Способ контроля положения ковша экскаватора-драглайна

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5Н 4 E 02 F 9/24

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCKOIVIV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

\ (Р2

1 2

Р2 ) т

Е,— и;

-А

+ tij,ò + 01т49 Р,„т т ки, т кт

P-u,» Рчт ги 9 rT

L подъемного канатов с направляющих шкивов; углы наклона стрелы и поворотной платформы к горизонту.

F, Е„;

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3792104/29-03 (22) 20.09.84 (46) 23.03.86. Бюл. и 11 (71) Государственный проектно-конструкторский и научно-исследовательский институт по автоматизации угольной промьппленности (72) Н.Б.Бирман, С.В.Ворончихин, И.Г.Котлубовский, А.С.Перминов и А.И.Филиппенко (53) 621.879 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N9 504855, кл. E 02 F 3/86, 03.11.69.

Авторское свидетельство СССР

9 827709, кл. Е 02 F 9/24, 13.06.79. (54) (57) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ПОЛОЖЕНИЯ

КОВША ЭКСКАВАТОРА-ДРАГЛАЙНА, включающий измерение длин свешивающихся частей тягового и подъемного канатов, формирование сигнала нахождения ковша в опасной зоне, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью упрощения и повышения надежности., измеряют угол наклона плоскости поворотной платформы, определяют текущее значение абсциссы движущегося ковша в плоскости стрелы по формуле

V.= r — L . .cos (с +p.) + и hi с (Ес - », ) э определяют текущее значение координатного коэффициента йо формуле

„„SU„„1219754 A а сигнал нахождения ковша в опасной зоне формируют при значениях

К; ". 0,75 — 0,7, где Р„; = Р„„+ P „+ 0,12P „ длины свешивающихся частей подъЕмного и тягового канатов; длины подъемных и тяговых цепей; радиусы вращения точек схода с направляющих шкивов подъемного и тягового канатов; расстояние между точками схода тягового и

1219754

<т т< (Е Ч т ) < Р, ь„"«(

lI 1г1 где S S

11 нсилия в тяговом и подьP

1-1 1

Г, = -+p

Е

С °

Из фиг

II 5

О cos (6; + г„) (90 -Ci-P„) Я = S т (12

20 после подстановки (3) в (2) и преобразований имеем

S cos (Е -Y ) = S sin т 1 tl (3) для оси OY: — P1) — cos (с; + Ч sin (E; — 11-„) (4) cos (E †Р, ) или же тогда

11

1т1

d; ) (13)

Рк

К.

1-1

Р у c os (Š— т )

S sin (Е„+Е, ) можно записать (фиг. 1) (5)

30 (Ь) откуда

cos (Š— 1 )

U l< l rT

i т

Т (7) + d, sin (F, +Е„;) (14) где

40 ьг ь

h l (12. р ) (15) Р„ !

S„

UK, — rT

Гт, sin (Рп Чт) (8) К;

По теореме синусов имеем:

45 т1 кт1

sin (e — f ) т

s in т т1

sin% т

/ 1г (18) ьг

l1l Ф

Т„; (9) sin (90

1 (1 P) 1

sin 1 1

Ч 11 ь т31,e„„„ откуда

sin „

КО

Ь d

1 (12)

1<1 т1

s1n (т + Ч ) Изобретение относится к автоматическому измерению эксплуатационных параметров экскаватора-драглайна при выполнении вскрышных бестранспортных работ и, в частности, предназначается для контроля положения ковша в плоскости стрелы.

Цель изобретения — упрощение и повьппение надежности определения опасной зоны нахождения ковша.

Действительно, из условия равновесия сил и усилий в тяговом и подьемном канатах для точки К (фиг.1) вдоль оси OU можно написать следующее уравнение: тогда выражение (5) с учетом (7) можно переписать следующим образом: емном канатах; углы сходов тягового и подъемного канатов с направляющих шкивов; масса ковша; фактический угол наклона стрелы к горизонту; углы наклона стрелы и поворотной платформы к горизонту.

1 следует, что

Текущее значение абсциссы движущегося ковша в плоскости стрелы определяют по формуле:

U = г — Ь..cos (Е +Г ) +

35 к1 и

hl с

+ Г + 0,128 „, (16)

+ Г, + 0,49 Г..., (17) длины свешивающихся частей подъемного и тягового канатов; длины подъемных и тяговых цепей; г„, r — радиусы вращения точек схода с направляющих шкивов подъемного и тягового канатов; .

12 — расстояние между точками схода тягового и подъемного канатов с направляющих шкивов (условная ось стрелы) .

Следует отметить, что величина определяемая по формуле (14), учитывает фактический угол наклона плоскости платформы к горизонту

hr т.е. координатный коэффициент К, учитывает соответствующее изменение допустимого положения ковша и стрелы в зависимости от значения Е„;

В экскаваторах по конструктивным соображениям выдерживается соотношение

1,5 P к нам r

4 м кс т.е. максимальное усилие в подъемном канате S равно полуторакратной массе (номинальное значение) груженого ковша. Отсюда следует,что предельная величина координатного. коэффициента равна

К = ††-- = 0,666 пре, 1,5

Следовательно, при К; = 0,666 должна срабатывать защита и отключать главные приводы.

Экспериментально установлено, что при К; (0,75-0,7 (в зависимости от конструктивных особенностей экскаватора) достаточно подавать машинисту экскаватора сигнал о нахождении ковша в опасной зоне и он успевает предпринять необходимые меры по выводу ковша на безопасную траекторию движения.

