Способ автоматического учета основных показателей работы драглайна

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК А 1 4 Е 02. ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯВ СВИДЕ ТЕЛЬСТВУ ТОРСНОМУ(21) (22) (46) 4169177/29-03 26.12.86 07.09.88. Бюл Государственнорский и научиинститут по авпромышленности А. П. Максимо И, Г. Котлубо В, Г, Шевченк 133п проектно-конст- о-исследовательстоматизации угольрукткийной(72) С. В, Ворончикий, А,.С. Пермии А, И. Филиппе н ов,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ(56) Авторское свидетельство СССР 1 343043, кл. Е 21 С 47/00, 1972.Авторское свидетельство СССР 1 1170058, кл. Е 02 Р 3/48, 1983.(54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УЧЕТА ОСНОВНЬИ ПОКАЗАТЕЗЖЙ РАБОТЫ ДРАГЛАИНА (57) Изобретение относится к измере.нию параметров выполненной работы при проведении горных работ открытым способом с применением экскаватора-драглайна. Цель - повышение точности уче" та основных показателей работы драглайна. Для этого состояние простоя определяют как совпадение в течение С сигнала неподвижного состояния эк.Я 01421830 скаватора и величины тока в якорной цепи двигателя механизма подъема ковша, не превышающей 2-57. его номинального значения. Неподвижное состояние экскаватора определяют как выполнение условия равенства нулю отношения приращения в единицу времени угла между физической вертикалью и осью подвески инерционной массы к вращающейся части экскаватора в плоскости стрелы к этой же единице времени. Цикл экскавации определяют как последовательное выполнение операций черпания, транспортировки груженного ковша и его разгрузки, Длительность основной работы определяют как сумму длительности между операциями черпания и разгрузки ковша и длительности между операциями разгрузки ковша и черпания в последумпем цикле. Т.обр., при оп- С ределении указанных операций циклов11 экскавации реализуется принцип неопределенности". Он заключается в надежном формировании информации о факте свершения события (выполнении операции цикла) за счет потери информации о моменте времени свершения этого события. 2 ил.зп НТК = 1,операцию транспортировки груженогоковша определяют после выполнения 55 Изобретение относится к измерению параметров выполненной работы при проведении горных работ открытым спо- . собом с применением экскаватора-драг лайна, а именно при выполнении вскрышных работ по бестранспортным технологическим схемам, и, в частности, предназначается для учета количества вы-. полненной основной работы (подсчет 10 числа циклов экскавации), длительности выполнения основной работы и дли- тельности простоя.Цель изобретения - увеличение точности автоматического учета основных 15 показателей работы драглайна.Согласно изобретению измеряют длительности неподвижного состояния и вращения поворотной платформы, устанавливают два уровня загрузки ковша, 20 измеряют длительности работы двигателя механизма подъема ковша с низким (Т, ) и высоким (Т .) уровнями загрузки, длительность выполнения основной работы, включающую длительности выполнения операции черпания, разгрузки ковша и длительности периода между этими операциями в каждом цикле экскавации, угол между физической вертикалью и осью подвески инер ционной массы к вращающейся части экскаватора в плоскости стрелы длительность простоя, при этом состояние простоя (з 1.8 п П=1) определяют как совпадение в течение Т сигнала З 5 неподвижного состояния экскаватора и величины тока в якорной цепи .двигателя механизма подъема ковша, не превышающей 2 - 5 Х его номинального значения, а неподвижное состояние 40 экскаватора определяют как выполнение условия равенства нулю отношения приращения в единицу времени угла между физической вертикалью и осью подвески инерционной массы к вращающейся 45 части экскаватора в плоскости стрелы к этой же единице времени, при этом операцию черпания определяют как одновременное в течение не менее 2 с выполнение условий 501,111 операции черпания, как одновременноев течение не менее 2 с выполнениеусловий1 ъ 1,Н,Устз 3.р НТКОоперацию разгрузки ковша определяют после выполнения операции транспортировки груженого ковша как одновременное в течение не менее 2 с выполнение условий81 р 1 НТК = 1;Т,. - Т,у.