Способ контроля процесса заполнения ковша-экскаватора драглайна

(59 4 Е НЫЙ КОМИТЕТ СССРОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ГОСУДАРСТ ПО ДЕЛАМ РЯРТЕНИ У СВИДЕТЕЛЬСТ К АВТОРС 3) Изобретени оматического относится к област мерения па етров и выра драглаина х бестрансп работы экскавато полнении вскрьппн работ. Цель изоб ртныхышениееделения ния - по за счет оп горной масс се экскавац точности контролподготовленностикавации. В процеют углы поворотаханизмов (М) подплатформы, токивозбуждения этихют режим работыскаватора. Опредния ковша (К) иного К. Затем изСу операции запо экс ии измер елей ме в ви ле: г тф учитыватабл. ОПИСАНИЕ И(71) Государственный проектно-конструкторский и научно-исследовательскии институт по автоматизации угольной промышленности(56) Авторское свидетельство СССР У 759670, кл. Е 02 Р 9/20, 1976,Авторское свидетельство СССР У 765469, кл. Е 02 Р 9/20, 1974.Авторское свидетельство СССР У 1129398, кл. Е 02 Р 3/48, 1983,(54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ПРОЦЕССА ЗАПОЛНЕНИЯ КОВША ЭКСКАВАТОРА-ДРАГЛАИНА ема, тяги и поворота корных цепей и цепей двигателей, Определясновных узлов и М экеляют начало заполнеачало отрыва груженеряют длительность нения К и определяют работу, затраченную на загрузку К. Определяют количество Р,. перемещенной горной массы в каждом цикле экскавации(ЦЭ). Контролируют выполнение ЦЭ и подсчитывают выполненное число и циклов. В плоскости стрелы измеряют угол наклона плоскости поворотной платформы к горизонту, измеряют приращение свисающей части подъемного каната при заполнении К, измеряют момент на валу двигателя М подъема в процессе заполнения К. Затраченную на загрузку К работу А определяют по суммарной работе приводов М тяги и подъема К. Затем определяют начало разгрузки К и работу, затраченную при.водами М тяги, подъема и поворота платформы на транспортирование груженного К, его разгрузку, транспортирование порожнего К АПосле этого определяют длительность г транспортирования груженного К, операции его разгрузки и транспортирования порожнего К и виды черпания и основной работы. При этом контролируют выполнение ЦЭ как последовательное выполнение операций начала заполнения К, начала отрыва груженного К, начала разгрузки К и начала заполнения К в последующем ЦЭ. Подготовленность горной массы к экскавации по К-му виду основной работы определяют по формуи и ,) Рс./(А +Аз,) (с, поправочный коэффицие щий вид черпания. 4 ил(8)- 1 - прусловий ь; Ро; 2 о; цп и) ( Вп ЭЧт; О, 4 И,) и дп хоп е С и тяги;длины подъемныхвых цепей; и тяго- машинная постоян те= сопз 1, с 1 е3 зм ние олнения мнтвк ния;- интервал интегри - фактический уголковша: вания полнени12983Изобретение относится к автоматическому измерению параметров работы экскаватора-драглайна при выполнении гскрьппных бестранспортных работ.Цель изобретения - повышение точности эа счет определения подготовленности горной массы к экскавации.На фиг, 1 приведена блочная схема устройства, реализующего способ; на фиг. 2-4 - блочные схемы узлов вычислителя.Способ включает следующие основные операции: измерение угла поворота валов двигателей механизмов подъема ) тяги цт поворота платформы Цв5 измерение токов якорных цепей двигателей механизмов подъема 1; , тяги 1 поворота платформы 1 ,; измерениевр, э токов цепей возбуждения двигателей механизмов подъема, тяги з. , по ворота платформы з.вр,; измерение ввр фплоскости стрелы угла наклона плоскости поворотнОй платформы к горизонту Я ; определение режима работы основп 25 ных узлов и механизмов экскаватора; Б 18 п а = 1 - при сматывании тягового каната с барабана лебедки; Бцп Ь = при наматывании тягового каната на барабан лебедки; Бз.яп с = 1 - при увеличении якорного тока двигателя при 30 вода механизма тяги, т.е. при д 1 т, / /Ьй ) О, Бз.1 п й = 1 - при уменьшении якорного тока двигателя привода мехаТт,низма тяги т.е, при в - - с О опием аь35 деление в з.-м цикле экскавации начала заполнения ковша Бхдп А и одновременном выполнении механизма подъема,ков о интервалов интегрирова вр,(3) передаточное число редуктора механизма поворота платформы;углы начала и окончания сектора заполнения ковша;11) и,У.= У( -е" ), (4) где Ф - магнитный поток насьпцениядвигателя механизма подъема; з.- постоянная характеристики намагничивания двигателя механизма подъема; гз.ь, с 11( Р - масса порожнего ковша,определение в з.-м цикле экскавацииначала отрыва груженного ковша от забоя Бз.яп В = 1 - при одновременномвыполнении условий едаточные числа редуков механизмов подъема- расстояние между точками схода с направляющих шкивов тягового и подъемного канатов,лительности операции за- вша3 12983 измерение расстояния перемещения ков ша при его заполнениитв 3 ЧТ 3 тт;Бдп В = 1 Бд 8 п А.: 1,5(12) определение момента на валу двигателя механизма тяги в процессе заполнения ковша д йи где М тт(14) С - машинная постоянная двигателяврмеханизма поворота платформы;1 врРвр - определяется по формулам,аналогичным (2), (4);К в . коэффициент пропорциональнос 6ти;определение длительности операцийтранспортировки груженного ковша отмомента отрыва его от забоя, включаядлительность операций разгрузки ковшаи транспортировки порожнего до началаоперации его заполнения в последующемцикле экскаваЦиист сек -сЯдр А=1 Ядяп В=1, (26)определение массы груженного ковшана интервалет гр тектекБд 8 п С = 1 Бд 8 п В = 1 (27) й,- Ъ 0 6Ьи; т- 14Бдяпй =1(18) 10Мт; = Стдт; фт;(13) где С - машинная постоянная двигатетля механизма тяги ковша;1, У - определяются по формуламт, т,аналогичным (2,), (4) 15 измерение приращения свисающей части подъемного каната при заполнении ков- ша 24 в - КгЧ 4 г 4, 20 Бд 8 п В = 1 Бддп А = 1,измерение момента на валу двигателя механизма подъема в процессе за полне ния ковшаМ 4 = СпдпР(15) определение работы, затраченной на загрузку ковша, 30 где К К - коэффициенты пропорциональности;определение в д-м цикле экскавации начала разгрузки ковша Бдяп С = 1 при одновременном выполнении условия определение работы в д-м цикле экскавации, затраченной на транспортирование груженного ковша, от начала отрыва его от забоя на выполнение опера 50 ции разгрузки ковша и на транспортирование порожнего ковша до начала операции заполнения ковша в последующем цикле экскавации при Ядяп В = 1Мвр; = Свр двр; Чвр, РЧт вр, Ч вр, Ч врБдяп А =1 Бдяп те КгЧ 4 . - К крБд 8 п А =1 г " Бд 8 п В=1+ (1, здп(Ее +Ел,) (30). г = сопзС - радиус вращения точки схода подъемного каната с направляющих шкивов;г- = сопзС - радиус вращения точки схода тягового каната с направляющих шкивов;-тому виду опреде и,55 ме- ово+ с ) (41)тх циклов эксде рота платформь вации;С - режимный коэффициент (С1,0 - при двигательном режиме работы; С = 1,2 " притормозном режиме);Е, Е - углы наклона стрелы и поворотной платформы к горизонту; определение массы порожнего ковша Рк 0 р ) на интервалеСтпор; тек , тек ОЯ 1 яп А+, =1 Ядп С=1 (31) определение вида черпания с формированием сигнала верхнего черпания 2 Яхдп ВЧ = 1 при одновременном выполении условий на интервале Ь; с 1. з 1 п(с +Е) 1 т(1 кО 1 к 5) 1 тком 1, с (0,1-;0,3)11 вр с (Ок 1 ОфЗ) 1 вр сигнал нижнего черпания (нормального) Я 1 яп НЧН =при одновременном выполнении условий на интервалеЗО 25 + 1.з 1 п(,+) Ь;)1 ззп +Г,)" ) - . 1 1, Ъ (1,0-,1,5)1, 1, с (0,1-:О,З)1,1, с (0,1-:0,3)1,рм сигнал нижнего черпания (глубокого) Я 1 яп НЧГ = 1 при одновременном нении условий на интервале Ь;25 + 1.