Способ определения веса ковша экскаватора-драглайна

Ъ н 6ят -;.; ,С А Союз Советских налнстнческнхРеспублик ИЗОБРЕТЕНИ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ полнительное к авт, саид-ву) Заявлено 2502,76 (21 757 18 01 С 19/1 ением заявки с присоед (23) Прио Госуд онитет рственный СССР елам изобр н открытиений 5,0 5,79 1.269 88.8) публикова Бюллетень Йо исания 15,05,7 ублик ания 2) Авторы изобретен.Потапов, А .П.Максимов и А.И,ппенко осковский ордена Трудового Красного Зна горный институт(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЕСА КОВША ЭКСКАВАТОРА-ДРАГЛАЙНАканатах и омуле ряемов подтягофициееляемы деР-весиР- усили Р, - усилиер.сопэ 1 - к альности, оп о ковшатемном канате;ом канате;т пропорцной из выражения 1Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ определения веса ковша экскаватора по величине усилий в тяговом и подъемном канатах с учетом координат ковша в пространстве, определяемых измерением длины тягового каната 13.Известный способ не обеспечивает требуемую точность определения веса и имеет сложную аппаратурную реализацию,СОВ т)-сов (Е+(Ьтт 1 где Е - угол наклона стрелы э тора к горизонту;Мн - угол междуподъемным и стрелой экскаватора;ущ- угол между тяговым канатом и стрелой экскаватора.На фиг,1 приведены линии равных разностей между усилиями в подъемном и тяговом канатах, поясняющие описываемый способ; на фиг.2 - функциональная схемаустройства, реализую" щего способ; на фиг,З - функциональная схема сумМирующего блока; на фиг.4 - функциональная схема весоизго блока; на фиг.5 - функсхема блока управления. кскава- канатом Цель ности оп щение а ба,В спо но изобр достигну ность ус изобретения - повышение точределения веса ковша и упроппаратурной реализации спосо-. обе, осуществляемом согластению ,поставленная цельа тем, что определяют разлий в подъемном и тяговом мерительноциональная Изобретение есоизмеритель Известны сп овша экскават змерения усил процессе пер ранстве и при ия в заданной тва (1,21относится к областиой техникисобы определения. весара-драглайна путемя в подъемном канатемещения ковша в просусловии его нахождеобласти пространеляют вес ковша по ф20 65 3 6628На Фиг,1 обозначено: ВД - линия разгрузки ковша экскаватора; Е - угол :наклона стрелы экскаватора ЛВ к горилвойту ОА; ВС - максимальная длина отвеса подъемного каната; Л 1 - верх,няя возможная траектория движения ковша; Л - нижняя возможная траек,тория движения ковша; Л-Л 1( - семейство линий, характеризующихся тем, что для каждой из нихсоб.-ф,1-сО 8 6+4)я+ д,1".;-т;.н Р15Зная значения Ги Гт и для опПределенной линии р можно найтри Р по формуле:а -т 20("На Фиг.1 показаны линии с з0,4 .для Л р 140,48 для Л 4, р =0,5 для Я, р 6 = 0,52 для Лд,и 7- 0,54 для Л,у МЗ= 0,56 для Х; р - 0,58 для Лрю 0,60 для ЗГ,О т ру - 0,70 для Л.Область взвешивания ковша экска ватора М (фиг.1). задается следующимобразом: 30Р,йК, ОтА йЛ йЛ 1,где 1 т, - длина тягового каната;Л к - траектория движения ковша, 35Длину тягового каната определяютв зависимости от выбранного /О из,графика, который строится в масштабес длиной стрелы 3 по следующей зависимости: 40т исобе- )-сова+ )ид+ "т)Для р0,52 2 : 0,53 ьдля рю 0,5 Х,: 0,5 1Размеры Х. по линии РО см.фиг.1,где Ь - длина стрелы экскаватора драглайна АВ.Таким образоМ, при укаэанном задании области взвешивания способ опредреления веса ковша включает следующиеорерацрии: измеряются величины усилийи.подъемном и тяговом канатах (иливих элементах трансмиссии механизмовредачи усилий), измеряют разность 55между ними (Р; в .Рт )и определяют весфп -тКовшар-при нахождении:.его в области,с координатамиее,. е,Ь ьЛс Л,.