С:,;где 1- ток якорной цепи двигателя механизма подъемаковша;С - установленное превышениедлительности отсутствиявращения поворотнойплатформы наддлитель ность наличия ее враще"ния 11- установленный уровеньтока якорной цепи двигателя механизма подъемаковша при транспортировке груженого ковша;С - установленное превышениедлительности работы двигателя механизма подъемаковша с низким уровнемзагрузки длительностиего работы с высокимуровнем загрузки;врь НТК = 1 - сигнал, характеризующийположение командоаппарата управления приводамеханизма тяги ковша,обеспечивающего наматывание тягового каната набарабан лебедки,цикл экскавации определяют как последовательное выполнение операций черпания, транспортировки груженого ковша и его разгрузки, а длительность вьюполнения основной работы определяюткак сумму длительности между операциями черпания и разгрузки ковша идлительности между операциями разгрузки ковша и черпаиия в последующем ци"кле экскавации.В предложенном способе обеспечивается с большей надежностью контрольвыполнения операций цикла. Так, приопределении операции черпания токякорной цепи двигателя механизмаподъема ковша может достигать 307номинального его значения, но приэтом не может превысить 1, так какв случае 1 ,1ковш отрывается 10от забоя и операция черпания прекращается. Поэтому выполнение первогоусловия выполнения операции черпания1. с 1позволяет машинисту при не"ь 15обходимости создавать значительныенагрузки привода механизма подъема(например, при быстром выборе "слабины" подъемного каната, при глубинахчерпания, близких к предельным и , 20т.д.). Кроме." того, при черпании по-,воротная платформа преимущественнодолжна находиться в неподвижном состоянии, в противном случае операциячерпания также физически неосуществима. Это обстоятельство в способеучитывается контролем выполнения вто. рого обязательного условия Т и. -Твр; 1 С где С = 4 - 8 с.Третье условие зЦп НТК = 1 является также обязательным при физическом осуществлении операции черпания,Совокупность же всех трех условий в,течение времени 1, (сЪ 2 с) позволяет надежно фиксировать выполнениеоперации черпания при всех возможныхвариациях параметров забоя и индивидуальных приемов по управлению экскаватором.При выполнении операции транспортировки груженого ковша, очевидно,должно выполняться первое условие1 п. 1 с обеспечивающее контрольуровня заполнения ковша. Величина1 определяется из следующих сообгражений. Известно, что 1, = 18 , =1,3 1 Р, где Е - коэффициент про 11порциональности, Б- усилие в подьемком канате от действия концевойнагрузки Р,. в зоне разгрузки ковша. 50Поскольку Р, = Р + Р,;, гдеР - масса порожнего ковша; Рмасса грунта в ковше, то, устанавливая минимальный уровень загрузкиковша в зависимости от условий. экскавации в пределах 60 - 80 от номинального значения, величина 1сможет быть определена из выражения 1 в м К Ро (Оф 0 ф ) гр нем где Р - номинальная загрузкагр нцмковша.При выполнении этой операции, как и в случае черпания, существенную роль могут играть вариации параметров забоя и индивидуальных приемов по управлению экскаватором. Учет этих факторов в предлагаемом способе обеспечивается контролем выполнения второго условия Т ер Т н. Ъ Сф которое характеризует цреимущественное состояние вращения поворотной платформы, Третье условие здп НТК = = 0 является также обязательным при осуществлении операции транспортировки груженого ковша (при зЦп,НТК = 1 ковш может разгрузиться), Совокупность всех трех условии в течение времени С, после выполнения операции черпания (здп 41) позволяет надежно фиксировать в указанных условиях выполнение операции транспортировки,груженого ковша.При выполнении операции разгрузки ковша обязательным условием является я 1 дп НТК = 1 и вторым - Т 1, - Т 8 у. ъ1 ъ, С (С. = 3 - . 5 с), которое обеспечивает надежный контроль установленной загрузки порожнего ковша. Если после разгрузки ковша длительность Тн превышает длительность Т неФменее, чем на С, то подтверждается в данной ситуации наличие разгруженного ковша.Совокупность указанных условий в течение времени 1 после выполнения операции транспортировки груженогооковша позволяет надежно фиксировать выполнение операции разгрузки при вариациях параметров паспорта экскавации и приемов по управлению экскаватором.