Устройство для измерения работы экскаватора драглайна

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИяК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветсимкСфцмалмстмчесиикРеспублик и,737575(5 )М. Кл,Е 02 Р 3/48 с присоединением заявки М ЪеударстееимВ комитет СССР иф делам изебретеиий и еткрмтий(53) УДК 621.879,38 (088.8) Дата опубликования онисания 05 11.80 Л. И. Балагуров, В, Ф, Валеев, А. П. Максимов, И. Ф. Пройякин :, Гэ и А, И. Филиппенко(7) Заявитель Государственный проектно. конструкторский и научно-исследовательский институт по автоматизации угольной промышленности(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАБОТЫ ЭКСКАВАТОРА - ДРАГЛАЙНАИзобретение относится к области автомати. ческого контроля и учета работы экскаваторов. драглайнов, используемых при ведении открытых горных работ,По основному авт. св. Нф 634232 известно устройство для иэмерения работы экскаватора. драглайна, содержащее выходной блок, блок фиксации области пространства, логический блоксвязанные с ннм блоки измерения угла поворота платформы и величины загрузки ковша, датчики загрузки ковша, длины тягово. го каната, угла поворота платформы, подключенные к соответствующим 1 блокам, при этом блок фиксации области пространства и выход. ной блок связаны с блоком измерения величи. ны загрузки ковша, а датчик загрузки ковша связан с блоком фиксации пространства, Блок измерения величины загрузки ковша содержитдва аналого дискретных преобразователя, под. ключенных выходами через схемы И к входам соответствующих счетных схем; триггер, один вы. ход которого соединен с выходом первой счетной схемы, а его выход подключен к входам схем И. Блок фиксации области пространства содержит последовательно соединенные пороговоеустройство, элемент задержки времени, триггери схему И, реверсивную счетную схему, связанную через депвтфратор с входом схемы И,при этом соответствующий вход реверсивнойсчетной схемы связан с входом схемы И. Датчик загрузки ковша содержит сумматор и под.ключенные к нему все цепочки, каждая изкоторых содержит последовательно соединенныеузел выделения статической составляющей тф полного тока двигателя и масштабирующийэлемент .Однако в ряде циклов экскавации наблюдается такая ситуация: по окончании процессазаполнения ковша машинист экскаватора дол1жен принять альтернативное решение - либоприступить к выполнению очередной операциицикла экскавации (перенос заполненного ковшав отвал), либо повторить операцию заполнения.30Известные устройства не позволяют машиниступринять обоснованное решение в такой ситуации. Руководствоваться в этом случае прикидочными расчетами не представляется возможным,поскольку необходимо прогнозировать ряд пара.73757 р /( Я 100ЬЯ/о=у где Ь 0 = Оэ - 0 зван- мгновенная производительность экскаватора при коэффициенте запол.Мпения ковша К при однократном черпании; - номинальная загрузкаковша; ц, а 2 г2- з+ф ьпрновенная производительность экска. ора (Ь 0%) при коэффициенте полнения ковша К при однократном черпании1 Х 1 Коэффициентзаполнения ковша придвукратномчерпании3) О 55 060 065 0 2,4 -19,0 6,313,5 4 О 7,7 9 19,6,22,0 125 38,85 О,гг. метров цикла экскавации и прон зводигь относи. тельно громоздкие вычисления возможных приращений производительности экскаватора "прн прогнозируемом коэффициенте заполнения ковша при повторной операции черпания.Целью, изобретения является усовершенствование известного устройства, которое с цельюповьипения точности контроля снабжено блоками вычисления возможного приращения произ.водительности, измерения коэффициента загрузки ковша и прогнозирования длительностиэлементов цикла экскавации, при этом входблока измерения коэффициента загрузки ковшаподключен к выходу блока измерения величинызагрузки ковша, а выход подключен к входамвыходного блока и блока вычисления возмож. , ного приращения производительности, соединен.ного выходами с выходным блоком и блокомпрогнозирования длительности элементов циклаэкскавации, входы которого подключены к выходам логического блока.Анализ представительной выборки зкспери.ментальных данных по длительности элементовциклов экскавации при фактических коэффициентах заполнения ковша позволяет заключить,что в ряде циклов экскавации можно существен.но повысить мгновенную производительностьэкскаватора, если проводить сравнение альтернатив в момент отрыва ковша от забоя послевыполнения операции заполнения ковша. Действительно, в момент окончания заполнения ков.30ша у экскаваторщика всегда имеется минимумдве альтернативы: либо приступать к выполнениюоперации подъема груженого ковша и поворотаплатформы экскаватора в сторону разгрузки,либо повторить операцию черпания с цельюувеличения коэффициента заполнения ковша.