Устройство для управления движением ковша экскаватора- драглайна

 

Изобретение относится к горной промышленности и позволяет повысить надежность и долговечность рабочего оборудования драглайна путем снижения его дина- .мических нагрузок. Для этого устройство снабжено блоком 26 согласования и блоками выделения наименьшего 28 и наибольшего 25 сигналов, включенными соответственно в контуры управления приводами 6 и 4 подъема и тяги. К входам блоков 25 и 28 подключены выходы регуляторов (Р) 10 и 16 штока подъемного 2 и тяговых канатов (ТК) 3 и выход Р 27 натяжения ТК (к блоку 28 - непосредственно, а к блоку 25 через блок 26). Управление движением ковша 1 осушествляется изменением выходных сигналов задатчиков 21 и 31 скорости подъемной 5 и тяговой 7 лебедок. При усилии в ТК, меньшем заданного значения, на входы управляемых преобразователей 11 и 17 приводов подъема и тяги поступают сигналы с выходов соответствуюших Р 10 и 16. При усилии в ТК, большем установленного в задатчике 29, сигнал на выходе блока 26 будет больше сигнала на выходе Р 10. Блок 28 выделяет наименьший сигнал управления приводом 6, который уменьшает усилие натяжения ТК. Блок 25 выделяет наибольший сигнал, который увеличивает усилие натяжения подъемных канатов 2. В результате снижаются динамические нагрузки тягового механизма и устраняются причины, вызывающие его перегрузки. 4 ил. i (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

1286694 (19) (11) (5ц 4 Е 02 F 9 20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) Зо 56694/29 03 (22) 02.07.85 (46) 30.01.87. Бюл. № 4 (71) Московский горный институт (72) М. С. Ломакин, А. М. Ромашенков и В. С. Косорыгин (53) 622.022.741 (088.8) (56) Ломакин М. С. Автоматическое управление технологическими процессами карьеров. М.; Недра, 1978, с. 63 — 74.

Авторское свидетельство СССР № 1084390, кл. Е 02 F 9/20, 1982.. (54) УСТРОИСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ

ДВИЖЕНИЕМ КОВША ЭКСКАВАТОРАДРАГЛАИНА (57) Изобретение относится к горной промышленности и позволяет повысить надежность и долговечность рабочего оборудования драглайна путем снижения его динамических нагрузок. Для этого устройство снабжено блоком 26 согласования и блоками выделения наименьшего 28 и наибольшего 25 сигналов, включенными соответственно в контуры управления приводами 6 и 4 подъема и тяги. К входам блоков 25 и 28 подключены выходы регуляторов (Р)

10 и 16 штока подъемного 2 и тяговых канатов (ТК) 3 и выход P 27 натяжения ТК (к блоку 28 — непосредственно, а к блоку

25 — через блок 26) . Управление движением ковша 1 осуществляется изменением выходных сигналов задатчиков 21 и 31 скорости подъемной 5 и тяговой 7 лебедок. При усилии в ТК,меньшем заданного значения, на входы управляемых преобразователей 11 и 17 приводов подъема и тяги поступают сигналы с выходов соответствующих P 10 и 16. При усилии в ТК, большем установленного в задатчике 29, сигнал на выходе блока 26 будет больше сигнала на выходе P

10. Блок 28 выделяет наименьший сигнал управления приводом 6, который уменьшает усилие натяжения ТК. Блок 25 выделяет наибольший сигнал, который увеличивает усилие натяжения подъемных канатов 2.

В результате снижаются динамические нагрузки тягового механизма и устраняются причины, вызывающие его перегрузки. 4 ил.

1286694

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для управления рабочим оборудованием экскаваторов-драглайнов.

Цель изобретения — повышение надеж5 ности и долговечности рабочего оборудования драглайна путем снижения его динамических нагрузок.

На фиг. I представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 — схема блока выделения наибольшего сигнала; на фиг. 3 — схема блока согласования; на фиг. 4 — схема блока выделения наименьшего сигнала.