Таким образом, при определении указанных операций цикла экскавации реализуется принцип "неопределенности", заключающийся в надежном формировании информации о факте свершения события (выполнении операции цикла) за счет потери информации о моменте времени свершения этого события.Объективньп контроль выполнения операций цикла в последовательности зЦп 4 = 1 - з 8 п ТГК1-(6) Тя Тр, 7 СвЦп НТК = 1,5вц,п Р 1,в свою очередь обеспечивает надежное определение цикла экскавации и длительности выполнения основной работы, включающей длительности выполнения операций чер 5 пания, разгрузки ковша и длительности периода между этими операциями.Состояние простоя определяется как совпадение в течение С сигнала неподвижного состояния экскаватора (воп НС = 1) и величины тока в якорной цепи двигателя механизма подъема ковша, не превышающей (0,02-0,05) 1где 1 о номинальный ток якорной цепи двигателя механизма подъема ковша.При этом неподвижным экскаватором считают, если где А у . = Юс, " с, - приращениес; с; с+.,26 угла между физической вертикалью и осью подвески инерционной массы и вращающейся части экскаватора в плоскости стрелы в течение отрезка времени де;дсСледовательно при вО от 9дс сутствует изменение положения поворотной части экскаватора в трехмерном пространстве, т.е. эКскаватор находится в неподвижном состоянии. Дополни" тельное условие по ограничению величины тока в якорной цепи двигателя механизма подъема ковша исключает из состояния простоя состояние неподвиж ного экскаватора с поднятым ковшом без включения механического тормоза.На фиг. 1 приведена структурная схема устройства для реализаций предлагаемого способа; на фиг. 2 - структурная схема вычислителяСпособ реализуют следующим образом,В прбцессе экскавации измеряют ток якорной цепи двигателя механизма подъема ковша 1. и определяют нали- . ие неподвижного состояния (вр Н = 1), отсутствие нагрузки привода механизма поворота и наличие вращения (вц,п Вр = 1) поворотной платфор- бб мы (наличие нагрузки привода механизма поворота).Измеряют длительность вращенйя поворотной платформы на интервале .Т дТвЦп Вр 1вЦпН 16 Р 1 танк4вдрк Н 1 вр 1 Вр 1 где п - число периодов дТ, наинтервале Х, Т ф 2030 с 1вЦп Врщ 1 - сигнал, характеризующийвращение поворотной платформы в любую сторону вщп Вр 1, если воп Н.щ О (3)(стрелкой показан переход от одного контролируемого состояния, например вп Вр щ 1, к другому контролируемому состоянию, например вщп Н 1).Измеряют длительность неподвижного состояния поворотной платформы на ин- тервалах где п " число периодов а Т, на интервале Т,.Определяют положение командоаппарата управления привода механизма тяги ковша, обеспечивающего наматывание тягового каната на барабан лебедки (вЦп НТК = 1) и выполнение операции черпания вЦп 4 = 1, если в течение С выполняются условияФ1 ь1 ь 1ь где й -. длительность совпадения кон-,контролируемых сигналов;1 - средний ток якорной цепидвигателя механизма подъемаковша при транспортировкепорожнего ковша;(13) Определяют выполнение операцииразгрузки ковша зра Р = 1, если после выполнения операции транспортировки груженого ковша (з 8 п ТГК = 1) в течение й, выполняются условия зрп НТК = 15где 1 - средний ток якорной цепи. в.чстдвигателя механизма подьема ковша при транспорти 20ровке груженого ковша с принятым уровнем его загрузкигде 1, - номинальный ток якорнойцепи двигателя механизма подъема ковша;Измеряют в процессе экскавации З 0 на интервалах Тч (Т = 15-20 с) длительность работы двигателя механизма подъема ковша с низким уровнем за- грузки з 18 п Р = 1140 где и - число периодов ЬТя, на инз 45тервале Т.Измеряют на интервалах Т длитель 1 еость работы двигателя механизма подъема ковша с высоким уровнем за- грузки и1тЕк тек=4-8 с.Определяют выполнение операциитранспортировки груженого ковшавЦп ТГК1, если после выполненияоперации черпания (зЦп Ч1) втечение С выполняются условия фь.чстт, - т с;1вЦп НТК О,1 (О, 5 - 1, О) 1 ,(8)1 1 ъ 1,3 1 л 1 ь 1,3 1 о 1, ( 1,3 11. 1,3 1 в(12) Устанавливают ниэкиц Тч и эысокццТ уровни загрузки ковша вч 1 при 1. с 1,3 1;1 в при 1. ъ 1,3 1 кп е где С - принимаемая константа,С=3 - 5 сОпределяют выполнение цикла экскавации путем контроля последовательного выполнения операций черпания (а 8 п Ч = 1), транспортировки груженого ковша (з 8 п ТГК = 1) и его разгрузки (зЦп Р = 1), т,е, еь.