фиксации области пространства, логический блок,связанный с ним блоки измерения углаповорота платформы и величины загрузки ковша, датчики загрузки ковша, дли.ны тягового канала, угла поворотаплатформы,подключенные к соответствую"щим блокам, при этом блоки фиксацииобласти пространства и выходной связаны с блоком измерения величины загрузки ковша 2,Однако это устройство также сложнои не обеспечивает требуемой точностиизмерения,Целью изобретения является упрощение устройства и повышение его точ"ности.С этой целью в предлагаемом устройстве датчик загрузки ковша связан сблоком Фиксации области пространства.634232Кроме того блок измерения величины загрузки ковша содержит счетчики, элементы И, два аналого-дискретных преобразователя, подключенных выходами через элементы И к входам соответствующих счетчиков, триггер,один вхоц которого соединен с выходом пер 8 вого счетчика, а его выход подключен к входам элементов И, блок фиксации пространства содержит дешифратор, последовательно соединенные пороговый элемент, элемент задержки 0 времени, триггер и элемент И, реверсивный счетчик, связанный через дешифратор с входом элемента И, при этом соответствующий вход реверсивного счетчика связан с входом эле- )я мента И, а датчик загрузки ковша содержит сумматор и подключенные к нему две цепочки, каждая из которых содержит последовательно соединенные узел выделения статической составляющей полного тока двигателя и масштабирующий элемент.На Фиг. 1 приведено расположение в вертикальной плоскости стрелы линий равных разностей усилий подъемного и тягового канатов; на Фиг, 2 структурная схема устройства для измерения работы экскаватора-драглайна; на фиг.З - функциональная схема блока измерения величины загрузки ковша; на фиг. 4 - функциональ ная схема блока фиксации области пространства; на Фиг. 5 - Функциональная схема датчика загрузки ковша. Устройство для измерения парамет ров работы экскаватора-драглайна содержит (Фиг,2): логический блок 1, подклюЧенный к нему блок измерения величины загрузки ковша 2, связанные с ним блок фиксации области пространства 3 и выходной блок 4, блок измерения угла поворота платформы 5 и датчики загрузки ковша 6, датчики длины тягового каната 7, угла повоРота платформы 8, связанные соответственно с блоками 2, 3, 5. Блок 3 соединен с блоком 2 по.цепям 9, 10.Блок 2 связан с датчиком 6 по цепи 11, а с блоками 4 и 1 - по цепи 12.Датчик 7 подключен к блоку 3 по цепям 13,14,15, по цепи 16 подключен датчик 6, Блок 1 по цепи 17 связан с блоком 5, по цепям 18,19 соединен со станциями управления главными приводами экскаватора. Датчик 6 по цепям 20,21 подключен к якорным цепям двигателей механизма тяги и подъема ковша.Блок измерения величины загрузки ковша 2 содержит (Фиг.З ): аналого- дискретные преобразователи 22,23, бО элементы И 24,25, счетчики 26,27 и триггер 28. Аналого-дискретный преобразователь 22 через элемент И 24 под. кпючен к входу счетчика 26, выход которого связан с одним входом триг гера 28, Аналого-дискретный преобразователь 23 через элемент И 25 связан с входом счетчика 27, Выход триггера 28 соединен со вторыми входамиэлемента И 24,25.Блок Фиксации области пространства 3 содержит (фиг,4): реверсивныйсчетчик 29 , связанный с ним дешифратор 30, пороговое устройство 31,подключенный к нему элемент задержки времени 32, триггер 33, элементИ 34. Вход элемента И 34 связан ссоответствующим входом счетчика 29,другой вход элемента И 34 подключенк вЫходу дешифратора 30. Вход триггера 33 связан с выходом элемента 32,а выход его связан с входом элемента И 34,Датчик загрузки ковша 6 содержит(фиг.5 ): узлы выделения статическойсоставляющей полного тока двигателя35,36, масштабирующие элементы 37,38,сумматор 39. Узлы 35,36 через соответствующие элементы 37,38 подключены к сумматору 39.