Если измерение веса ковша производить на одной и той же линии изсемейства ЛЗ, Л, Л 1, то при аппаратурной реализации данного спосоп -т ба операиню деленна ЬЬ 1 ВыполнятьУ нет необходимости, поскольку наданной линии коэффициент пропорциональности (ц =сопэ задаетсядлиной тягового каната и учитываетсяпри установке цены деления.Устройство, реализующее предложенный способ, содержит (фиг,2) датчиктока 1 электродвигателя механизмаподъема, датчик тока 2 электродвигателя механизма тяги, которые представляют собой например, трансформаторы тока, суммирующий блок 3, весо-.измерительный блок 4, датчик 5 длинытягового каната, блок управления би выходной блок 7, выполненный, например, в виде электромеханическогосчетчика.Датчик 1 по цепи 8 соединен с одним входом блока 3, датчик 2 по цепи9 соединен с другим входом блока 3 ис входом блока б, Выход блока 3 поцепи,10 соединен с блоком 4, Выходыдатчика 5 по цепям 11,12,13 соединеныс соответствующими входами блока 6.Выходы блока б по цепям 14,15 соединены с блоком 4, выход блока 4 по цепи 16 соединен с блоком 7,Суммирующий блок 3 (фиг. 3) содержит: элементы пропорциональности 17,18, представляющие собой, например,потенциометры, и суммирующий элемент19, выполненный, например, в виденагрузочного резистора, Элементы 17,18 соединены с элементом 19.тВесоизмерительный блок 4 (Фиг,4)содержит преобразователи 20,напряжение-частота, схемы И 22, И 23,счетные схемы 24,25, схему ИЛИ 26,триггер 27 с раздельными входами.Выход преобразователя 20 черезсхему И 22 соединен с входом счетнойсхемы 24, выход которой через схемуИЛИ 26 соединен с одним входом триггера 27. Выход триггера 27 подключен к входам схемИ 22, И 23. Выходпреобразователя 21 через схему И 23соединен с входом схемы 25.Блок управления (фиг.5) содержитреверсивную счетную схему 28, дешифратор 29, схему НЕ 30, схему И-НЕ 31,триггер 32 с раздельными входами,Формирователь (например, амплитудныйдискриминатор) 33, элемент задержки34, схему И-НЕ 35,Выходы схемы 28 соединены с дешифратором 29, один выход которого соединен со схемой НЕ 30 и с одним из входов схемы И-НЕ 31, второй вход И 31 связан с соответствующим входом триггера 32, Выход формирователя 33 через элемент 34 соединен с соответствующим входом триггера 32, выход которого соединен с входом схемы И-НЕ 35, второй выход дешифратора 29 соединен с другим водом схемы И-НЕ 35, второй выход д.шифратора 29 соединен с дру ги м входом схемы И-НЕ 35, третий вход И 35 связан с соответствующим входом схемы 28 по цепи 11).Устройство работает следующим образом. С датчика 1 по цепи 8 сиг- . 5 нал, пропорциональный якорному Фоку подъемного двигателя, поступает в блок 3 на корректирующий элемент 17, обеспечивающий пропорциональность выходного сигнала Оя усилию Р в 1 О подъемном канате. С датчика 2 по цепи 9 сигнал, пропорциональный току в тяговом двигателе, поступает в блок 3 на корректирующий элемент 18, обеспечивающий пропорциональность выходного сигнала 1)т усилию Р в тяговом канате. С выхода элемента 19 сигнал О -У-Пт поступает по цепи 10 на преобразователь 21 блока 4. На вход преобразователя 20 подается П:сопе. По команде начало взвешивания, поступающей по цепи 15 от блоков 6, триггер 27 переключается в соответст:вующее состояние, в результате чего подготавливаются для работы схемы И 22, И 23. Импульсы с частотой Г,1 с25 выхода преобразователя 21 через схему ,И 23 поступают на вход схемы 25, аимпульсы с частотой Г с выхода преобразователя 20 через схему И 22 поступают на вход схемы 24, при заполнении которой на ее выходе вырабатывается сигнали через схему или ь поступает на вход триггера 27, переключая его в исходное состояние. Сигнал с выхода триггера 27 запирает входы схемы И 22, И 23. Время преобразования Т определяется емкостью схемы 24:Т: - где А - емкость счетнойАу Рсхемы 24, Число импульсов Б; поступившие за период преобразования Т в 40схему 25, равно К =1 Т:А2 При заполнении схемы 25 с ее выхода, по цепи 16 поступает импульс в блок 45 7, где он фиксируется электромеханическим счетчиком. Значение этого импульса, очевидно, соответствует В импульсам, которые поступают навход схемы 25, выполняющей Функцию 50 масштабного элемента.