Способ оперативного контроля использования экскаватора- драглайна

 

Изобретение относится к способам измерения параметров работы,выполненной драглайном при ведении открытых горных работ. Цель изобретения - повьшение точности контроля путем фактического использования главных приводов (П) экскаватора. В процессе 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 sign и сигнал начала разгрузки ковша sign . Измеряют токи цепей возбуждения двиг зте- -лей П экскаватора. Определяют текупще значения А hi 0061 средней величины работы , производимой главными П, текущие значения суммарной величины работы,производимой главныгруженого А ми П при транспортировке ковша . и порожнего ковша по формулам Арр, t (А,,,- А Ji Aftoeiljsign А 1; , пор t тном АГ,+ А AoBi I/sign t(A,, В 1, где А-гном номинальное значение работы П механизмов тяги при транспортировке ковша. Использование главных П драглайна характеризуют при заполнении ковша величиной А а при транспортировке порожнего ковша - величиной А„.. . По сопоставлению величин . и . с А Тном формируются соо тветствующие управляющие воздействия на главные П экскаватора . 2 шт. Ь

СОЮЗ СОНЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕа)УБЛИК (19) (И) (59 4

® я щ() и ; "

Р

t !

)

k ъ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4050752/29-03 (22) 17.03.86 (46) 07.08 ° 87 ° Бюп, )(29 (71) Государственный проектно-конструкторский и научно-исследовательский институт по автоматизации угольной промышленности "Гипроуглеавтоматизация" и Государственный проектный нститут Гипрошахт ,(72) А,Ф.Васильев, И.P.Áó÷èí, В.И.Енина, А.И.Филиппенко и А.С.Руппо (53) 62 1.879.38(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1146369, кл. E 02 F 3/18, 1984.

Авторское свидетельство СССР

У 1084393, кл. Е 02 F 3/26, 1986. (54) СПОСОБ ОПЕРАТИВНОГО КОНТРОЛЯ

ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЭКСКАВАТОРА-ДРАГЛАЙНА (57) Изобретение относится к способам измерения параметров работы,выполненной драглайном при ведении открытых горных работ. Цель изобретения — повышение точности контроля путем фактического использования главных приводов (П) экскаватора. В процессе экскавации измеряют угловые перемещения валов и токи якорных де-I пей двигателей главных П . механизмов тяги, подъема и поворота платформы.

Формируют сигнал начала подъема груженого ковша sign А=1 и сигнал начала разгрузки ковша sign В=1. Измеряют токи цепей возбуждения двигате-лей 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 А

-а

ГР! -Е дое по формулам А,,; = f (А А т ом т1 + Аhoki 3!з1рп А = 1у А„о„В = 1, где А„„„„ — номинальное значение работы П механизмов тяги при транспортировке ковша. Использование главных П драглайна характеризуют при заполнении ковша величиной А .>

TI а при транспортировке порожнего ковша — величиной А, . По сопоставлеK нию величин А„. и А„, . с Атмом .>Pi rl0P ( формируются соответствующие управля" ющие воздействия на главные П экскаI ватора. 2 ил.

132845i

А (Ti

+ А«!1; ) / sign À=1, т н(1м е А т(+ A„ s, ) sign ном где А, A

Ti в(А

n(i!! i текущие значения средней величины работы, производимой приводами механизмов тяги, подъема ковша и поворота платформы; сигнал начала

si(„n А=! подъема груженого ковша;

СИГ11аЛ 11аЧЯЛ 1

s l(??n 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 ном чение работы привода механиз5 ма тяги при транспортировке ковша.

Использование экскаватора-драглайна при определенных параметрах пас-! и порта экскавации и перемещаемой горной массы зависит от реализуемых управляющих воздействий машиниста экскаватора,определяющих длительность заполнения ковша до установленного !

5 значения и. продолжительность транспортировки груженого и порожнего ковша.

При заполнении ковша привод меха-. низма тяги играет определяющую роль, 20 а привод механизма подъема — вспомо-. гательную, при этом энергозатраты привода механизма подъема приблизительно постоянны и составляют поряд". ка 207. общих энергозатрат на процесс заполнения. Привод механизма поворота при этом не работает. Следователь" но, интенсивность процесса заполнения ковша при определенных параметрах экскавируемой горной массы и паспорЗО та экскавации может характеризоваться энергозатратами (произведенной работой) привода механизма тяги в каждый момент времени.

При транспортировке груженого ковЗ5 ша при допущении постоянства уровня. заполнения ковша производительность экскаватора обратно пропорциональна длительности цикла экскавации. В свою очередь длительность цикла

40 экскавации минимальна, если при транспортировке и разгрузке ковша операции цикла экскавации совмещены, а главные приводы развивают максимальную мощность, при этом ковш дви4 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 что усилие в подъемном канате может быть выражено формулой

cos 4

ss s„; = Р -Y — T п>и9>ч>0, где P — масса ковша;

Ч вЂ” угол между тяговым канатом и горизонталью;

13284) 1

sin дslnii)sh ь1 о

Ч = are cos

1 где

Т1.

