Способ управления разгрузкой ковша экскаватора-драглайна

. СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК Н 9) И) 594 Е 02 Р 3/4 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ У ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Государственный проектно-конструкторский и научно-исследовательский институт по автоматизации уголной промышленности(56) Авторское свидетельство СССРУ 1199868, кл. Е 02 Г 3/48, 1985.(54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ РАЗГРУЗКОЙКОВША ЭКСКАВАТОРА-ДРАГЛАЙНА(5.7) Изобретение относится к областиконтроля и учета работы экскаваторадраглайна и управления им по измеренным параметрам, Изобретение позволяет увеличить производительностьэкскаватора за счет более точногоформирования команды на разгрузкуковша в отвале и повышения безопасности ведения работ, В процессе работы экскаватора измеряют токи якорных цепей двигателей механизмов подъема и тяги, ток цепи возбуждения двигателя механизма подъема и длинытягового и подъемного канатов. Затем определяют состояние главных приводов экскаватора. Устанавливают углынаклона и окончания секторов заполнения и разгрузки ковша. По измеренным параметрам определяют операцииначала заполнения ковша, отрыва груженого ковша от забоя, начала разгрузки ковша и начала заполнения ковшав следующем цикле. При этом измеряютуглы поворота платформы при заполнении ковша и при переносе груженогоковша и выбирают элементарный объемгорной массы. Определяют необходимыйугол переноса груженого ковша и определяют момент разгрузки ковша. Дополнительно измеряют угол наклона поворотной платформы и задают уровни горизонта стояния и подошвы отвала, По формулам определяют фактическую высоту подъема груженого ковша в процессе его пе еме ения. Затем о е я Р пред л ют требуемую высоту подъема груженого ковша в каждой расчетной точке профиляотвала при различных его формах и фактическую загрузку ковша гор" ной массой в каждом цикле экскавации. Момент разгрузки ковша определя- ют из условия равенства фактической и требуемой высот подъема груженого ковша и с учетом фактической загрузки, ковша горной массой в каждом цикле экскавации. Изобретение дополнительное к авт.св. В 1199868. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.615 .о 6 Р- усилие в подъемном канате; 1 126 З 7Изобретение относится к измерению параметров выполненной работы иуправлению экскаватором-драглайномпри,ведении открытых горных работи является дополнительным к основному по авт,св. У 1199868,Целью изобретения является увеличение эксплуатационной производительности экскаватора-драглайна за счетболее точного формирования команды 10на разгрузку ковша в отвале и повышение безопасности работ.На фиг. 1,показаны угловые параметры поворота платформы экскаваторапри переносе груженого ковша; на 15фиг. 2 - схемы формирования отвалов,на фиг. 3 - структурная схема системы, реализующей способ контроля работы экскаватора-драглайна.Предлагаемый способ включает следующие основные операции:Измеряют ток якорной цепи двигателя механизма подъема 1пИзмеряют ток .якорной цепи двигателя механизма тяги 1,;. 25Измеряют ток цепи возбуждениядвигателя механизма подъема ,; .Измеряют длины свешивающихся частей тягового 1 т и подъемного, канатов с направляющих шкивов. 30Определяют состояние главных приводов экскаватора: вращение двигателя механизма тяги в направлении,обеспечивающем наматывание канатана барабан %у с =1), увеличениеякорного тока двигателя механизматяги (5 у= 1), вращение двигателямеханизма тяги в направлении, обеспечивающем сматывание каната с барабана (н а =1), уменьшение якорного 0тока двигателя механизма тяги (ЪЬ1),устанавливают углы начала и окончания секторов заполнения (о ,ковша." средний ток якорной цепи двигателя механизмаподъема,. - средний магнит) ный поток двигателя механизмаподъема",. . д буждения двигате 1- -, ля механизмаподъемангдеФ - магнитный потокнасыщения двигателя механизмаподъема;- постоянная характеристики намагничивания двигателя механизмаподъема;- ток возбуждениядвигателя механизма подъемаЭ - диаметр барабанаподъемной лебедки,С -. - интервал интегрирования;Р, - масса порожнегоковша,с; - угол поворотаплатформы,операцию отрыва груженого ковша отзабояА=1 определяют как одновременное выполнение условийПринимают за фактическое выполнение цикла экскавации последовательное выполнение начала операции заполнения ковша, отрыва груженого ковша от забоя, начала разгрузки ковша в текущем цикле экскавации и начала операции заполнения ковша в последующем цикле экскавации,при этом операцию начала заполнения ковша%лс=1 определяют как одновре- менное выполнение условий- кратчайшее расстояние между центром тяжести движущего ковша и условной осью стре-. .лы экскаватора,(9 Э где Ь- высота точки схода подъемного каната с направляющего шкива.О Определяют требуемую высоту подъема груженого ковша в каждой расчетной точке профиля отвала: при треугольной форме отвалаЬ . =д+р(, ды 1, (1 оЭ где й= 1,5-3 м 20- ) Об 1 Ид 4:СОО 51(5) при прямоугольнойЬ . =д+Ьо 1= соов 1,при трапецеидальной форме отвала домомента достижения максимальной высоты отвала требуемую высоту подъемагруженого ковша в каждой расчетнойточке профиля отвала определяют также, как и при треугольной форме сечения отвала, а для всех последующих 35 расчетных точек профиля отвала требуемая высота подъема груженого ковшапостоянна и определяется как припрямоугольной форме сечения отвала.Формируют сигнал достижения тре буемой высоты подъема груженого ковша 5;и ТВ=1 при У,;%,;.Определяют координатный коэффици- ент,ЙБр 6.-15 иВ=О Выбирают элементарный объем горной массы соответствующий элеменн тарной площади сечения отвала В( =45и= СОН 51, где О= 5-25 - принятое число циклов .экскавации, К- коэффициент пропорциональности.Измеряют угол наклона поворотной платформы в плоскости стрелы (6).Определяют фактическую высоту50 подъема груженого ковша в процессе его перемещения.У =У. +дЬ, (8) где 1., - ордйната движущегося ковша 55ь 1 - разность уровней горизонтастояния экскаватора и подошвы отвала; где Определяют усили одъемном кат- проекция свисающей частиподъемного каната на услов"ную ось стрелы экскаватора,д,: е.,-(., .2+( (и; + Ет- длины свешивающихся частейподъемного и тягового канатов с направляющих шкивов,Ь - расстояние между точкамисхода тягового и подъемного канатов с направляющих шкивов (условная осьстрелы экскаватора), операцию начала разгрузки ковша Я; .Р= 1 определяют как одновременное выполнение условий ат, де,; где "= д= - " - скоростидвижения тягового и подъемного канатов.Измеряют угол поворота платформы при заполнении ковшаЫ =Ыз51 р С=1(б)зу А=оИзмеряют фактический угол поворота платформы с груженым ковшом 2 2 2величина переподъема ковша по условиям безопасностиведения работ;порядковый номеррасчетной точки,шаг приращения углаповорота платформы,угол откоса отвала;форме отвала г - радиус вращения точки схот да тягового каната с направляющего шкива;( .( ф2- 1 Зф 40 45 Определяют фактическую загрузкув каждом цикле экскавации(о ккккБ 1 ь Ь: 1Я 1 ь В =1(1) Лгде Г - коэффициент пропорциональности.Подсчитывают число фактически выполненнЫх циклон экскавацииЯ;Я (16) где Я, И - перемещенная горнаямасса нарастающим итогом в каждой точке разгрузки ковша в отвалеЯ. - нормативное количество1горной массы, перемещаемой за цикл экскавации;- текущее число фактически выполненных цикловэкскавацииОпределяют необходимый угол переноса груженого ковша по следующим формулам:н; -ф ;, - 0, 1+ ЬЗ ( 1 7) где ( . - угол начала сектора разгрузки ковша;ЗОЫ - угол поворота платформыпри заполнении ковша,йа - текущее значение прира"щения угла поворота платформы, 35 где К, = 1, еслиК,= 2, еслиК;= 3, еслии так далее.В зависимости от формы сечения отвала (фиг.2) текущее значение приращение угла поворота платформы с груженым ковшом определяется при треугольной форме отвалаЯь; = -- 1.2+(М,-114)1где5-25 - принятое число корми" Урованных циклов экскавации,к, - коэффициент пропорциональности,М - порядковый номер рас -четной тачки профиляотвала для вычисленияприращения угла ьйчисло фактически выиол 1ненных циклон экскавации,ь.