Способ оперативного контроля использования экскаватора драглайна

(19 94 Я Я 1 . и" 9 ОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗО АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Государственный проектно-конструкторский и научно-исследовательский институт по автоматизации угольной промышленности "Гипроуглеавтоматизация" и Государственный проектныйнститут Гипрошахт(56) Авторское свидетельство СССРФ 1146369, кл, Е 02 Р 3/18, 1984,Авторское свидетельство СССРУ 1084393, кл. Е 02 Р 3/26, 1986.(54) СПОСОБ ОПЕРАТИВНОГО КОНТРОЛЯИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЭКСКАВАТОРА-ДРАГЛАЙНА(57) Изобретение относится к способам измерения параметров работы,выполненной драглайном при ведении открытых горных работ. Цель изобретения - повышение точности контроляпутем фактического использованияглавных приводов (П) экскаватора, Впроцессе экскавации измеряют угловые перемещения валов и токи якорных де- пей двигателей главных П, механизмов тяги, подъема и поворота платформы. Формируют сигнал начала подъема груженого ковша зЦп А=1 и сигнал начала разгрузки ковша зрп В=1. Измеряют токи цепей возбуждения двигателей П экскаватора. Определяют текущие значения А ., А , А ; средней величины работы, пройзводимой главными П, текущие значения суммарной величины работы,производимой главными П при транспортировке груженого ковша А и порожнего ковша Арр 1 -т порпо формулам Ар, =(Аь, Ат ом Ат 1 + АооВ 3(з 1 Рп А = 1; Апор; В = 1, где Атн- номинальное значение работы П механизмов тяги при транспортировке ковша. Использование главных П драглайнахарактеризуют при заполнении ковша величиной А .т а при транспортировке порожнего ковша - величиной А , . По сопоставлег.нию величин А. и А с Айном.ли П 0 рформируются соответствующие управля" ющие воздействия на главные П экскаватора. 2 ил.+ А ) / з 18 п В=1,т ном где А , АТф втекущие значения средней величины работы,производимойприводами механизмов тяги,подъема ковшаи поворота платформы;сигнал начала з 1 оп А=1 подъема груженого ковша;сигнал начала(п В= разгрузки ковша; Изобретение относится к измерению параметров работы, выполненной драглайном при ведении открытых горных работ, и предназначено для оперативного контроля использования экскаватора-драглайна путем измерения загрузки главных приводов экскаватора при выполнении операций цикла экскавации.Цель изобретения - повышение точности контроля путем учета фактического использования главных приводов экскаватора,Способ, основанный на измерении угловых перемещений валов приводов механизмов тяги, подъема ковша и поворота платформы, токов якорных цепей двигателей приводов механизмов тяги, подъема ковша и поворота платформы, формировании сигналов начала подъема груженого ковша и начала его разгрузки, дополняют операциями: измеряют токи цепей возбуждения двигателей приводов механизмов тяги, подьема ковша и поворота платформы, определяют начало операции заполнения ковша и текущие значения средней величины работы, производимой приводами механизмов тяги, подъема ковша и поворота платформы, с учетом которых определяют текущее значение суммарной величины работы, производимой приводами механизмов тяги, подъема ковша и поворота платформы при транспортировке груженого и порожнего ковша, определяемые по формулам А - номинальное знат нОмчение работыпривода механиз 5 ма тяги притранспортировкековша,Использование экскаватора-драглай.на при определенных параметрах пас 1 О порта экскавации и перемещаемой горной массы зависит от реализуемых управляющих воздействий машиниста экс"каватора,определяющих длительностьзаполнения ковша до установленного15 значения и, продолжительность транспортировки груженого и порожнего ковша,При заполнении ковша привод меха-.