/signB=1

40 где S г.

rpi

5 тнрм

S пРр, д. — угол мея ду подъемным канатом и вертикалью; угол между прямой, проходящей через точки схода подьемного и тягового канатов с направляющих шкивов, и горизонталью; — угол между прямой, проходящей через точки схода подьемного и тягового канатов с направляющих шкивов, и струной тягового каната.

Тогда усилие в тяговом канате определяется по формуле — длины свешивающихся т1 частей подъемного и тягового канатов с направляющих шкивов. — расстояние между точками схода тягового и подъемного канатов с направляющих шкивов.

Удаленные от стрелы траектории движения ковша характеризуются большим значением отношения S,,/S .... т.1

Следовательно, показатель эффективности траектории переноса груженого ковша может быть определен выражением

-т Б

+ Я рг1 S тнрм прЬ т1 текущее среднее значение усилий, развиваемых главными приводами при транспортировке груженого ковша; номинальное усилие, раз.-иваемое приводом механизма тяги ковша; текущее среднее значение усилия, развиваемого приводом механизма поворота платформы.

Текущее среднее значение усилий

S . имеет тем большую величину, Е чем дальше траектория отстоит от стрелы экскаватора.

Аналогичное выражение можно эаписать, если использовать вместо усилий, развиваемых главными приводами, текущие средние значения работы, производимой указанными приводами

A,å„; А А „o,„+ .А ц. ) /sign A=1, тi где sign A=1 — сигнал начала подъема груженого ковша;

o.t

20 АррБ1 = 1 раб (поЬ-; Siiogi

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 ковша где sign В = 1 — сигнал начала раэгрузки ковша.

Проведенные исследования подтверж— а дают,что значение А увеличивается

rp> при удалении траектории ковша от оси стрелы, Следовательно, если при вы45 полнении операций транспортирования груженого и порожнего ковша формиро— т -г вать показатели А, А, машиrpi nop i нист, максимизируя этот показатель, может увеличить производительность

50 экскаватора за счет более полного использования мощности главных приводов, при этом обеспечивается снижение энергозатрат на единицу перемещенной горной массы эа счет обеспече55 ния перемещения ковша по наиболее эффективным траекториям для данных условий работы.

На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства, реализующего

1328451 (5) 15 <т кт + т + Оэ49. 1.u,r (9) .; = 1 "- (10) sign a

d1

sign В

sign С

2,6 P (1) 20

0,6

= 0

2 где sign a = 1 при условии.вращения двигателя механизма тяги в направлении, обеспечивающем сматыванне каната с барабана,  — усилие в подъемном канате;

S н а872

S„

Сигнал sign А1 в течение време-, ни, начиная от момента выполнения условий (1) и до момента формирования сигнала sign B=1, 40 Формируют в процессе экскавации сигнал начала разгрузки ковша

sign В1 при одновременном выполнении условий

Я ф

0,6

d1j L„1 Ъ ri ун

sign B = 1

sign А = О

sign С = О (12} (4) 50 ю где V . — скорость движения тягового каната; у а и — скорость движения подъемного каната;

5 предлагаемый способ; на фиг. 2 структурная схема вычислительного устройства.

Предлагаемый способ включает измерение в процессе экскавации угловых перемещений валов приводов механизмов тяги (М ..), подъема (4„) ковша т " о и поворота платформы („„ .), якорных токов и токов цепей возбуждения двигателей приводов механизмов тяги (Т .; i -. ) подъема (I„,, i ), ковша и поворота платформы (1„ ... i ), Аормирование в процессе экскавации сигнала начала подъема груженого ковша

sign А = 1 при одновременном выполнении условий где С - постоянная электродвигателя п механизма подъема ковша; где q = 5-15 — число интервалов интегрирования;

t — t !

at -=0,05-0,1 с -длительность интервала интегрирования;

Р = Чр" (1 — I. ), нм 1" т где Р— магнитный поток насыщения п двигателя механизма подъема ковша, i — постоянная намагничивания п двигателя механизма подъема ковша;

Р— масса порожнего ковша;

d. -- j t . - L ;. (6) н ni

:С М + f Ä + О, 12 т„„3 (7) — длины подъемных и тяцп з говых цепей; — коэффициенты пропорциональности; — длины свисающих час" тей тягбвого и подьемного канатов;

Ь вЂ” расстояние между точкамн схода тягового и подъемного канатов с

1 направляющих шкивов; эЦп В=О- отсутствие начала разгрузки ковша;

sign С=О- отсутствие начала операции заполнения ковша.. л1

sign 5 = 1, если +. О, 6

So

Е

sign d

sign

sign А

sign В

Оь5 Ро

1 — 1

Э

= О

= О (14) 15

1 Я Рт. гДе 1 = - (1"" .; "), (,3)

Ч

t — t

Сигнал sign В=i в течение вРемени, 5 начиная от момента выполнения условий (12) и до момента формирования сигнала sign С=1.