зп (Ес +Си)4 1 т,(1,0-:1,5) 1 тном (37) 1, с(0,1-;О,З)1, 1 в(О, 1-;О,З) 1 вркм где 1 - расстояние между точками схода тягового иподъемного канатов с направляющих шкивов; углы наклона стрелы и повсротнои платформы в плоскости стрелы к горизонту; Ь; - расстояние по вертикали между точкой схода подъемного каната с головного шкива центром тяжести ковша; в - средние значения токов якорных цепей двигателей ханизмов тяги, подъема, п по формулам, аналогичным (28) - (30);определение количества перемещеннойгорной массы в г -м цикле экскавацииР,:Р,-ргМ; гр; п 0 р; т (Ъ 2 определение расстояния по вертикалимежду точкой схода подъемного канатас головного шкива и центром тяжестиковшаЬ, = У, соз(90 -Е, -Я- С );(33) номинальные значения ко)к "ком врком токов якорных цепей двигателей механизмов тяги, подъема,поворота платформы; определение вида основной работы: первый вид работы Я 1 яп ОР = 1, если выполняются условия Б 18 п ОР Б 18 п 0 = 1 (38) Б 1 дп Ч = 1 К-й вид работы Б 1 дп ОР = 1, если выполняются условияБ 1 р ОР=1 Б 2.8 п Ок = 1 ) (39)Я 18 п Чк1 где Б 8 п ОР = 1 - если обеспечивается последовательное выполнение операций начала заполнения ковша и отрыва груженного ковша от забоя;Б 1 КП 0=1 Бх 8 п 0=1 - условия нахождения ковша при разгрузке в зонах, характеризующих 1-йК-й виды работы;Б 1 дп Ч,= 1Б 1 дп Ч = 1 - усло- вия нахождения ковша при его заполне нии в зонах, характеризующих 1-й К-й виды работы; контролирование выполнения цикла экскавации, как последовательное выполнение операции цикла экскавации:Я 1 дп А=1-+Б 18 п В=1-Яхдп С =1-ф -+Б 1 ап А = 13 (40) и подсчет ч олненных циклов ассы к экскавации посновной работыК Р Сгм; в;и- (А+А,)и - число выполнен1 О 1,0 0,9 7 1298311 8 К- поправочный коэффициент,учи- датчик 4 угла поворота вала двигатетывающий вид черпания, опре- ля механизма поворота платформы, выделяется значением Б 1 дп ВЧ, ходной блок 5, вычислитель 6, содерБ 1 яп НЧН, Бп НЧГ (см. таб- жащий связанные между собой узлы 7-9, лицу); Датчики 1-4 и выходной блок 5 подклю- Р, - количество перемещенной гор- чены к вычислителю 6, к другим входам ной массы в 1-м цикле экска- которого (по цепи А) подключены якорвации; ные цепи и цепи возбуждения двигателей А.,А, - затРаченнаЯ Работа на загРУз- главных пРиводов (1.1 т,1 в ку ковша и транспортирование 10 1, .) и цепи станции управления глав- груженного ковша, его разгруз- ными приводами Б 1 п а, Бп Ь, Б 8 п с, ку и транспортирование порож- Бдп й. К другим входам вычислителя 6 него ковша в 1-м цикле экска- (по цепи В) вводятся нормативно-справации; вочные данные, характеризующие данный. с, - длительность операции запол экскаватор и условия его работы (К в; т 1 к ки нения ковша и длительность фмвоф нзоонзосквос 1 пном Твеном транспортирования груженного гп, С, Сп РБп К,-Кв С С 1 цп. ковша Операции его разгрузки цтв 1 низфквэ гт " н зэфкзвТт номк к М. и транспортирования пОрожнго КнввФквв впп втфт "ввврковша в х-м цикле экскавации. 20 По ц",пям С, Р узлы 7-9 связаны междусобой, а по цепи Е связаны между соКоэффициент К бой узлы 8-9. ковша Узел 7 вычислителя 6 содержит Функэкска- Б циональные блоки 10-21, которые свяватора, 25заны между собой и по цепям А, В, С, м Р с функциональными блоками узлов 80,95 и 9. Узел 8 вычислителя 6 содержит функциональные блоки 22-33, которые связаны между собой и по цепям А, В, 15 1,0 0,95 30 С, 0 с функциональными блоками узлов 7 и 9, а по цепи Е - с функциональными блоками узла 9. Узел 9 вы 0,9 1,0 0,95Таким образом, использование пред- числителя 6 содержит функциональные лагаемого способа в процессе экскава- блоки 34-44, которые соединены между ции позволяет Формировать для маши собой и функциональными блоками узниста экскаватора информацию, харак- лов 7 и 8. теризующую подготовленность горнойУстройство работает следующим обмассы к экскавации. При этом формиРУемый показатель не зависит от вида В проц40, процессе экскавации в вычисличерпания, вида выполняемой работы и тель 6 иг.от датчиков 1 в по профессиональных навыков машиниста цепям А, В поступают сигналы, харак- экскаватора, т.