- требуемое к отсыпке чис 1ло циклон экскавациив М,-й расчетной точкепрофиля отвала;М - спьяна - шаг приращения угла поворота платформы, при прямоугольной форме отвала При трапецеидальной форме сечения отвала до момента достижения заданной высоты отвала требуемое количество ковшей отсыпаемой горной массы в каждой расчетной точке профиля отвала определяют так же, как и для треугольной формы сечения отвала, а далее эта величина постоянна и равна половине указанного .значения.Определяют момент разгрузки ковшаР= 1 при одновременном выполне - нии условий Пример реализации способа показан на фиг. 3, где приведена структурная схема соответствующей системы.В состав комплекса технических средств входят датчики угла наклона 1 поворотной платформы, угла поворота 2 платформы, длины 3 подъемного каната, длины 4 тягового каната, узел 5 сигнализации и вычислитель 6,Вычислитель 6 содержит узел 7 контроля выполнения операции отрыва груженого ковша от забоя, узел 8 контроля выполнения операции начала разгрузки ковша, узел 9 контроля выполнения операции начала заполнения ковша, узел 10 определения выполнения цикла экскавации, узел 11 контроля перемещения в отвал принятого элементарного объема горной массы, узел 12 определения приращения угла поворота платформы, узел 13 определения необходимого угла переноса груженого ковша в данном цикле экскавации, узел 14 формирования сигнала1 О В процессе экскавации с вьмодов датчиков 1-4 поступают на вход вычислителя 6 сигналы, пропорциональные 1., М 1., . По цепям 22-28 от главных приводов экскаватора и системы управления приводами в вычислитель поступают сигналы,Ь Ф у, Э ьд у ь с у 1 " у ф фл Ь а По цепям 29-37 в вычислитель вводятсянсигналы О до, 6,Ы .,Ы,Ыф ф ь, ф звон ф р,Ъф 55 50 7 1263 разгрузки ковша н отвале, узел 15 определения угла поворота платформы с груженым ковшом, узел 17 определения угла заполнения ковша, узел 17 определения требуемой высоты подъема груженого ковша в данном цикле экскавации, узел 18 определения значения координатного коэффициента, узел 19 определения загрузки ковша и суммирования перемещенной горной массы, узел 20 определения ординаты движуцегося ковша, узел 21 формирования сигнала достижения требуемой высоты подъема груженого ковша.Датчики 1-4 и узел 5 связаны с вы числителем 6, который по цепям 22-28 подключен к якорным цепям двигателей ,механизмов подъема и тяги, к цепи возбуждения двигателя механизма подъема, к цепям системы управления двига телей механизмов подъема и тяги. По цепям 29-38 в вычислитель вводятся параметры, характеризующие процесс экскавации.В вычислителе 6 функциональные 25 узлы связаны между собой следующим образом: вьмод узла 7 подключен к входам узлов 10,15,16,19; выход узла 8 - к входам узлов 10,15, 19; выход узла 9 - к входам узлов 10, 16. 30 Выход узла 19 подключен к одному входу узла 10, выход которого подключен к входу узла 11. Вьмод узла 11 подключен к входу узла 12, выход которого подключен к входу узла 13, выход узла 13 подключен к входу узла 4, выход которого подключен к входу узла 5. Выход узла 16 подключен к другому входу узла 13. Выходы узлов 17 и 20 подключены к входам 40 узла 2 1, выход которого подключен к одному входу узла 5 и к второму входу узла 14. К третьему входу узла 14 подключен выход узла 15. Выход узла 18 подключен к соответствующему входу узла 19.Устройство работает следующим образом. 761 86 и, Е . После очередного заполнения ковша горной массой в начале отрыва его от забоя при соблюдении условий (9) узлом 7 вырабатывается сигналА=1,который поступает на входы узлов 10, 15, 19, В процессе перемещения груженого ковша на выходе узла 20 вырабатывается сигнал, пропорциональный фактической высоте подъема ковшав соответствии с формулой (8), а на выходе узла 17 формируется сигнал, пропорциональный требуемой высоте подъема ковша в расчетной точке профиля отваласогнано формулам (10) и (11) . При выполнении условия У , Ь на вьог.