низма тяги играет определяющую роль,20 а привод механизма подъема - вспомогательную, при этом энергозатратыпривода механизма подъема приблизительно постоянны и составляют поряд".ка 207. общих энергозатрат на процессзаполнения. Привод механизма поворота при этом не работает. Следователь"но, интенсивность процесса заполненияковша при определенных параметрахэкскавируемой горной массы и паспор 30 та экскавации может характеризоваться энергозатратами (произведеннойработой) привода механизма тяги вкаждый момент времени.При транспортировке груженого ковЗ 5 ша при допущении постоянства уровня.заполнения ковша производительностьэкскаватора обратно пропорциональнадлительности цикла экскавации. Всвою очередь длительность цикла40 экскавации минимальна, если при транспортировке и разгрузке ковша операции цикла экскавации совмещены,а главные приводы развивают максимальную мощность, при этом ковш дви 4 Б гается по траектории, наиболее удаленной от стрелы экскаватора.Известно, что усилия в подъемном и тяговом канатах при постоянной массе ковша уменьшаются при удалении траектории движения ковша от стрелы,и чтоусилие в подъемном канате может бытьвыражено формулой сов 4 55 Я; = Р - Ц -- Т пРн 9 чъО, где Р - масса ковша;Ц - угол между тяговым канатоми горизонталью;горизонталью;- угол между прямой, проходящей через точки схода подь емного и тягового канатов с направляющих шкивов, и струной тягового каната.Тогда усилие в тяговом канате определяется по формуле15 Б; яЫ дБт п,т ьАпт гт 20 где яп тф 25 пт Тт Ч = агс соя и подъемного канато с направляющих шки( - г 1 АтномТт,/ яхдп В вов ориия боль/Б . де я и В = 1 г - сигнал начала раэ грузки ковша.Проведенные исследования подтвержЕдают,что значение А увеличиваетсяГР 1при удалении траектории ковша от осистрелы, Следовательно, если при вы полнении операций транспортированиягруженого и порожнего ковша формиро - т -гвать показатели А , А , машипоР тнист, максимизируя этот показатель,может увеличить производительность 50 экскаватора за счет более полногоиспользования мощности главных приводов, при этом обеспечивается снижение энергозатрат на единицу перемещенной горной массы эа счет обеспече ния перемещения ковша по наиболееэффективным траекториям для данныхусловий работы.На фиг. 1 приведена Функциональная схема устройства, реализующего екти ено ажением:ЯгртТт поЬ где БгРт Б ТНОМ Б поо т д у г ол меттду том и вертикалью;0 - угол между прямой, проходящей через точки схода подьемного и тягового канатов с направляющих шкивов, и где 1 ,. - длины свешивающихсяптттчастей подъемного и тягового канатов снаправляющих шкивов.расстояние между точками схода тягового Удаленные от стрелы траек движения ковша характеризуют шим значением отношения Б, Следовательно, показатель эф ности траектории переноса гр ковша может быть определен в текущее среднее значениеусилий, развиваемых главными приводами при транспортировке груженого ковша;номинальное усилие, разиваемое приводом механизма тяги ковша;текущее среднее значениеусилия, развиваемого приводом механизма поворотаплатформы. Текущее среднее значение усилийБ . имеет тем большую величину,Ечем дальше траектория отстоит отстрелы экскаватора.Аналогичное выражение можно эаписать, если использовать вместо усилий, развиваемых главными приводами, текущие средние значения работы, производимой указанными приводами гет тном поз; ЯВп А тт где дЦп А=1 - сигнал начала подъемагруженого ковша; ь 1поот по о поЬт побт т При переносе порожнего ковша отношение А,.А ; должно быть не менее такового для груженого ковша,поскольку ковш может транспортироваться в опрокинутом состоянии, т.