дп Ц = 1 если зз.ръ Ч = 1 - а 8 п ТГК 1)Суммируют. в процессе экскавациивыполненное число циклов экскавациив течение смены длительностью С Измеряют в процессе экскавации длительчость выполнения основной работы (работы по перемещению горной массы из забоя в отвал и возврат горожнего ковша в забой) где пЧ - число периоДов Ь т оси;интервале смены Т 1 Т12 ч;Ь. - длительность операции транспортирования порожнего ковшав -м цикле экскавации;где С - принимаемая константа,Сэ = 30 - 40 с;вЧп Ч, =1 - сигнал выполнения операции черпания в (1+1)-мцикле экскавации,Измеряют в процессе экскавацииугол между Физической вертикалью иосью подвески инерционной массы квращающейся части экскаватора в плоскости стрелы1.3тервале смены Т.Устройство содержит датчик 1 тока якорной цепи двигателя механизма подъема ковша, датчик 2 положения рукояти командоаппарата управления приводом поворота платформы, обеспечивающего неподвижное состояние платформы, датчик 3 положения рукояти командоаппарата управления приводом механиэма тяги ковша, обеспечивающего наматывание тягового каната на барабанлебедки, датчик 4 угла между физической вертикалью и осью подвески инерционной массы к вращающейся частиэкскаватора в плоскости стрелы, вычислитель 5, индикатор 6, Датчики 1-4подключены к соответствующим входам вычислителя 5, выходы которого связаны с индикатором 6.Вычислитель 5 (фиг. 2) содержит таймер 7, узел 8 измерения длительности вращения поворотной платформы,узел 9 измерения длительности нахождения поворотной платформы в неподвижном состоянии, узел 10 контроля операции черпания, узел 1 контроля операции . транспортирования груженого ковша,узел 12 измерения длитеЛьности работыдвигателя механизма подъема ковша снизким уровнем загрузки, узел 13 измерения деятельности работы двигателямеханизма подъема ковша с высоким уровнем загрузки, узел 14 контроляоперации загрузки ковша, узел 15 контроля неподвижного состояния экскаватора, узел 16 контроля состоянияпростоя экскаватора, узел 17 измере" ния длительности простоя экскаватора,узел 18 измерения длительности выполнения основной работы, узел 19 контроля выполнения цикла экскавации. Выход узла 7 подключен к входам узлов 8-18, выход узла 8 связан с входами узлов 10 и 11, выход узла 9 подключен к входам узлов 10 и 11, выходузла 10 подключен к входам, узлов 18 и 40 19, выход узла 11 связан с входом узла 19, выходы узлов 12 и 13 подключены к входам узла 16, выход которогосвязан с входами узлов 18 и 19, выходузла 15 подключен к входу узла 16,выход которого подключен к входу уз. -ла 17. Выход датчика 1 подключен к входам узлов 10-13, выход датчика 2 подключен к входам узлов 8 и 9, выход датчика 3 подключен к входам узлов 10, 11 и 14, выход датчика 4 подключен к.входам узла 15,- Выходы узлов 17-19 подключены к входам индикатора 6.Устройство работает следующим об,разом.В процессе работы экскаватора "с выходов датчиков 1-4 на входы вычислителя 5 поступают соответственно1 п1 ьь Т Т р.С 1 1 яоп НТК = 1,сигналы, пропорциональные току якорной цепи двигателя механизма подъемаковша 1., сигнал положения рукоятикомандоаппарата управления приводом5поворота платформы я 1 яп Н, сигналположения рукояти командоаппаратауправления приводом механизма тягиковша я 1 яп НТК, сигнал, пропорциональный углу между физической вертикальной и осью подвески инерционной массык вращающейся части экскаватора вплоскости стрелыВ результатес;этого на выходе узла 8 формируетсясигнал Т р р пропорциональный дли 15тельности вращения поворотной платформы - формулы (1) - (3), на выходеузла 9 сигнал Тпропорциональный,длительности неподвижного состоянияповоротной платформы - Формулы (4) и(5). На выходе узла 10 Формируетсяя 18 п Ч = 1 при соблюдении в течениевремени , условий (6) На выходе узла 11 формируется я 1 дп ТГК = 1 после25поступления на его вход сигналаяЦп Ч = 1 и при соблюдении в течениевремени С, условий (7)На выходе узла 12 формируется сигнал, пропорциональный длительности работы двигателя механизма подъема ковша с низкимЗОуровнем загрузки Т , - ФОРмУлы (9)и (1 О), на выходе узла 13 - сигнал,пропорциональный длительности работыдвигателя механизма подъема ковша свысоким уровнем загрузки Т б - формулы (11) и (12), Сигналы Т и Тпоступают на входы узла 14, на выходе которого Формируется яд 8 п Р = 1 40посде поступления сигкала я 1 яп ТГК = 1и выполнения в течение времениусловий (14). После формирования сигналов яЦп Ч = 1, я 8 п ТГК = 1,яхром Р = 1 узел 19 формирует я).