Блок 6 предназначен для выработки управляющих сигналов, обеспечивающих работу элементов устройства в требуемой последовательности. Сиг-. нал начала взвешиванйя появляется на выходе И-НЕ 35 при выполнении трех условий: произошло черпание, длина тягового каната увеличивается; при своем движении ковш достиг эоны взвешивания, 60Заполнения ковша-драглайна характеризуется определенными минимальными значениями времени длительности операции заполнения и тока двигателя механизма подъема. Именно эти об стоятельства и приняты для описания условий, необходимых дЛя начала процесса взвешивания, которые реализуются следующим образом:с датчика тока тяги 2 сигнал поцепи с поступает в блок управления 6 на вход Формирования 3"3, а с его выхода через элемент 34 - на вход триггера 32, который переключается, в результате этого обеспечивается одно из условий для срабатывания схе мы И-НЕ 35;тяговый канат удлиняется, при этом сигнал, выработанный датчиком 5, по цепи 11 снимает запрет с элемента 35;зона взвешивания М задается длиной тягового каната, изменяющейся в пределах от Гт 1 до Ы . Текущее значение длины тягового каната соответствует количеству импульсов в счетной схеме 28, которые поступают с датчика 5 по цепи 13.По достижении ковшом начала эоны взвешивания М последний пересекает граничную линию, образованную радиусом Ят 1 , С выхода дешифратора 29 сигнал поступает на вход И-НЕ 35, с выхода которого сигнал по цепи 15 поступает в блок 4 и разрешает взвешивание ковша. При выходе ковша из зоны взвешивания М последний пересекает граничную линию, образованную радиусом Ят 2, и с дешифратора 29 выдается сигнал на вход НЕ 30, Выходной сигнал по цепи 14 поступает в блок 4 и запрещается взвешивание. При движении ковша к месту черпания последний снова пересекает зону взвешивания, но в этом случае тяговый канат укорачивается, а сигнал, выработанный датчиком 5, по цепи 11 будет запирать вход И-НЕ 35. В это время на входах элемента И-НЕ 31 появляется два сигнала; один - с дешифратора, другой - с датчика 5. Выходной сигнал элемента И-НЕ 31 лереключает триггер 32 в состояние, при котором запирается вход И-НЕ 35, и снимается этот запрет только после операции черпание.Таким образом, использование предлагаемого способа определения веса ковша экскаватора-драглайна по сравнению с существующими способами обеспечивает повышение точности взвешивания ковша экскаватора при одновременном упрощении технических средств, реализующих способ.Формула изобретенияСпособ определения веса ковша экскаватора-драглайна по величине усилий в тяговом и подъемном канатах с учетом координат ковша в пространстве, определяемых измерением длины тягового каната, о т л и ч а-,бб 2820 п Чп ут 1 2.2 ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности и упрошения его реализации, определяют разность усилийв подъемном и тяговом канатах и определяют вес ковша по формуле я тР = -Ргде Р - вес ковша,Г - усилие в подъемном канате,Е- усилие в тяговом канате,р - коэффициент пропорциональности, определяемый иэ выражения совС-Ю-сов (Е+Юп 1Р где С - угол наклона стрелы экскаватора к горизонту,(у - угол между подъемным канатоми стрелой экскаватора,- угол между тяговым канатом истрелой экскаватора.5 Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе1. Авторское свидетельствоМ 324527, М.Кл . С 01 С 19/14, 1969.2. филиппенко А,И. и др, Выбор10 размеров и. конфигурации области пространства при взвешивании ковша драглайна, Известия ВУЗов, Горный журнал,Р 2, 1971.3. Авторское свидетельство15469893, М.Кл. С 01 С 13/36, 1973,