Способ контроля положения ковша экскаватора-драглайна

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 7 у 5010 А 51)5 Е 02 Р 9/ ЕНИ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Государственный проектно-конструкторский и научна-исследовательский.институт по автоматизации угольной промышленности(54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ПОЛОЖЕНИЯ " КО В ША ЭКСКАВАТОРА-ДРАГЛАЙ НА(57) Изобретение относится к автоматичеСкому измерению эксплуатационных параметров экскаватора-драглайна и предназначается для контроля положения ковша. Цель изобретения - увеличение точности определения координат кромки зубьев ковша. Дополнительно измеряют с дискретностью 2-5 О угол поворота платформы р, угол наклона платформы в плоскости стрелы ба угол отклонения ковша от вертикальной плоскости стрелы рОпределяИзобретение относится к автоматическому измерению эксплуатационных параметров экскаватора-драглайна при выполнении вскрышных бестранспортныхработ, в частности, предназначается для коНтроля полОжения ковша в пространстве и является усовершенствованием известного способа контроля положения ковша экскаватора-драглайна по авт. св. ч. 1578281.Целью изобретения является упрощение реализации способа при одновременют и запоминают множество значений (з 1 п о, сов 6, 19 р ). Определяют и запоминают для каждой пары значений изменения длин тягового т и подъемного 1 ю канатов, соответствующие им значения расстояния б 1 между кромкой зубьев ковша и угловой, осью стрелы. Определяют для контролируемого положения ковша величину б путем ее выбора в соответствии с фактическими длинами свисающих частей тягового 1, и подъемного 1 канатов. Координаты , кромки зубьев ковша определяют в цилиндрической системе координат с осьюординат, совпадающей с осью вращения экскаватора и с осью абсцисс, проходящей по рабочей плоскости пяты экскаватора, по формулам ХыХ + и - ЬХ, ф 9 Ъ =я+Ь+Лф; фд =ф+Ьф, где г;Ь - радиус и высота оси вращения направляющего шкива тягового каната; ЬХ 1, Ь р; Лт/И - приращения координат крышки зубьев ковша в пространстве при отклонении ковша от плоскости стрелы, 2 ил,аккеВ ном повышении точности определения координат кромки зубьев ковша.На фиг,1 показана расчетная схема для определения положения ковша; на фиг.2 - структурная схема устройства, реализующего способ контроля положения ковша зкскаватОра-драгл айна,Предлагаемый способ включает следующие основные операции:- осуществляют физическую модель системы "стрела экскаватора - порожний(4 где Кх,Му- радиус вращения и высота тоцки схода подъемного каната с направляющего шкива;1 - условная ось стрелы (расстояние между тоцками схода тягового и подъемного канатов с направляющих шкивов);- измеряют угол наклона платформы в плоскости стрелы е ;- измеряют угол па а платформы экскаватора ф;- измеряют угол отклонения ковша от вертикальной плоскости стрелы р;- измеряют длины свисающих частей , тягового т и подьемного Ь канатов прий Фперемещении подвешенного на тяговом и подъемном канатах порожнего ковша;- определяют координаты кромки зубьев порожнего ковша, подвешенного на тяговом и подъемном канатах, путем выбора соответствующих 1 1 ю значений координат . ху- определяют коо кромки зу ев ковша в цилиндриче теме коорди.нат ХУф; ворот бьрдинаты ской сис ковш - упряжь ковша - тяговый и подъемный канаты";- задаются дискретностью изменения длин тягового Ь и подъемного 1 и канатов и используя модель, находятдля каждой пары 5 значений 1 т 1 и соответствующие им координаты кромки зубьев порожнего ковша ху;- задаатся дискретностью изменения углов й, р, находяг"для каждого возможного значения измейения указанных углов функции синуса, косинуса,и тангенса и запоминают множество-этих значений соответствующих углам ен, р,даэи о, созе15- запоминают множество значений Ь 1 пх;у), характеризующих возможное положение подвешенного на тяговом и подъемном канатах порожнего ковша в плоскости стрелы;- определяют и запоминают для каждой пары 1 т 1 ы множество значений расстояний с 1 между кромкой зубьев ковша и условной осью стрелы 1. 1 т 1 пФФФ)А= 5 Р-,дХц=х+гт- Лх (5) Ую=у=1 т+у (б)фсь = ф + Ьф, (7) где гт,Ьт - радиус и высота оси вращения направляющего шкива тягового каната; ЬХ,= йА,в,- lГ-о 7," 2 Л; 5 ю с г 3 ЮфЛ соь Е; 2; 6 Е; 1 р б = р2 2 с 05 Е; С=С=х 19 р(К;-И;ггтТаким образом; в процессе перемещения подвешенного на тяговом и подъемном канатах порожнего ковша по измеренным знацениям свисающих частей тягового Ь и подьемнаго 1 канатов определяют каорди. наты ковша в плоскости стрелы, затем, по измеренным величинам углов:наклона платформы в плоскости стрелы г, поворота платформы ф и отклонения ковша от вертикальной плоскости стрелы р вычисляют вспомогательные переменные и определяют координаты ковша в цилиндрицеской системе координат ХУф, при этом ковш может находиться вне вертикальной плоскости стрелы (например, при его раскачивании, или при ускорениях и замедлениях вращения платформы), а поворотная платформа может иметь наклон к горизонтальной плоскости, что и имеет место при эксплуатации экскаватора, При этом, возможные значения Щэ 1 п ф (сов Я (19 Р)вычисляют заранее, а при измерении координат ковша производят их выборку из соответствующих множеств, что повышает точность определения координат кромки зубьев ковша и существенно упрощает вычислительные процедуры, Последнее обстоятельство позволяет использовать простейшие вычислители при реализации способа.