Устройство работает следующим образом. По цепи 20 в датчик загрузкиковша 6 поступает сигнал, пропорциональный полному току якоря двигателямеханизма тяги ковша, по цепи 21 поступает аналогичный сигнал с двигателя механизма подъема ковша. Узлы выделения статической составляющей 35,36 формируют соответствующие сигналы, которые через масштабирующие элементы 37,38 поступают на сумматор 39,на выходе которого формируется сигнал Ц :1 -Б , где О я сигнал, пропорциональный статической составляющей тока двигателя механизма подъема ковша, О т - сигнал, пропорциональный статической составляющей тока двигателя механизма тяги ковша.Следовательно, сигналы Ц и 1. прояпорциональны усилиям в подъемном итяговом канатах, возникающих при перемещении ковша в пространстве,с выходасумматора 39 датчика 6 сигналЦ 1 по цепи 11 поступает на аналогодискретный преобразователь 23 блока2. На вход преобразователя 22 подается сигнал 0=Сои 1, Взвешивание ковшаэкскаватора начинается в момент поступления сигнала по цепи 9 от блока3, в результате чего триггер 28 переключается, подготавливая тем самым элементы И 24,25. На выходах элементов И 24,25 появляются импульсы,частотакоторых пропорциональна входным сигналам преобразователей 23(частота 11 ), 22 (частота 2 ). Импульсы суммируются на соответствующихсчетчиках 26,27. Время измерениясигнала Ю 1 равно УК Д, где И - емкость счетчика 26. Следовательно, завремя "Г в счетчике 27 накопится число импульсов. И 1=11 Т =) - При заполне 2634232о б р я - с;.( и я флол(УЛ Энии счетчика 27 на его выходе по цепи 12 появляется импульс, который фиксируется в выходном блоке 4,Размерность вы- ходного импульса,образующегося по цепи 12,соответствует среднему значению измеряемого сигнала Ы, эа время Т, величина которого определяется емкостью счетчика 26. При заполнении счетчика 5 26 триггер 28 переключается в исходное положение, и процесс взвешивания ковша заканчивается,Блок Иксации области пространства 3 предназначен для формированиясигнала начала взвешивания ковша впроцессе его движения по любой возможной траектории перемещения, Сигнал начала взвешивания появляется навыходе элемента И 34 (фиг,4 ) при выполнении трех условий; выполняласьоперация заполнения ковша, длина тягового каната увеличивается, т,е. выполняется операция переноса ковша,при своем движении ковш достиг зонывзвешивания (например,(,1 - 11( фиг.1)Заполнение ковша драглайна характеризуется определенными минимальными значениями длительности операциизаполнения и величины тока двигателя 26механизма подъема. Эти условия реализуются следующим образом: сигналпропорциональный току якорной цепидвигателя механизма тяги ковша, поцепи 20 поступает на узел 35, с выхода которого сигнал, пропорциональный статической составляющей полноготока двигателя механизма тяги , поцепи 16 поступает на пороговое устройство 31. Если величина измеряемогосигнала и его длительность во времени соответствуют расчетным значениям,.