е. удален от стрелы за линию самораэгрузки ковша. Следовательно, для оценки эффективности транспортировки порожнего ковша может быть использовано выражение, аналогичное для груженого ков- шагде залпа= 1 при условии вращения двигателя механизма тяги в направлении, обеспечивающем сматыванне каната с барабана,В - усилие в подъемномканате; Вб 72 Сигнал з 8 п А 1 в течение време-,ни, начиная от момента выполненияусловий (1) и до момента формирования сигнала зЦп В=1.40 Формируют в процессе экскавациисигнал начала разгрузки ковшазд 8 п 31 при одновременном выполнении условий д;/ Ь; , Ч( Ч,: зЦпВ=1 з 1 п А = 0зз.Вп С = 0(12) 50где Ч .- скорость движения тягового каната;- скорость. движения подъемного каната; 5предлагаемый способ; на фиг. 2 структурная схема вычислительного устройства,Предлагаемый способ включает измерение в процессе экскавации угловых перемещений валов приводов механизмов тяги (т .,), подъема (1) ковшат" ф ои поворота платформы (М.), якорных токов и токов цепей возбуждения двигателей приводов механизмов тяги (1 .; х . ) подъема (1 д; ), ковша и поворота платформы (1., ), Аормирование в процессе экскавации сигнала начала подъема груженого ковша зЦп А = 1 при одновременном выполнении условий где С - постоянная электродвигателя п механизма подъема ковша; где и = 5-15 - число интервалов интегрирования; 2О =0,05-0,1 с -длительность интервала интегрирования; Р=р" (1- ),ю н 1"где сР - магнитный поток насыщенияпдвигателя механизма подъемаковша,х - постоянная намагничиванияпдвигателя механизма подъемаковша; Р - масса порожнего ковша;"тю ф мт - длины подъемных и тяцп фговых цепей;- коэффициенты пропорциональности;- длины свисающих час"тей тягбвого и подьемного канатов;Ь - расстояние между точкамн схода тягового иподъемного канатов с1направляющих шкивов;зЦп В=О-отсутствие начала разгрузки ковша;зЦп С=О- отсутствие начала операции заполнения ковша.,д 1 тзЦп Ь = 1, если - +- с О,д 1:=132845 Сигнал зВп В=1 в течение времени,5 начиная от момента выполнения условий (12) и до момента формирования сигнала а 8 п С=1.Определяют начало операции заполнения ковша зддп С=1 при одновременном выполнении условий БЕ з 8 п Й з 8 п ада А зд 8 л В 0,5 Р1- 1Э(14) 15 го Использование главных приводовдраглайна характеризуется при заполнении ковша величиной Апри транс- - к25 портировке груженого ковша величинойА ., при транспортировке порожнегоги фЕковша величиной АПОР 1Комплекс технических средств дляреализации предлагаемого способа30 (фиг. 1) содержит датчики 1 угловповорота валов приводов механизмовтяги 2 подъема, 3 поворота платформы,вычислительное устройство 4.и связанный с ним выходной узел 5, Вычисли 35 тельное устройство 4 по цепям 6-13подключено к электрическим цепямэлектрооборудования экскаватора, апо цепям 14-27 в вычислитель 4 вводится нормативная информация,40Вычислительное устройство 4 содержит (фиг, 2) узлы 28 вычисления среднего значения тока возбуждения двигателя механизма подъема д., 29145 вычисления среднего значения токацепи якоря 1;, 30 и 31 вычислениятекущих значений длин подъемного1, и тягового 1 Т; канатов, 32вычисления среднего значения намагничивающиего потокаФ . двигателя ме"мханизма подъема, 33 определения усилия Б; в подъемном канате 34 и 35вычисления длин свисающих частейподъемного 7 и тягового Г канаЧ 1тов, 36 формирования сигнала началаподъема ковша з 18 п А; 37 определениярасстояния Й; между центром ковша ипрямой, соединяющей точки схода тягового и подъемного канатов с направляААТАС5 поЬ А,=(17) коэффициенты пропорциональностиуглы поворота валов привода механизмов тяги, подьема, поворота втечение АС К где К А 1ф лов 7чгде 1 = - ) (й 3 1; ЙС), ( )Ч1 где зщ 8 п Й = 1 - при условии вращения двигателя. механизма тяги в направлении, обеспечивающем наматываниеканата на барабан;А 1 тздрп Г = 1, еслиО,Сигнал зх 8 п С=1 в течение времени,начиная от момента выполнения условий (14) и до момента формированиясигнала