При определении координат ху в плоскости стрелы учитываются провисы подьемнога и тягового канатов, а также положение ковша в зависимости от его координат в плоскости стрелы. При отклонении ковша от вертикальной плоскости(24) стрелы на угол(угол между горизонтальной проекцией условной оси стрелы и плоскостью направлящего шкива тягового каната) координаты х)у) изменяются, угловая координата положения ковша ф также изменяется (фиг,1).Из Ь ОК 1 К 1 х (фиг.1); и = (Кх - х) + ,Иу - у 2 (17) т;е. при р =0 координаты кромки зубьев ковша ху опредляотся путем выборки соответствующихи) тзначений, а геометрические соотношения между координатами ковша х)у) и параметрами положения коВша описываются выражениями (16)-(22), При р Ф 0 при тех же значениях и) т) координаты кромки зубьев ковша изменяются на (-Ьх) и Ьу(фиг.1: отрезки К 1 х К 2 х и К 1 у К 2 у соответственно).Аналогично изменяются координаты кромки зубьев ковша при изменении угла на. клона платформы экскаватора, поскольку , Е) = Ес + еп( еп изменяется в пределах (. 5).Определим зависимости ЬхьЬ уот 6, уМ . Из Ь ОК 2 хК 2 гх (фиг,1): б=МК 1 (25) б - расстояние между кромкой зубьев ковша и условной осью стрелы (ОИ),Но К 2 ухК)= Л )( соз е)10 1795010 алгебраическое суммирование углов и выбор из множества(эи е 1 сов е соответствующих значений, которые поступают на входы узлов 14, 16. На вход узла 12 поступает с выхода датчика 4 сигнал, пропорциональный модулю угла р. Узел 12 по команде узла управления 20 обеспечивает выбор из множества 1 тд р соответствующего значения. Указанный сигнал поступает на входы узлов 14, 16. В свою очередь по команде узла управления 20 на выходе узла 14 формируется сигнал Лх (формулы 8, 10-12), который поступает на вход узла 15 и 18. На выходе узла 16 формируется сигнал Ьу (формулы 9, 12-14), которь 1 й поступает нэ вход узла 17. На выходе узла 18 формирует. ся сигнал Ьф(формула 15), который поступает на вход узла 19, на второй входфкоторого поступает сигнал ф с выхода датчика 5, По команде узла управления 20 на выходах узлов 15, 17, 19 соответственно по формулам 5, 6, 7 формируются сигналы, характеризующие координаты ХыУц фд кромки. зубьев подвешенного на тяговом и подъемном канатах ковша при изменяющихся значениях 1 пь Ьь яю, р, ф . Численные значения координат ковша индицируются на выходном блоке 7. Таким образом, устройством формируЕтся информация, характеризующая координаты кромки зубьев порожнего ковша,Формула изобретения Способ контроля положения ковша экскаватора-драглайна по авт.св. М 1578281, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения и увеличения точности, дополнительно измеряют с дискретностью 2-5 углы поворота платформы ф, наклона платформы в плоскости стрелы ею и отклонения ковша от вертикальной плоскости стрелы р, при этом определят и запоминают множество значений 1" з 1 п е, соз а, щ р), определяют для контролируемого положения ковша величины э 1 п й, созц, тд р путем их выбора в соответствии с фактическими значениями углов е 1, рф, определяют и запоминают для каждой пары значений изме- нениЯ длин тлгового 1.г и подъемного 1 п 1 канатов, соответствующие им значения . вспомогательной переменной бь определяют для контролируемого положения ковша подвешенного на подьемном и тяговом канатах, что позволяет определять координаты любой точки в рабочей зоне забоя, т,е.определять фактические значения парамет 5 ров паспорта экскавации,Технико-экономические преимуществаспособа заключаются в следующем, Практическое использование способа позволитснизить обьемы переэкскавации в сложных10 бестранспортнь 1 х технологических схемахза счет ликвидации нарушений заданныхпараметров паспорта экскавации, По предварительной оценке указанное обстоятельство позволит увеличить фактическую15 производительность экскаватора на вскрь 1- ше за счет ликвидации бесполезной работыне менее, чем на 5%,Экономическая эффективность от использования способа на драглайне типа20 ЭШ 20.90 составитЭг=СеКупЧг-Зцоп==0,1 х 0,05 х 3 х 10 -.7000=8000 руб.,где Се=.0,1 зруб. - средняя стоимость переработки 1 м горной массы;25 Куп=0,05 - коэффициент увеличенияпроизводительности;Чг=З 10 м - средняя годовая произвоб 3дительность экскаватора;Здоп=7000 руб, - ориентировочные до 30 полнительные затраты, связанные соснащением экскаватора соответствующи 4 и средствами и их эксплуатацией,величину вспомогательной переменной б 1 путем ее выбора в соответствии с фактическими длинами свисающих частей тягового 1 т 1 и подъемного 1 пфкэнатов, а координатьг кромки зубьев ковша определяют в цилиндрической.системе координат с осью ординат, совпадающей с осью вращения экскаватора, и с осью абсцисс, проходящей по рабочей плоскости пяты экскаватора, по формуламХц=.х + гт- ЬцУц=у+Ь+ Лу,9 =9 - "Ь 9где гт, Ь - радиус и вь 1 сота оси вращения направляющего шкива тягового каната;Ь хь ЛуьЬф - приращения координат кромки зубьев ковша в пространстве при отклонении ковша от плоскости стрелы.1795010 оставитель С.Ворончихинехред М,Моргентап Коррек Редактор Слободяник Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101 Заказ 4 О 9Тираж ВНИИПИ Государственного комите 113035, Москва, Подписноео изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС5, Раушская наб., 4/5