Устройство для управления движением ковша драглайна включает рабочее оборудование в виде ковша 1 с подъемными 2 15 и тяговыми 3 канатами, двигатель 4 подъемной лебедки 5 и двигатель 6 тяговой лебедки 7. Управление двигателем 4 осуществляется блоком 8 регулирования скорости подьем ной лебедки 5, который содержит регулятор 9 напряжения, регулятор 10 тока, управляемый преобразователь 11, датчик 12 напряжения и датчик 13 тока двигателя 4 подъемной лебедки 5. Управление двигателем 6 тяговой лебедки 7 осуществляется блоком 14 регулирования скорости тяговой 25 лебедки 7, который содержит регулятор

15 напряжения, регулятор 16 тока, управляемый преобразователь 17, датчик 18 напряжения, датчик 19 тока двигателя 6 тяговой лебедки 7. На второй вход регулятора

9 напряжения блока 8 регулирования ско- ЗО рости подъемной лебедки 5 через блок 20 выделения сигнала управления приводом подъемной лебедки 5 поступают сигналы либо от задатчика 21 скорости подъемной лебедки 5, либо от регулятора 22 натяжения подъемных канатов 2, входы которого соединены с задатчиком 23 и датчиком 24 натяжения под.ьемных канатов. Вход управляемого преобразователя 11 двигателя 4 подьемной лебедки 5 соединен с выходом блока

25 выделения наибольшего сигнала управ- 40 ления приводом подъемной лебедки 5, на первый вход этого блока 25 поступает сигнал с выхода регулятора 10 тока привода подъема, а на второй — через блок 26 согласования с выхода регулятора 27 натяжения тяговых канатов 3. Вход управляемого

45 преобразователя 17 двигателя 6 тяговой лебедки 7 соединен с выходом блока 28 выделения наименьшего сигнала управления приводом тяговой лебедки 7, на первый вход блока 28 поступает сигнал с выхода регуля- 5р тора 16 тока привода тяги, а на второй— с выхода регулятора 27 натяжения тяговых канатов 3, входы которого соединены с выходами задатчика 29 и датчика 30 натяжения тяговых канатов 3. Задатчик 31 скорости тяговой лебедки 7 подключен к входу ре- 55 гулятора 15 напряжения блока 14 регулирования скорости тяговой лебедки 7.

Устройство работает следующим образом, Машинист управляет движением ковша драглайна 1 путем изменения выходных сигналов задатчиков 21 и 31 скорости подьемной 5 и тяговой 7 лебедок. На выходе задатчика 29 натяжения тяговых канатов 3 устанавливается сигнал, соответствующий, например, 90 — 950/р от стопорного значения усилия в тяговых канатах 3. При усилии в тяговых канатах 3, меньшем заданной величины, выходной сигнал регулятора 27 натяжения тяговых канатов 3 больше сигнала на выходе регулятора 16 тока привода тяги, а сигнал на выходе блока 26 согласования меньше, чем сигнал на выходе регулятора 10 тока привода подъема. Так как блок 28 выделения сигнала управления приводом тяговой лебедки является блоком выделения наименьшего сигнала, а блок

25 выделения сигнала управления приводом подъемной лебедки является блоком выделения наибольшего сигнала, то при усилии в тяговых канатах меньше заданного значения на входы управляемых преобразователей 11 и 17 приводов подъема и тяги поступают сигналы с выхода соответствующих регуляторов 10 и 16 тока и, таким образом, управление приводами подъемной и тяговой лебедок осуществляется в соответствии с сигналами управления машиниста.

При усилии в тяговых канатах, большем значения, установленного на выходе задатчика 29 натяжения тяговых канатов, выходной сигнал регулятора 27 натяжения тяговых канатов становится меньше, чем сигнал на выходе регулятора 16 тока привода тяговой лебедки 7, а сигнал на выходе блока 26 согласования больше, чем сигнал на выходе регулятора 10 тока привода подьемной лебедки. Блок 28 выделения наименьшего сигнала управления приводом тяговой лебедки, выделяя наименьший из двух сигналов, поступающих на его входы, подключает ко входу управляемого преобразователя 17 привода тяговой лебедки сигнал с выхода регулятора 27 натяжения канатов.

Под действием этого сигнала происходит уменьшение усилия натяжения тяговых канатов, что обеспечивает снижение динамических нагрузок рабочего оборудования и тягового механизма драглайна.