дп Ц=1 - формула (15) и суммирует на интервале смены йчисло выполненных,циклов И - формула (16). На выходеузла 15 формируется сигнал я 1 яп НС =1 - условие (21), который поступает 50на вход узла 16, На выходе узла 16формируется сигнал я 1 яп П = 1, еслив течение времени С выполняются условия (22), В результате этого на выходе узла 17 формируется сигнал, пропор циональный длительности простоя экскаватора Т, - формулы (23) и (24)а на выходе узла 18 - сигнал Тосн,1 пропорциональный длительности основной работы экскаватора - формулы(17) - (20), Выходные сигналь узлов17-19 поступают на индикатор 6 длявизуального наблюдения машинистом,формула изобре тенияСпособ автоматического учета основных показателей работы драглайна, основанный на измерении тока якоря двигателя механизма подъема, определении наличия или отсутствия .нагрузки механизма поворота, определении вращения барабана тяговой лебедки, вывыполнении операций черпания, транспортирования груженого ковша, цикла экскавации, о т л и ч а ю щ и,й с я тем, что, с целью уве 3 тичения точности автоматического учета, измеряют длительности неподвижного состояния Тя. и вращения Т . поворотной платформы устанавливают два уровня загрузки двигателя механизма подъема, измеряют длительности работы двигателя механизма подъема с первым Т ну, и с вторым Туровнями загрузки, длительность выполнения основной работы, включающую длительность выполнения операций черпания, разгрузки и время между этими операциями в каждом цикле, экскавации, угол между физической вертикалью и осью подвески инерционной массы к вращающейся части экскаватора в плоскости стрелыдлительность простоя, при этом состояние простоя определяют как.совпадение в течение Ссигнала неподвижного состояния экскаватора и величины тока в якорной цепи двигателя . механизма подъема ковша, не превышаающей 2-57 его номинального значения, а неподвижное состояние экскаватора определяют как выполнение условия равенства нулю отношения приращения в единицу времени угла между физической вертикалью и осью подвески инерционной массы к вращающейся части экскаватора в плоскости стрелы к этой же единице времени, при этом операцию черпания определяют как одновременное в течение не менее 2 с выполнение ус- ловий1421830 13 ТьТ п.зстю Тр. -Т,. С,; 10 ехр НТК = О,20 ехп НТК = 1 где 1,операцию транспортировки груженогоковша определяют после выполнения операции черпания, как одновременное в течение не менее 2 с выполнение ус- ловий операцию разгрузки ковша определяют ,после выполнения операции транспортирования груженого ковша, как одно" временное в течение не менее 2 с выполнение условий- ток якорной цепи двигателя механизма подъемаковша;средний ток якорной це"пи двигателя механизма З 0подъема ковша при транспортировке порожнегоковша;- установленное превышениедлительности отсутствия 35 14вращения поворотной платФормы Над длительностьюналичия ее вращения привыполнении операции черпания;11, - установленный уровеньИ,усттока якорной цепи двигателя подъема при транспортировании груженогоковша;С - установленное превышение1длительности работы двигателя механизма подъемаковша с первым уровнемзагрузки над длительно-стью его работы с вторымуровнем загрузки;е 1.п НТК=1 - сигнал, характеризующийположение командоаппарата управления приводамеханизма тяги ковша,обеспечивающего наматы.- вание тягового каната набарабан лебедки,цикл экскавации определяют как последовательное выполнение операций черпания, транспортировки груженого ковша и его разгрузки, а длительностьвыполнения основной работы определяюткак сумму длительности между операциями черпания и разгрузки ковша и длительности между операциями разгрузкиковша и черпания В последующем циклеэкскавации.Составитель А, МартыновТехред Л,Олийнык Корректор С актор А. Коз ни аз 4394 е твенно-полиграфическое предприятие, г. Уж л, Проектная ои 8 Тираж 637ВНИИПИ Государственногопо делам изобретений 13035, Москва, Ж, Рауш Подписн омитета СС