На фиг. 1 показана расчетная схема для определения координатного коэффициента; на фиг. 2 — структурная схема системы, реализующей способ контроля положения ковша экскаватора-драглайна.

Предлагаемый способ включает следующие основные операции: измеряют " в процессе экскавации длину свешивающейся части тягового каната (М ); кт измеряют в процессе экскавации длину свешивающейся части подъемного каната (У „. ); измеряют угол наклона плосК(( кости поворотной платформы (с„;); определяют текущее значение абсциссы движущегося ковша в плоскости стрелы (U„;) по формулам (14)-(18); определяют текущее значение координатного

19754 4 коэффициента К, по формуле (13), формируют сигнал нахождения ковша в опасной зоне

sign 03 = 1, если К. (О, 75 — О, 7.

Таким образом, в процессе экскавации обеспечивается формирование сигналов о нахождении ковша в опасной зоне. Машинист, используя указан— ные сигналы, срочно выводит ковш в безопасную зону, тем самым обеспечивая безопасность эксплуатации экскаватора. Следует заметить, что согласно предлагаемому способу при определении абсциссы движущегося ковша U учитывается угол наклона поворотной платформы к горизонту ., н поэтому при определении текущего значения координатного коэффициента

К,, также учиты«ается и угол F

Поскольку граница опасной эоны определена при Я . = О, то учет фактических значений модуля и знака угла С„; позволяет фс.рмировать сигнал нахождения ковша в опасной зоне Sign 03= — всегда в расчетной точке опасной боны,, величина которой определена на интервале 0,7-0,?5. Таким образом, угол наклона поворотной платформы но влияет на погрешность определения границы опасной эоны, т.е. увеличивается надежность способа.

Пример технической реализации способа показан на фиг. 2.

В состав системы входят датчики длин свисающих частей подъемного 1 и тягового 2 канатов, датчик 3 угла наклона плоскости поворотной платформы к горизонту, вычислитель 5, выходной индикатор 5. Датчики 1-3 подключены к соответствующим входам вычислителя 4, выход которого подключен к выходному индикатору 5.

Вычислитель 4 содержит следующие функциональные узлы: узел 6 определения длины ветви подъемного каната, узел 7 определения длины ветви тягового каната, узел 8 суммирования углов, узел 9 определения проекции ветви подъемного каната, узел 10 определения расстояния центра тяжести ковша от условной оси стрелы, узел 11 определения абсциссы положения ковша, узел 12 определения значения координатного коэффициента, узел 13 формирования сигнала нахождения ковша в опасной зоне, Выход

1219754 узла 6 подключен к входам узлов 9, 10 и 12; выход узла 7 подключен к входу узла 9, выход узла 8 подключен к входу узла 11, выход узла 9 подключен к входам узлов 10 и 11, выход узла 10 подключен к входам узлов 11 и 12. Другие входы узла 12 подключены к выходу узла 11 и к входу узла 9. Выход узла 12 подключен к входу узла 13.

Рабата системы происходит следующим образом.

В процессе экскавации при перемещении ковша B плоскости стрелы с выходов датчиков 1-3 на вход вычислителя 4 поступают сигйалы) пропорциональные длинам свисающих частей подъемного 7 . и тягового

K)) j канатов, угла наклона поворотной платформы „, . Узел 6 формирует на выходе сигнал, пропорциональный длине 7 . ветви подъемного каната (16).

Qj

На выходе узла 7 формируется сигнал, пропорциональный длине 1, ветви тягового каната (17).

Иа выходе узла.8 формируется сигнал F., пропорциональный сумме yrt лов наклона стрелы, и поворотнаи платформы Е;. В результате поступления на входы узла 9 величин

L формируется сигнал, пропорциональный L (15) который поступает на входы узлов 10 и 11. На выходе узла 10 формируется сигнал,пропорциональный d; (18), а на выходе узла 11 — сигнал, пропорциональный

U (14) . Ha выходе узла 12 вырабатыk,) вается сигнал, пропорциональный величине координатного коэффициента

К (13). Узлом 13 анализируется ве5) личина К; и, если К, (О, 75-0, 7, вырабатывается сигнал нахождения . ковша в опасной зоне Sign 03=1, который поступает на выходной индикатор 5.

Машинист экскаватора, получив сигнал нахождения ковша в опасной зоне, экстренно переключает приводы тяги и подъема в режимы, обеспечивающие сматывание тягового и подъемно.) га канатов с барабанов соответствующих лебедок.

Практическое использование способа позволяет увеличить эксплуатацион—

2п ную производительность драглайна как за счет уменьшения вероятности появления аварий (удар ковша а стрелу, затягивание элементов крепления ковша в блок наводки или в головной

25 шкив), так и за счет перемещения ,ковша с максимальной скоростью вблизи зоны растяжки ковша без необходимости постоянного проведения машинистом экскаватора анализа взаимного расположения ковша и стрелы и прогнозирования их взаимного расположения на ближайший момент времени.

Последнее обстоятельство, кроме того, снижает утомляемость машиниста экскаватора, что также способствует

35 увеличению эксплуатационной производительности экскаватора.

1219754

Составитель И.Назаркина

Редактор С.Лыжова Техред И.Верес Корректор Л.Патай

Заказ 1301/41 Тираж 641 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", r.Óæroðîä, ул.Проектная,4