Блок 25 выделения наибольшего сигнала управления приводом подъемной лебедки, выделяя наибольший сигнал, подключает на вход управляемого преобразователя ll сигнал с выхода блока 26 согласования. Под действием этого сигнала происходит увеличение усилия натяжения подъемных канатов, что приводит к уменьшению срезаемой ковшом стружки или обходу им трудноопределимого препятствия. В результате обеспечивается снижение динамических нагрузок тягового механизма и устраняются

1286694 (4) 10

C3) 3 причины, вызывающие его перегрузки. Предлагаемое устройство для управления движением ковша драглайна может быть реализовано на основе операционных усилителей на интегральных микросхемах. Блоки выделения сигналов управления приводов подъема и тяги могут быть выполнены, например, в виде диодных схем с опорным напряжением. Блок согласования может быть выполнен на операционном усилителе, например, в виде пропорционально-дифференциального звена.

Электрическая принципиальная схема блока 25 выделения наибольшего сигнала и элементы, принятые для ее реализации, представлены на фиг. 2. Блок 25 выполняется в виде диодной схемы выделения наибольшего сигнала (диоды 32 и 33), подключенной на вход операционного усилителя 34. На входы блока 25 поступают сигналы от регулятора 10 тока привода подъема и от блока 26 согласования. При этом выделение наибольшего из поступающих сигналов осуществляется следующим образом.

Если оба входных напряжения положительны по отношению к потенциалу «операционной земли», то в проводящем состоянии находится тот диод, анод которого имеет более высокий потенциал. Большее из напряжений, поступающих на входы схемы выделения, открывает свой диод и будучи приложенным к катоду другого диода закрывает его. Например, если выходное напряжение блока 26 больше выходного напряжения регулятора 10 тока, то открыт диод 32, а диод ЗЗ закрыт. При этом выходное напряжение блока 25

U = — махс(1Ло 1-1и ) = Use .

Кз (Ц

1 2

Чтобы блок 25 выполнял свою функцию и при отрицательных напряжениях U и U, на резистор 35 подается отрицательное смещение — E Выходное напряжение блока

25 при этом также равно наибольшему из поступающих на их входы сигналов

U — — - л ахс (1Ао U à)

{2)

R2 где R, — обозначено позицией 36, Кз — 37.

При этом необходимо выполнение условия где (4пми и 11швх м — максимальное значение входных сигналов схемы выделения.

Для рассмотренной схемы выделения наибольшего сигнала о = 5В, Ц !Ьх Π— 1- Ьх26= +10В

Блок 26 согласования реализуется на операционном усилителе 34 в виде пропорционально-дифференциального звена согласно электрической схемы, представленной на фиг. 3.

Передаточная функция этого звена имеет вид

Для экскаватора ЭШ-20/90 значения параметров могут быть приняты k=3, Т=

= 0,025 с. На вход блока 26 согласования поступает сигнал с выхода регулятора 27 натяжения тяговых канатов. При усилии в тяговых канатах, меньшем заданной величины, которая устанавливается на выходе задатчика 29 натяжения тяговых канатов, выходное напряжение регулятора 27 натяжения тяговых канатов имеет положительную полярность по отношению к потенциалу

«операционной земли» и по величине большего выходного напряжения регулятора 16 привода тяги. Выходное напряжение блока

26 согласования при этом в соответствии со своей передаточной функцией и параметрами имеет отрицательную полярность по отношению к потенциалу «операционной земли» и по величине меньше выходного напряжения регулятора 10 тока привода подъема. Поэтому блок 25 выделения наибольшего сигнала в соответствии с выражением (2) подключает на вход управляемого преобразователя 11 привода тяги выход регулятора 10 тока привода подъема.

При усилии в тяговых канатах, большем заданной величины, выходное напряжение регулятора 27 натяжения тяговых канатов имеет отрицательную полярность по отношению к потенциалу «операционной земли».