е. его квалификации.теризующие состояние экскаватора и Это обуславливает большую точностьего отдельных механизмов. начале формирования информации, что необхо-.45 жй овша при выполнении услодимо длЯ объективного планиРованиЯ вий (1) на в 1 хо е б 10 (ф . 2)на выходе блока фиг. объемов работ, оценки качества буро- Ормируется "ь.дп= , который посту- взрывных работ и для осуществления пает на вход блока 13 ии по цепи свяобъективного контроля фактически вы- в узлы "иг. и фиг. полненнои машинистом экскаватора Ра После заполнения ков аотрыва от за оя при соблюдении услокачественной сторон. вий (6) на выходе блока 11 ФормируетУстройство, реализующее способ ся Бп В = 1, который поступает на (фиг. 1), содержит датчик 1 угла иа- вход блока 14 и по цепи связи 0 - в клона плоскости поворотной платформы 5 узлы 8 и 9. На выходе блока 13 формик горизонту в плоскости стрелы, дат- руется сигнал., пропорциональный чик 2 угла поворота вала двигателя длительности операции заполнения ковмеханизма подъема, датчик 3 угла по- ша - формула (11). Одновременно в проворота вала двигателя механизма тяги. цессе заполнения ковша на выходахблоков 15-17 вырабатываются сигналы 12983 ф ММр ф пропорциональные срец.ним значениям моментов на валах двигателей механизмов тяги, подъема, поворота платформы в процессе заполнения ковша - формулы (13), (15) и (22). На выходах блоков 14 и 21 формируются сигналы, пропорциональные приращениям свисающих частей тягового (1, ) и подъемного (Х, ) канатов при заполнении ковша - формулы (12) и (14). Указанные сигналы поступают в узел 8 на блок 22, на выходе которого формируется сигнал А характеризующий работу, затраченную на загрузку ковша - формула (16), В процессе черпания блоки 39 и 40 узла 9 определяют вид черпания; верхнее черпание - Бп ВЧ = 1, нижнее черпание (нормаль" ное) - Я 1 япНЧН = 1 нижнее черпание (глубокое) - Б 8 п НЧГ = 1, которые определяются соответствующими условиями (35), (36) и (37). При транспортировке груженного ковша на выходе 25 блока 20 вырабатывается сигнал , формула (26), характеризующий длительность его транспортировки. В начале разгрузки ковша при соблюдении условий (17) на выходе блока 12 формируется Б 1 дп С = 1. Длительность транспортировки груженного Сг.р и порожнего Сор ковша определяется блоками 23 и 19 - формулы (27) и (31), источником сигналов времени при опре 35делениигрг пор; "г, служит блок 18 времени. В процессе перемещения ковша на выходе блока 26 формируется сигнал, пропорциональный его абсциссе П - формула (30), который поступает в блок 25. На выходе блока 25 формируется сигнал, характеризующий величину координатного коэффициента К- формула (29), который поступает на вход блока 24 и на его 45 выходе вырабатывается сигнал, пропорциональный массе груженого ковша Рг., формула (28). В период транспортировки груженного ковша, его разгрузки и транспортировки порожнего ковша на выходах блоков 27, 30 и 33 формируются сигналы, пропорциональные перемещениям ковша относительно каждого привода 2 Х д ,р, - формулы (24), (25) и (23). В этот же период блоками 28, 31 и 29 формируются сигналы, пропорциональные средним моментам на вдлах приводов механизмов тяги (М, ), подъема (М) и .поворота 11 10платформы (М,.ц ), т.е. реализуются формулы (19), (20) и (21). Указанные сигналы с выходов блоков 27-31 и 33 поступают на входы блока 32, на выходе которого формируется сигнал, пропорциональный затраченной работе на транспортировку ковша А - формут, ла (18). После разгрузки ковша в отвале блок 34 обеспечивает взвешивание порожнего ковша - формулы (28) - (30) в результате чего на выходе блока 35 формируется сигнал, пропорциональный количеству перемещенной горной массы в ь - м цикле экскавации Рг - формула (32). В процессе перемещения ковша в пространстве на выходе блока 37 формируется сигнал, пропорциональный вертикальному .