Если принять следующие обозначения:- время заполнешя ковша при первомчерпании, с;с- время заполнения ковша при пов.вторном черпапии,с; 5 ат, - время перемещения ковша в забойпидля повторного черпания, с;- время выполнения 1.ой операциирповорота платформы с груженым кв.шом, разгрузки и обратного поворо.та платформы с порожним ковшом,с;то возможное увеличение (или уменьшение)мгновенной производительности экскаватора(в %) определяется соотношением- мгновенная производительность экскаватора при коэффициенте заполнения2ковша К при двукратном черпании; Результаты расчета значений Ь 0% по фор. муле 1 с использованием хрономвтражных данных, полученных в промышленных услови. ях для экскаватора ЭШ.10/60 для расчета значений Т Тз и для различных значений К, К, приведены в таблице.5 73Из данных таблицы следует, что при кали. чии ичформации о фактическом значении Ки при прогнозировании величины К можно принять обоснованное решение по выбору последующей операции процесса, Из данных таб. лицы видно, что Ь 0 % может принимать значения в ширком диапазоне: от 34,9% (при К = 0,5; К= 0,9) до - 19,0% (при К = 0,65;1Ка = 0,70). Овевнрио, обоснованный выУор альтернативы может привести к существенному увеличению мгновенной производительности экскаватора,7575 Ьсуммирующие 36-39 и множительные 40, 41и 42 элементы, Выходы элементов 28 31 под.ключены к соответствующим вхоДам интегри.рующих элементов 32.35, Выходы элементов32 и 33 подключены к входам суммирующегоэлемента 36, а выходы элементов 34 и 35 под;ключены к входам суммирующего элемента37, Выход элемента 36 через элемент 40 подключен к входам элементов 38,39 и 42, Вы.40 ход элемента 41 связан с входом элеменга38, Выходы элементов 38 и 42 под.кл ючены к соответствукецим входамэлемента 39,РкК.- сН С 2) На фиг. 1 приведена структурная схема устройства для измерения работы экскаваторадраглайна; на фиг. 2 - функциональная схема блока вычисления возможного приращения производительности; на фиг, 3 - функциональ. ная схема блока прогнозирования длительности элементов цикла экскавации.Устройство для измерения работы экскаватора-драглайна содержит датчик 1 загрузки ковша, подключенные к нему взаимосвязанные блок 2 измерения величины загрузки ковша и блок 3 фиксации области пространства, датчик 4 длины тягового каната, подключенный к блоку 3, блок 5 измерения угла поворота платформы, датчик 6 угла поворота платформы, подключенный к блоку 5, выходной блок 7, связанньа с блоком 2, логический блок 8, связанный с блоками 2, 5 и 7. Устройство содер жит также блок 9 прогнозирования длительное. ти элементов цикла экскавации, блок 10 вычисления возможного приращения производительности, блок 11 измерения коэффициента загрузки ковша, который подключен к блокам 2, 7 и 10, при этом блок 9 связан с блоками 8 и 10, а блок 10 подключен к блоку 7.Блок 10 вычисления возможного приращения производительности содержит множительные 1118, делительные 19, 20, 21 и суммирующие 22 и 23 элементы. Одни входы элементов 11, 12 и 13 подключены между собой.парал. лельно, а их выходы подключеньг соответствен. но к входам элементов 14, 15 и 16. Второй вход элемента 14 подключен к выходу дели. тельного элемента 19, Вторые входы элементов 15 и ."6 подключены к выходу делительного элемента 20. Выход элемента 14 подключен к одним входам суммирующих элементов 22 и 23, другие входы которых связаны свыходами элементов 15 и 16, Выходы элементов 22 и 23 подключены к одним входам элементов 17 и 18, другие входы которых соединены с выходом элемента 21.Блок 9 прогнозирования длительности элементов цикла экскавации содержит формирова. тели импульсов 24 и 25, подключенные к их выходам соответственно триггеры 26 и 27, коммутирующие 28-31, интегрируюЪие 3235,5 Устройство работает следующим образом.По цепи 43 датчик 1 загрузки ковша посту.пает сигнал,пропорциональный полному токуякоря двигателя механизма тяги ковша, поцепи 44 поступает аналогичный сигнал с дви 20 гателя механизма подъема ковша. С выходаблока 1 по цепи 45 сигнал, пропорциональныйразности величин статических составляющихюков, двигателей механизмов подъема и тягиковша, поступает в блок 2, измеряется и нв2 З выходе но цепи 46 выдается сигнал, нропор.циональный весу груженого ковша. Блок 3 фиксации области пространстваобеспечивает формирование сигнала начала .ЗОвзвешивания ковша в процессе его; движенияпо любой возможной траектории перемещения.Сигналы о положении ковша в пространстве и направлении его движения формируются датчиками 4 и 1,35 Блок 5 обеспечивает измерение угла поворо.