Определяют начало операции заполнения ковша sign C=i при одновременном выполнении условий

1 8 ма ковша и поворота платформы при транспортировке груженого ковша

rpe AT„ — номинальное значение работы привода механизма тяги при транспортировке ковша;

Определяют текущее значение суммарной величины работы, производимой приводами механизмов тяги, подъема ковша и поворота платформы при транспортировке порожнего ковша

А

ht

gt

5 ПОЬ1 (15) А,= (16) (17) AooS1

oob i где К д коэффициенты пропорциональности; углы поворота валов привода механизмов тяги, подьема, поворота в течение Аt

t — t

2 11

zt

AS i

q т . = — +(t, J I„„„dt) . (18) Определяют текущее значение сум-. марной величины работы, производимой приводами механизмов тяги, подъегде зх@п Й = 1 — при условии вращения двигателя. механизма тяги в направлении, обеспечивающем наматывание каната на барабан; т1

sign Г = 1, если 1 О.

Сигнал sign C=1 в течение времени, начиная от момента выполнения условий (14) и до момента формирования сигнала sign А=1 в очередном цикле экскавации, Определяют текущие значения средней величины работы, производимой приводами механизмов тяги, подъема ковша и поворота платформы

Использование главных приводов драглайна характеризуется при запол. нении ковша величиной А ., при транс.

- — r

25 портировке груженого ковша величиной

А ., при транспортировке порожнего

ГР1 Е ковша величиной А

ПОР 1

Комплекс технических средств для реализации предлагаемого способа

30 (фиг. 1) содержит датчики 1 углов поворота валов приводов механизмов тяги 2 подъема, 3 поворота платформы, вычислительное устройство 4.и связанный с ним выходной узел 5. Вычисли35 тельное устройство 4 по цепям 6-13 подключено к электрическим цепям электрооборудования экскаватора, а по цепям 14-27 в вычислитель 4 вводится нормативная информация, 40

Вычислительное устройство 4 содержит (фиг. 2) узлы 28 вычисления среднего значения тока возбуждения двигателя механизма подъема д„., 29

1 вычисления среднего значения тока цепи якоря I„;, 30 и 31 вычисления текущих значений длин подъемного

1 „„, и тягового Х „т; канатов, 32 вычисления среднего значения намагничивающиего потокаФ, двигателя меoi ханизма подъема, 33 определения усилия Б„; в подъемном канате 34 и 35 вычисления длин свисающих частей подъемного 7„„ и тягового Г канаТ1 тов, 36 формирования сигнала начала подъема ковша sign А; 37 определения расстояния d; между центром ковша и прямой, соединяющей точки схода тягового и подъемного канатов с направля— 50

9 .13? ющих шкивов, 38 опрецеления текущего значения L проекции свисающей

Г 1 части подъемного каната 1 . на ось п стрелы, 39 формирования сигнала начала разгрузки конша э18п В, 40 вычисления среднего значения тока цепи якоря механизма тяги I,, 41 определения уровня среднего значения

42 формирования сигнала начала заполнения ковша sign С, 43 определения скорости изменения среднего значения тока I,, 44 вычисления среднего знаТ1 чения тока цепи якоря механизма поворота I 45-47 определения текуиего среднего значения работы, производимой приводами механизмов тяги (А; ) подъема (А ) и поворота платформы

/11 (А„,,), сумматоры 48 и 49.

Вйходы узлов 28 и 29 подключены к соответствующим входам узлов 32 и

33,выход узла 32 подключен к соответствующему входу узла 33, выход которого подключен к входам узлов Зб и

42, выходы узлов 30 и 31 подключены соответственно к входам 34 и 35, выход .узла 34 подключен х входам узлов

37 — 39, выход узла 35 подключен к входам узлов 38 и 39, выход узла 38 подключен к входам узлов 36, 37 и

39., выход последнего подключен к входам узлов 36, 42 и 49, выход узла

37 подключен к входам узлов 36 и 39, выход узла 36 Tlopêëþ÷åè к входам узлов 39, 42 и 48, выход узла 40 подключен к входам узлов 41, 43 и 45, выход узла 41 подключен к входу узла

39, выход узла 42 связан с нходами уэлон 36 и 39, выход узла 47 подключен к входам узлов 48 и 49, выход узла 43 подключен к входу узла

42,выход узла 44 подключен к нходу узла 47,выходы ;элов 45-47 связаны с соотнетствующими входами узлов

48 и 49.