з 8 п А=1 в очередном циклеэкскавации,Определяют текущие значения средней величины работы, производимойприводами механизмов тяги, подъемаковша и поворота платформы с ов г (,1 повс 1 С)(18) Определяют текущее значение сум-. марной величины работы, производимой приводами механизмов тяги, подъе 1 8ма ковша и поворота платформы при транспортировке груженого ковша где А- номинальное значение работы привода механизма тяги при транспортировке ковша;Определяют текущее значение сум" марной величины работы, производимой приводами механизмов тяги, подъема ковша и поворота платформы при транспортировке порожнего ковша- 50 9 13ющих шкивов, 38 опрецеления текущего значения Ь проекции свисающейО 1части подъемного каната 1 . на осьп 1стрелы, 39 Формирования сигнала начала разгрузки ковша я 18 п В, 40 вычисления среднего значения тока цепиякоря механизма тяги 1 , 41 определения уровня среднего значения 142 формирования сигнала начала заполнения ковша яоп С, 43 определенияскорости изменения среднего значениятока 1, , 44 вычисления среднего знаТ 1чения тока цепи якоря механизма поворота 1 , 45-47 определения текуиего среднего значения работы, производимой приводами механизмов тяги (А; )подъема (А ) и поворота платформыО 1(А в,), сумматоры 48 и 49,Вйходы узлов 28 и 29 подключенык соответствующим входам узлов 32 и33,выход узла 32 подключен к соответствующему входу узла 33, выход которого подключен к входам узлов Зб и42, выходы узлов ЗО и 3 1 подключенысоответственно к входам 34 и 35, выход .узла 34 подключен х входам узлов37 - 39, выход узла 35 подключен квходам узлов 38 и 39, выход узла 38подключен к входам узлов 36, 37 и39., выход последнего подключен квходам узлов 36, 42 и 49, выход узла37 подключен к входам узлов 36 и 39,выход узла 36 подключен к входамузлов 39, 42 и 48, выход узла 40 подключен к входам узлов 41, 43 и 45,выход узла 41 подключен к входу узла39, выход узла 42 связан с входамиузлов 36 и 39, выход узла 47 подключен к входам узлов 48 и 49, выход узла 43 подключен к входу узла42,выход узла 44 подключен к входуузла 47,выходы узлов 45-47 связаныс соответствующими входами узлов48 и 49.Устройство работает следующим образом.В процессе экскавации с выходовдатчиков 1-3 на вход вычислителя 4по шине А поступают сигналыЧ ., Ч В , характеризующие соответсто 1 ф по 61вующие текущие значения угловых перемещений валов приводов механизмовтяги, подъема ковша и поворота платформы, Одновременно по шине А в вычислитель 4 поступают сигналы 1.,п ф Н 061 ф т 1 ф п 1 1 н 061 й в Й 3яхВп б. 11 о шине В в вычислитель 4 вво дится нормативная информация: коэффи. 8451 10 циенты К, - К 1., 1 , 1, РНа выходе узла 28 вычислителя 4 формируется сигнал, пропорциональный(формула 5), в результате чего на выходе узла 32 формируется величина Ч; (формула 4). На выходе узла 29 Формируется сигнал, пропорциональный Т; (формула 3), который поступает на вход узла 33. На выходе последнего Формируется сигналпропорциональный усилию в подъемном канате Б; (формула 2). На выходах уэ" лов 30 и 3 1 формируются сигналы,пропорциональные 1 , 1 . (Формулы 10кп 1кт 1и 11), которые поступают на входыузлов 34 и 35, На выходах последнихФормируются сигналы, пропорциональные текущим значениям длин подъемно го 1 и тягового 1, канатов (формулы 7 и 9), которые йоступают навходы узлов 37-39. В результате это-.го на выходе узла 38 формируетсявеличина Е; (формула 8), на выходе 25 37 - д, (формула 6). В момент отрыва груженого ковша от забоя на выходе узла 36 формируется вЦп А=1 (фор"мула 1), который поступает на узел48, ях 8 п А=:1 в течение операции 30 транспортировки груженого ковша иях 8 п А=О при язеп В = 1 илияхдп С=1,На выходе узла 40 формиру-ется сигнал:,пропорциональный 1 . (Фор"Т 1мула 13), который поступает на входы 35 узлов 41, 43 и 45 по цепи 3 шины Б в выходной узел 5. На выходах узлов 41 и 43 формируются сигналы в 8 п Ь, вЦп 2, которые поступают в узлы 39 и 42.