Выходное напряжение блока 26 согласования при отрицательном входном сигнале с выхода регулятора 27 натяжения имеет положительную полярность по отношению потенциала «операционной земли» и становится по величине больше выходного напряжения 10 тока привода подъема, что обеспечивается указанным выбором параметров блока 26. В этом случае блок 25 выделения наибольшего сигнала обеспечивает подключение на вход управляемого преобразователя 11 привода подъема сигнала с выхода блока 26 согласования. Под действием этого сигнала происходит увеличение усилия подъем ных канатов. Введение в передаточную фукнцию блока 26 согласования дифференциальной составляющей позволяет обеспечить демпфирование коле1286694

U y — — 1 мин (U Ugy)

Ъ (7) 5 баний усилия в подъемных канатах, которые могут возникнуть в процессе регулирования.

Электрическая принципиальная схема блока 28 выделения наименьшего сигнала и элементы, принятые для ее реализации, представлены на фиг. 4. Блок 28 выделения наименьшего сигнала выполняется в виде диодной схемы выделения наименьшего сигнала (диоды 32 и 33) и резистора 35, подключенного к источнику опорного напряжения Е,, включенной на вход операционного усилителя на интегральной микросхеме 34.

На входы блока выделения наименьшего сигнала поступают сигналы с выхода регулятора 16 тока привода подъема и регулятора 27 натяжения тяговых канатов. Если выходной сигнал регулятора 16 тока привода тяги меньше выходного сигнала регулятора 27 натяжения тяговых канатов, то в проводящем состоянии находится диод 32 и диод 33 закрыт, так как напряжение наименьшего сигнала приложено к анодам как диода 32, так и диода 33.

Аналогично если меньшим будет сигнал регулятора 27 натяжения тяговых канатов, то в проводящем состоянии будет диод 33, а в закрытом диод 32. При этом на выходе блока 28 выделения наименьшего сигнала наименьшее, из поступающих на его входы напряжений

Выражение (6) имеет место при выполнении условия где Ц„, и U — м аксим альные значения напряжений сигналов на выходе регулятора

16 и регулятора 27.

Для рассмотренной схемы выделения или меньшего сигнала;

Ep = 15В> Um)p = U g7 =

Формула изобретения

Устройство для управления движением ковша экскаватора-драглайна, содержащее блоки регулирования скорости подъем ной и тяговой лебедок, в.которых датчик напря5

45 жения подключен к первому входу регулятора напряжения, а выход последнего соединен с первым входом регулятора тока, к второму входу которого подключен датчик тока якорной цепи приводного электродвигателя, и управляемые преобразователи, выходы которых подключены к приводным электродвигателям подъемной и тяговой лебедок соответственно, регулятор натяжения подъемного каната, первый вход которого подключен к датчику натяжения, а второй вход к задатчику натяжения, при этом выход регулятора натяжения подъемного каната подключен к первому входу блока выделения сигнала, к второму входу которого подключен задатчик скорости подьемной лебедки, выход блока выделения блока сигнала подключен к второму входу регулятора напряжения блока регулирования скорости подъемной лебедки, регулятор натяжения тягового каната, первый вход которого подключен к датчику натяжения, а второй вход — к задатчику натяжения, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и долговечности рабочего оборудования экскаватора-дра гл ай на путем снижения его динамических нагрузок, оно снабжено блоком согласования, блоком выделения наибольшего сигнала и блоком выделения наименьшего сигнала, при этом первый вход блока выделения наименьшего сигнала подключен к выходу регулятора тока блока регулирования скорости тяговой лебедки, второй вход блока выделения наименьшего сигнала подключен к входу блока согласования и выходу регулятора натяжения тягового каната, а выход блока выделения наименьшего сигнала подключен к входу управляемого преобразователя блока регулирования скорости тяговой лебедки, первый вход блока выделения наибольшего сигнала подключен к выходу регулятора тока блока регулирования скорости подъемной лебедки, второй вход блока выделения наибольшего сигнала подключен к выходу блока согласования, а выход блока выделения наибольшего сигнала подключен к управляемому преобразователю блока регулирования скорости подъем ной лебедки, причем выход задатчика скорости привода тяги подключен к второму входу регулятора напряжения блока регул ирова ния скорости тяговой лебедки.!

286694

8 &a

<817 = ЯК Az= ug 3

= - Ti ток(/Уу р цЦ фиг. 2

37 Ох! 76 8х2 = 27 — min (iiiizt, на) 3

Составитель В. Чуприн

Редактор Н. Киштулинец Техред И. Верес Корректор А. Обручар

Заказ 7688/29 Тираж 628 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4