эде узла 2 1 формируется сигналБь ТВ=1, который отображается в узле 5 и характеризует достижение требуемой высоты подъема груженого ковша для данной точки профиля отвала. После переноса груженого ковша в зону отвала в момент начала разгрузки ковша при соблюдении условий (5) узлом 8 формируется сигнал 5 В= 1, который поступает на входы узлов 10,15,19. В начале операции заполнения ковша узлом 9 при соблюдении условий (1) формируется сигнал Ву с = 1, который поступает на входы узлов 10, 16. В процессе перемещения ковша на выходе узла 18 формируется сигнал, пропорциональный К согласно формуле ( 12), который поступает на вход узла 9. На вы- ходе узла 19 формируется сигнал, пропорциональный суммарному количеству перемещенной горной массы ЯЕ по данной точке разгрузки ковша в отвале. Узлом 10 контролируется при- нятая последовательность выполнения операций цикла экскавации (5, С=1, 6 А =1,5 рб =1, 5 у С=1) и определяется текущее число фактически выполненных циклов экскавации по формуле (16), При достижении числа фактически выполненных циклов экскавации установленной величины н навыходе узла 11 формируется сигнал В;11 Я 1, который характеризует перемещение в отвал необходимого количества горной массы для формирования профиля отвала заданной конфигурацийв данной точке в соответствии с формулами (19) и (20) .На выходе узла 12 формируется сигнал, характеризующий текущее значение приращения угла поворота плат" фоРмы Ы;, т.е. узел 12 реализует1263761 9зависимость (18) . Узел 16 формирует сигнал, пропорциональный углу заполнения ковшас , путем реализации . функции (6).Узел 13, обрабатывая сигналы, поступающие с выходов блоков 12, 16, и с учетом величин о 1 определяет необходимый угол переноса груженого ковша в данном цикле экскавации м;, т.е, реализует зависимость (17), 1 О Узел 15 формирует сигнал, пропорциональный фактически выполненному углу поворота платформы с груженым ковшом ы путем реализации функции (7). 15На выходе узла 14 формируется сигнал-команда на разгрузку ковша в отвале ЯР =1, если о(,р, н и 69 ТВ =1, С выхода узла 14 сигнал ;Р1 поступает на вход узла сиг нализации 5. Руководствуясь этим сигналом, машинист экскаватора приступает к выполнению операции разгрузки ковша. Ь, = ьй; ь с Ь Е,25 1. Способ управления разгрузкойковша экскаватора-драглайна по авт. 30св. Р 1199868, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью увеличенияэкспХуатационной производительностиэкскаватора-драглайна за счет болееточного Формирования команды на разгрузку ковша в отвале и повышениябезопасности работ, измеряют уголнаклона поворотной платформы в плоскости стрелы, задают уровни горизонта стояния и подошвы отвала, фактическую высоту подъема 1 груженогоковша в процессе его перемещенияопределяют по ФормулеУ .=У. дЬ,Р к 1где У, - ордината движущегося ковша;45йЬ - разность уровней горизонтастояния экскаватора-драглайна и подошвы отвала,определяют требуемую высоту подъема1Ь, груженого ковша в каждой расчетной точке при треугольной формепрофиля отвала по формуле 3, Способ по п. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что требуемую высотуподъема 11, груженого ковша в каждойрасчетной точке при трапецеидальнойформе профиля отвала определяют домомента достижения максимальной высоты по формуле1 тфяВа для всех последующих расчетных точек Ь,; =со з,Формула изобр ет ения где Ь= 1,5-3 м - величина переподъема ковша по условиям безопасности ведения работ;- порядковый номеррасчетной точки;ао 1 = соь 1 - шаг приращения углаповорота платформы(; - расчетный угол образующей отвала;определяют фактическую загрузку Я;ковша в каждом цикле экскавации поформуле1%А = 1 - сигнал отрыва груженогоковша от забоя,БуЬ : 1 - сигнал разгрузки ковша,а команду на разгрузку ковша формируют при условии равенства фактической и требуемой высот подъемагруженого ковша и с учетом фактической загрузки ковша горной массой вкаждом цикле экскавации. 2.Способ по п. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что гребуемую высоту подъема Ьт, груженого ковша в каждой расчетной точке при прямоугольной форме профиля отвала определяют по Формуле11 . = а+ак6: соз 1,т;