Устройство работает следующим образом.

В процессе экскавации с выходов датчиков i — 3 на вход вычислителя 4 по шине А поступают сигналы

Ч, Ч, характеризующие соотнетст

ni по61 нующие текущие значения угловых перемещений валов приводов механизмов тяги, подъема ковша и поворота платформы. Одновременно по шине А в вычислитель 4 поступают сигналы I, «s I pgg1 i 1- 1 > q 1 -но&1

sign d. По шине В в вычислитель 4 вво-дится нормативная информация: коэффи8451 10 центы К, — К5, L, f,„ I P

На выходе узла 28 вычислителя 4 формируется сигнал, пропорциональный (формула 5), н результате чего на выходе узла 32 формируется величина P„; (формула 4). На выходе узла

29 формируется сигнал, пропорциональный I; (формула 3), который поступает на вход узла 33. На выходе последнего формируется сигнал„пропорциональный усилию н подъемном канате S„; (формула 2). На выходах уэ" лов 30 и 3 1 формируются сигналы,пропорциональные r r . (формулы 10 кп1 кт1 и 11), которые поступают на входы узлов 34 и 35. На выходах последних формируются сигналы, пропорциональные текущим значениям длин подъемно20 ro 1„ и тягового t, канатов (формулы 7 и 9), которые йоступают на входы узлов 37-39. В результате это-. го на выходе узла 38 формируется величина L«(формула 8), на выходе

25 37 — d, (формула 6) . В момент отрыва груженого ковша от забоя на выходе узла 36 формируется sign A= I (формула 1), который поступает на узел

48, sign A=:1 н течение операции

30 транспортировки груженого ковша и

s ign А=О при s ign В = 1 или

sign С=1.На выходе узла 40 формиру- ется сигнал:,пропорциональный I . (фор" т1мула 13), который поступает на входы ч5 узлов 41 43 и 45 по цепи 3 шины

Б в выходной узел 5. На выходах узлов 41 и 43 формируются сигналы

sign b, sign 2, которые поступают в узлы 39 и 42.

В начале разгрузки ковша н отвале на выходе узла 39 формируется сигнал sign В=1 (формула 12), который поступает на входы узлов 36, 42 и

49, sign 8=1 в течение операции транспортировки порбжнего ковша,и при sign А=О sign С=О. На выходе узла 44 формируется сигнал, прапор" циональный Т< »- (формула 18)„ который поступает на вход узла 47.На выходах узлов 45-47 формируются сигналы, пропорциональные выполненным работам приводов механизмов тяги

А . (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, пропорцио11 13284 нальные текущему значению суммарной величины работы, производимой приводами механизмов тяги, подъема и поворота платформы при транспортиров— 1 ке груженого А, (формула 19) и порожнего A« . (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 значения ° 10

Машинист экскаватора, наблюдая в процессе заполнения ковша фактическое значение I при транспортиров-. т1

Е ке груженого: ковша А,, и при транспортировке порожнего ковша 15 — т

A . имеет возможность сопостав00Pj лять их с соответствующими норматив.ными значениями для данных условий

J экскавации и реализовывать соответствующие управляющие воздействия íà 20 главные приводы экскаватора,направленные на устранение рассогласования между фактическими величинами ? ., 1

А ., А„; и их нормативными знаrPi чениями. 25

Таким образом, наличие указанной . информации о загрузке главных приводов экскаватора в процессе экскавации позволяет машинисту экскавато- 30 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 40

Способ 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, отличающийся тем,что, с целью повышения точности контроI т1 т1 где А ., А„., А„, " текущие средние значения работы,производимой приводами механизмов тяги, подъема ковша и поворота платформы;

sign А = 1 — сигнал начала подъема груженого ковша;

sign В = 1 — сигнал начала разгрузки ковша;

А - номинальное тном значение работы привода механизма тяги при транспортировке ковша, сравнивают полученные текущие значения суммарной величины работы с нормативными и по величине рассогласования формируют управлякицие воздействия на приводы механизмов экскаватора.

5t 12 ля путем учета фактического использования приводов механизмов экскаватора, дополнительно измеряют токи цепей возбуждения двигателей приводов механизмОв тяги, подъема ковша и поворота платформы, определяют начало операции заполнения ковша и текущие значения средней величины работы, производимой приводами механизмов тяги, подъема ковша и пово-: рота платформы, с учетом которых определяют текущие значения суммарной величины работы, производимой приводами механизмов тяги, подъема ковша и поворота платформы при транспортировке груженого и порожнего ковша по формулам 328451

Фд f

1328451

Составитель В.Чуприн

Редактор И.Горная Техред И.Верес Корректор Л.Пилипенко

Заказ 3460/33 Тираж 606 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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