расстоянию между точкой схода подъемного каната с головного шкива и центром тяжести ковша (Ь;) формулы (33) и (34). В процессе экскавации на выходах блоков 41. . .42 формируются сигналы, характеризующие вид работы Бдп ОР, = 1БЦп ОР =1, при этом используется выходной сигнал блока 36 Б 1 яп ОР = 1, который формируется при выполнении операций цикла экскавации в последовательности Б 18 п А = 1 - Б 1 п В = 1 . После окончания каждого цикла экскавации на выходе блока 43 формируется Б 1 яп Ц=1, если обеспечивается выполнение операций в следующей последовательности Б 18 п А=1 - Бх 8 п В=1 Б 1 рп С=1- - Бдп А =1. Блок 44 в процессе. экскавации за и циклов обеспечивает определение подготовленности горной массы к экскавации - формула (41), выходной сигнал с блока 44 по цепи Р поступает на выходной блок 5 для визуального считывания и, при необходимости, фиксируется на каком-либо носителе информации.Следует заметить, что в качестве вычислителя может быть использована микроЭВМ или контроллер с соответствующими программными обеспечениями, реализующие указанные вычислительные процедуры и их последовательность.Формула изобретенияСпособ контроля процесса заполнения ковша экскаватора-драглайна, основанный на измерении в процессе экскавации углов поворота валов двигателей механизмов подъема, тяги и поворота платформы, токов якорных цепей и цепей возбуждения указанных двига2 при этом контролируют выполнение цикла экскавации как последовательноевыполнение операции начала заполнения ковша, начала отрыва груженногоковша, начала разгрузки и начала заполнения ковша в последующем циклеэкскавации, а подготовленность горной массы к экскавации по К-му видуосновной работы определяют по форму- О ле Ки 1 ,С - длительяость операции заполнения ковша и длительность транспортирования груженного ковша, операции его разгрузки итранспортирования порожнего. ковша в -м цикле экскавации. 11 1 29831телей, определении режима работы основных узлов и механизмов экскаватора, определении начала заполнения ков"ша и начала отрыва груженного ковша,измерении длительности операции заполнения ковша, определении работы,затраченной на загрузку ковша, опре-.делении количества перемещенной горной массы в каждом цикле экскавации,контроле выполнения цикла экскавациии подсчете выполненного числа циклов,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения точности за счет, определения подготовленности горноймассы к экскавации, измеряют в плос где ивкости стрелы угол наклона плоскостиповоротной платформы к горизонту, измеряют приращение свисающей частиподъемного каната при заполнении ковша, измеряют момент на валу двигателя механизма подъема в процессе заполнения ковша, а затраченную на загрузку ковша работу определяют по суммар- А; А -ной работе приводов механизмов тягии подъема ковша, определяют началоразгрузки ковша, определяют работу,затраченную приводами механизмов тяги, подъема и поворота платформы натранспортирование груженного ковша,его разгрузку, транспортирование порожнего ковша, определяют длительностьтранспортирования груженного ковша,операции его разгрузки и транспортирования порожнего ковша, определяютвид черпания и вид основной работы, 351 о К, Р,. Е (Ат. + А) ) (т + ) число выполненных циклов экскавации;поправочный коэффициент, учитывающий вид черпания;количество перемещенной горной массы в -м цикле экскавации; затраченная работа на загрузку ковша и транспортированиегруженного ковша, его разгрузку и транспортирование порожнего ковша в -м цикле экскавации;1298311 Составитель И. НазаркинаРедактор Е. Папп Техред Н.Глущенко Корректор М. Пожо одписно 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород роектная,4 67/29 Тираж 607 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 113035, Москва, Ж, Рауш