то на выходе элемента 32 формируетсясигнал. который переключает триггер33, Если же при этом длина свисаю -щей части тягового каната увеличивается (наличие сигнала по цепи 13 ) иее величина достигла значениято на выходе элемента И 34 формируется сигнал, который по цепи 9 поступает в блок 2 и переключает триггер28, В результате чего начинается выше описанный процесс измерения массыковша,Сигнал о достижении длины тягового каната значения, равногоформируется на выходе дешифратора 30, 50Процесс измерения массы ковша происходит при нахождении последнего в зоне М (фиг,1), 11 заница зоны 81 формируется временем измерения сигнала,пропорционального массе ковша, блоком 2, а именно, параметрами счетчика 26 и величиной сигнала 0 при условии движения ковша в радиальном направлении от окружности с дав(усом 1 -т 1с максимальной скоростью. При любых60других траекториях движения ковшапроцесс его взвешивания будет заканчиваться до момента достижения дли ны смеивающяйся части тягового каната равной знаению радиуса (,., ПоОКОНЧаНИИ пРОЦЕССа ВЗВЕШИВаНИЯ КОВша на цепи 10 формируется сигналкоторый переключает триггер 33 В исХОДНОЯ СОСТОЯНИЕ, ЕСЛИ ПРИ СВОЕМ ДВИженин ковш пересекает область М повторно, то В этом случае операция взвешивания ковша не повторяется, поскольку будет не Выполнено ОДНО ИЭ условий; выпотнения операции заполнения ковша,. Это обстоятельство способствует увеличению точност учета перемещений горной массы В процессе зкскавани, Следует (подчеркнут еще ОднО 1 Оложитяльноя качество устрОйстВа, заключающееся в том, что оно Обеспечивает машиниста экскаватора и (т(ОО 1(ац(яйл ассе ков(ва 1 ракти(яс ки сразу же после его отрыва От забоя, а это позволяет принять аргументированное решсние и" Выполнению послядуюших элементов цикла экскавации (либо произвести повторное черпание ковша, либо приступить к операц 11 и поворота платфорл( экскаватора ), Зто же Обстоятельство позволяет использовать информацию о массе загру.:.(Янного:(Овша В системе полуавт(Мат ИЧЯСКСтС пР( )ГОВО.,(НОГОПРав ленив зкскаваторс(. 1, устройство д;я измерения работызкфкава , Ор - т (а лз(1 я В(.Юча(1" яя Выходной блок, б:1 с 1( фиксаци( областип(ространства, л(ОГ 11 ески 13 блОк к которому ГОдключяны блоки 11 змерРния УГла поворота платфсрл-.:. и вяли 1 ны заг-.В УЗК 1 КОВШа ( ДЯТЧ 11 К ЗаГОУЗКИ КОВ(аугла поворота плат(.орл(ь 1 подключенньЯ к соответствующ(л блокам( блокфи;сани . Обдаст,. :пространства и Выходной блок подключены к блоку измерения велич(ны загрузки ковша, 0 тл 1. ч а и щ е я с я тям, что, сцелью уп(ро.(ения и увеличения точности/стройства, В ням датч 1 к загрузкиковша подключе: к блок, ".ксаци 1 области пространства,2. Устройство по п,1,. о т л ич а ю щ е е с я тем,. что блок измерения Величин. загрузки ковша содержит счетчики, злемснты И, дваанзлогс в аискрятных пряооразОВателяВыхоы 1( Озы чЯОез з(Ямент 1 И пОДКЛЮчен.-. : .: В.ОЙ СООТВРТСТВУЮЩХСЧЯТЧИКОВ; ЗИГГЯР ОДИН ВХОД КОТОРОГО СОСД.НЯН С ВЫХОДОМ ПЯРВОГО СЧЯТчика, а его Выход подключен к Входамэлементов И,3, устройство по .1 о т л ич а ю щ Я е с я тем, что блок фиксации области пространства содержит дешифратор,. п(осл(Ядов атель но соединенные порогоьый элемент, элемент634232задержки времени, триггер и элемент И, реверсивный счетчик, связанный через дешифратор с входом элемента И, соответствукщий вход реверсивного счетчика связан с входом элемента И,4, Устройство по п,1, о т л и - 5 ч,а ю ш е е с я тем, что датчик загрузки ковша содержит сумматор и подключенные к нему две цепочки, каждая из которых содержит последовательно соединенные узел выделения статической составляющей полного тока двигателя и масштабируюший элемент.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:4,Авторское свидетельство СССР М 324527, кл. Й 01 , 5/00, 1970.2. Авторское свидетельство СССР М 339904, кл. Ц 05 В 13/00, 1970,634232 И б Виг.Ю Составитель Г.Антиедактор й.Сжав Техред Н.йндрейчук директор Н овалева Подписное Министров Заказ 6759/44 Тираж 991 ЦНИИПИ Государственного комитета Совета по делам изобретений и открытий 113035 Москва ЖРашская наб. д. 45 Филиал ППП фПатент, г. Ужгород, ул. Проектная,