В начале разгрузки ковша в отвале на выходе узла 39 формируется сигнал я 8 п В=1 (формула 12), который поступает на входы узлов 36, 42 и 49, яЦп В=1 в течение операции транспортировки порбжнего ковша,ипри я 8 п А=О в 8 п С=О. На выходеузла 44 формируется сигнал, прапор"циональный 7,цв, (формула 18) который поступает на вход узла 47,На выходах узлов 45-47 формируются сигналы, пропорциональные выполненнымработам приводов механизмов тягиА , (формула 15, подъема А, форму"ла 16) ковша и поворота платформЫ 55 А(формула 17). Указанные сигналы йоступают на соответствующие вхо" ды узлов 48 и 49, на выходах которых вырабатываются сигналы, пропорцио 11 13284 нальные текущему значению суммарной величины работы, производимой приводами механизмов тяги, подъема и поворота платформы при транспортировке груженого А, (формула 19) и порожнего А, . (формула 20) ковша. Выходные сигналы с узлов 48 и 49 по цепям 1 и 2 шины Б поступают в выходной узел 5, где индицируются их значения10Машинист экскаватора, наблюдая в процессе заполнения ковша фактическое значение 1 при транспортиров-.т 1Еке груженого: ковша А и при транспортировке порожнего ковша 15 А . имеет возможность сопоставоОРлять их с соответствующими норматив.ными значениями для данных условий экскавации и реализовывать соответствующие управляющие воздействия на 20 главные приводы экскаватора,направленные на устранение рассогласования между фактическими величинами 1 ., А ., А ; и их нормативными знагР 1 фчениями. 25Таким образом, наличие указанной . информации о загрузке главных приводов экскаватора в процессе экскавации позволяет машинисту экскавато ра при выполнений каждой операции цикла экскавации производить оценку эффективности ее выполнения и тем самым дает возможность лучше использовать мощности главных приводов, что приводит к увеличению эксплуатационной производительности экскаватора.ф о р м у л а и з о б р е т е н. и я 40Способ оперативного контроля использования экскаватора-драглайна, включающий измерение угловых перемещений валов и токов якорных цепей двигателей приводов механизмов тяги, подъема ковша и поворота платформы, формирование сигналов начала подъема груженого ковша и начала его разгрузки, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения точности контро 51 12ля путем учета фактического использования приводов механизмов экскаватора, дополнительно измеряют токицепей возбуждения двигателей приводов механизмов тяги, подъема ковшаи поворота платформы, определяютначало операции заполнения ковша итекущие значения средней величиныработы, производимой приводами механизмов тяги, подъема ковша и поворота платформы, с учетом которых определяют текущие значения суммарнойвеличины работы, производимой приводами механизмов тяги, подъема ковшаи поворота платформы при транспортировке груженого и порожнего ковша поформулам т 1 гдеА., А., А," текущие средние значенияработы,производимой приводами механизмовтяги, подъемаковша и поворота платформы;вЦп А = 1 - сигнал началаподъема груженого ковша;вЦп В = 1 - сигнал началаразгрузки ковша;А - номинальноетномзначение работы привода механизма тягипри транспортировке ковша, сравнивают полученные текущие значения суммарной величины работы с нормативными и по величине рассогласования формируют управляющие воздействия на приводы механизмов экскаватора.1328451 Составитель В.Чупридактор И.Горная Техред И.Верес Корректор Л.Пилипе Подписное роизводствецно-полиграфическое предприят аказ 3460/33 ТиражВНИИПИ Государственнопо делам изобретен 113035, Москва, Ж606о комитета СССРй и открытийРаушская наб .,Ужгород, ул, Проектная