та платформы, измеряя выходной сигнал датчика 6, Логический блок 8, связанный по цепям 47 и 48 со станциями управления главныв 40 приводами экскаватора и по цепи 46 с блоком2, формирует управляющие сигналы, обеспечивающие работу блоков 5 и 9 в определенной последовательности,Блок 11 измерения коэффициента азагРУэ 45 ки ковша вычисляет значение коэффициентазагрузки К,в 1.том цикле экскавации по форщуле 3 0где Р - , вес груженого ковша в -том циклеэкскавации;Р 1 - номинальная загрузка ковша.Сигнал, пропорциональный К , поступаетв выходной блок 7, где индицируется, и вблок 10. Блок 9 но значениям длительностичерпания т и длительности поворота платформы с груженым ковшом тнр прогнози.рует их значения (сигналы поступают.по цепям737575 8Сигналы Оььп. Оьь 8 поступают на блок7 по цепям 54, 55 и высвечиваются, например,в ц 1 ифровой форме.Блок 9 прогнозирования длительности эле.ментов цикла экскавации работает следующимобразом,На входы цепей 49, 50 блока поступаютсигналы, соответствующие длительности с:,спр Формирователи 24, 25 обеспечивают форми.сп рование непрерывного сигнала прямоугольнойформы.с длительностью, равной длительностис, сп Выходные сигналы элементов 24, 25переключают триггеры 26 и 27 и через соответ.ствующие коммутирующие элементы поступаютна входы элементов 32.35. Пусть первоначальное состояние. элементов таково, что на эле.ментах 32 и 34 формируются сигналы, пропор.циональные длительиости с спиа на элементах 33 и 35 - сигналы, пропорциональные.длительностям с 1,д 1 8(г ), Тогда на выходах элементов 36 и 37 формйруются сигналы(4) и вычисляет значения длительности циклаэкскавации с однократным (Т 4) и двукратним(Т ) черпаннемТ, =сп+ ср, (5)Тз = Т + с + 0,7 ф(б)где 0,7 с - времяф на перенос ковша в исходное положение при повторномчерп алии.1. По значениям Т Тз, К блок 10 вычисляет (по формуле 1) возможные относительные приращения мгновенной производительности экскаватора в момент отрыва ковша от за.боя после первого черпания при различныхзначениях Кз, например, начиная с Кд 0,72и кончая К=0,9. Результаты прогнозйруемыхприращений производительности выводятсяна выходной блок 7, используя которые машинист принимает обоснованное рещение о целесообразности проведения повторного заполненияковша.Блок 10 вычисления, возможного прираще ния производительности экскаватора работает30следующим образом.На входы блока по цепям 51, 52 и 53 постлают сигналы, соответствующие значениямК 5, Т, и Т 2, Элементы 11, 12, 13 обеспечива.ют перемножение соответствующих,35входных сигналов и на их выходах формируютсясигналы Оьмхи=К 0; Овь,2=0.7 анО , =0,9 Ои. Элементы 19 и 20 формируютсигналы О 8 ы,з= Овсао=, Тогда на вы.ходах элементов 14, 15 и 16 формируются сиг. 4 п4налы Ощ,хийт, К Ои, ОВ,ц=-0,7 Он,а4Осси= у 0,9 Ои, Элементы 22 и 23 вычисляют возможные абсолютные значейия приращения производительности при различных значениях К =О,О =0,7.0,9; О = - - "- - К 0;45Оцв п 2 чэ з н; О,к .р-К ОвЭлемент 21 обеспечи.ьык 2 ь яи твает формирование сигйала О д,="з(НЭлементы 17 и 18 формируют относительныезначения возможных приращений производи тельнЖти приуказанных выше значениях 749 и 50 иэ блока 8) при условии повторногопроведения операции заполнения ковша спп1 - ) . (3)сп вйкз 6 е 4 Р (+1)Ьы 37 вр 4 пР(м),а на выходах элементов 40, 41 и 42 сигналыЬы 40 0,5 (с+ сц+)О ; - 05(с; + ср 4)О ы 4 Оу 70 юб(с + ср 1 И)1 у Тогда на выходах элементов 38 и 39 формируются сигналы, соответствующие йрогнозируемымЧзначениям Т Т 2вык ъЬ ф г г(4 м 1 пр 4 пр 4+411 ф=05ЗЫХ Ъ 9 ф в п 4 г(4+ Ф) пР 4 фпР(н 4)+ +ОЯс ,;,1, отоб( , сс ц,Указанные сигналы по цепям 53 и 52 поступают на блок 10, где используются при определении возможного изменения производительности в случае повторного заполнения ковша. Формула изобретения Устройство для измерения работы экскаваторадраглайна по авт. св. У 634232, о т л и ч а ю . щ е е с я тем, что, с целью повышения точное. ти контроля, оно снабжено блоками вычисле. ния возможного приращения производительное. тн, измерения коэффициента загрузки ковша и прогнозирования длительности элементов цикла экскавации, при этом вход блока измерения коэффициента загрузки ковша подключен к выходу блока измерения величины загрузки ковша, а выход подключен к входам выходного блока и блока вычисления возмож. ного приращения производительности, соединен.9 737575ного выходами с выходным блоком и блокомпрогноэирования длительности элементов циклаэкскавации, входы которого подключены к вы.ходам логического блока. 10Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССР Юф 634232,кл, 6 05 В 13/00, 1976 (прототип),737575 оставитель Р, Гладун ехред Е. Гаврилешко орректор Н. Швыдкая Т. Смирнова Поддис Заказ 89 ираж 713 Ц 11 ИИПИ Государственного коьйтета СССРно делам изобретений и открытий3035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 лиал ППП Патент", г, Ужгород роектная, 4