Устройство определения крепости грунта при драгировании

 

Изобретение относится к горной технике и м.б. использовано при создании систем регулирования производительности землечерпательных агрегатов. Цель изобретения - повышение точности определения крепости грунта. Устройство содержит датчик 2 момента, подключенный к сумматору (С) 1. Вы.ход С 1 через С 10, выпрямитель 11, фильтр (Ф) 12 подключен к блоку деления (БД) 13. К второму входу БД 13 подключен Ф9, а выход БД 13 подключен к входу БД 14. Выход БД 14 через С 15, блок умножения 16, интегратор 8 и блок 6 умножения подключен к С1. К другому входу С1 подключен нуль-орган 5. Устройство снабжено датчиком 4 скорости, подключенным к входу нуль-органа 5, дифференциатором 3. подк,1юченным к С1, и датчиком 7 положения черпаковой рамы, подключенным к входу блока 6 умножения. С датчиков 2, 4, 7 сигналы , пропорциональные моменту холостого хода черпаковой цепи, динамическому моменту привода черпаковой цепи и моменту подъема груза, поступают на входы С1, где алгебраически суммируются и на выходе С1 получают сигнал, пропорциональный моменту резания. Затем с помощью Ф9 и 12 из этого сигнала выделяют усредненные постоянную и переменную составляющие, делят их друг на друга в БД 13 и на его выходе получают сигнал, пропорциональный крепости грунта. Затем в БД 14 осуществляют деление сигнала постоянной составляющей момента резания на сигнал, пропорциональный крепости грунта. С помощью С15, блока 16 умножения и интегратора 8 вычисляют средний коэф. наполнения черпаков. 1 ил. (О (Л 4;: СП 00 ел со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

4 E 02 Fз/16

t

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

K А BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4193482/29-03 (22) 12.02.87 . (46) 15.02.89. Бюл. № 6 (71) Научно-производственное объединение «Сибцветметавтоматика» (72) М. P. Дубовский, А. А. Савоськин и Е. М. Мардер (53) 622.271.5 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 264293, кл. Е 02 F 3/16, 1967.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1129289, кл. F 02 F 3/16, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ОПРЕДЕЛЕНИЯ КРЕПОСТИ ГРУНТА ПРИ ДРАГИРОВАНИИ (57) Изобретение относится к горной технике и м.б. использовано при создании систем регулирования производительности землечерпательных агрегатов. Цель изобретения — повышение точности определения крепости грунта. Устройство содержит датчик 2 момента, подключенный к сумматору. (С) 1:

Выход С 1 через С 10, выпрямитель 11, фильтр (Ф) 12 подключен к блоку деления (БД) 13. К второму входу БД 13 подключен

Ф9, а выход БД 13 подключен к входу БД

„„SU„„1458513 д1

14. Выход БД !4 через С 15, блок умножения 16, интегратор 8 и блок 6 умножения подключен к Cl. К другому входу Cl подключен нуль-орган 5. Устройство снабжено датчиком 4 скорости, подключенным к входу нуль-органа 5, дифференциатором 3, подключенным к Cl, и датчиком 7 положения черпаковой рамы, подключенным к входу блока 6 умножения. С датчиков 2, 4, 7 сигналы, пропорциональные моменту холостого хода черпаковой цепи, динамическому моменту привода черпаковой цепи и моменту подъема груза, поступают на входы Cl, где алгебраически суммируются и на выходе Сl получают сигнал, пропорциональный моменту резания. Затем с помощью Ф9 и 12 из этого сигнала выделяют усредненные постоянную и переменную составляющие, делят их друг на друга в БД 13 и на его выходе получают сигнал, пропорциональный крепости грунта. Затем в БД 14 осуществляют деление сигнала постоянной составляющей момента резания на сигнал, пропорционачьный крепости грунта. С помощью С15, блока 16 умножения и интегратора 8 вычисляют средний коэф. наполнения черпаков. 1 ил.

1458513

Изобретение относится к горной технике

; и может быть использовано при создании сис. тем регулирования производительности землечерпательных агрегатов и драг.

Целью изобретения является повышение точности определения крепости грунта.

На чертеже изображена блок-схема устройства.

К первому входу первого сумматора 1 подключен выход датчика 2 момента электропривода черпаковои цепи ЧЦ, к второму

10 входу - выход дифференциатора 3, вход которого подсоединен к выходу датчика 4 скорости ЧЦ, к третьему входу — выход нульоргана 5, вход которого подсоединен к выходу датчика 4 скорости, к четвертому входу- 15 выход первого блока 6 умножения, к первому и второму входам которого подключены выходы датчика 7 положения черпаковой рамы и интегратора 8. Вход первого фильтра 9 подключен к выходу первого сумматора

1. Выход второго сумматора 10 через вы20 прямитель 11 подключен к второму фильтру

12. Первый вход второго сумматора 10 подсоединен к выходу первого сумматора 1, ( второй вход второго сумматора 10 подсоединен к выходу первого фильтра 9. 25

Выход первого блока 13 деления подключен к первому входу второго блока 14 деления, а его первый и второй входы подключены соответственно к выходам первого фильтра 9 и второго фильтра 12. К второму входу второго блока 14 деления подсоединен вы- 30 ход первого фильтра 9. К первому и второму входам третьего сумматора 15 подсоединены соответственно выходы второго блока 14 деления и интегратора 8. К первому и второму входам второго блока 16 умножения подключены соответственно выход третьего сумматора 15 и датчика 4 скорости ЧЦ. Вход интегратора 8 соединен с выходом второго блока 16 умножения.

В качестве датчика 2 момента, может 40 быть использован шунтовой датчик тока, в качестве датчика 7 положения черпаковой рамы — сельсин, сочлененный через редуктор с валом двигателя рамоподъемной лебедки.

Для достижения поставленной цели необходимо вычислять момент подъема грунта, момент холостого хода ЧЦ, динамический момент привода ЧЦ. Вычисления производятся в соответствии с формулами:

8cv.

М„,„= Jdt

M„=<. 1 и.р Н; (2)

М„„= М, з1дп со, (3)

55 где At Ä— динамический момент привода ЧЦ;

J — момент инерции привода ЧЦ; в- скорость черпаковой цепи;

߄— момент подъема грунта от нижнего до верхнего черпакового барабана;

k > ñðåäHèé коэффициент наполнения;

Н вЂ” высота подъема грунта от нижнего до верхнего черпакового барабана; и — коэффициент пропорциональности;

M „„— мом е нт холостого хода ЧЦ;

Я вЂ” установка модуля момента холостого хода ЧЦ.

В устройстве к„вычисляется по формулам: к „=,в —:=; (4); — +K, =)с„ (5) где p,у — коэффициенты пропорциональности;

М= — постоянная составляющая момента.

Таким образом, k „получают из %„усреднением по времени с помощью фильтра низкой частоты с постоянной времени, обратно пропорциональной скорости ЧЦ. Изменяемая постоянная времени позволяет производить усреднение за время, равное времени транспортирования породы по ЧЦ.

Устройство работает следующим образом.

В процессе драгирования одновременно регистрируют величину момента двигателя ЧЦ (сигнал М), скорость ЧЦ (сигнал со ) и высоту подъема черпаковой рамы (сигнал Н). Затем сигнал м дифференцируют с помощью дифференциатора 3 (сигнал )

cLu) и с помощью нуль-органа 5 преобразуют в сигнал-установку момента холостого хода

М„„. Одновременно перемножают сигналы высоты подъема черпаковой рамы Н с сигналом К, характеризующим средний коэффициент наполнения черпаков. Затем Р сигнал с выхода блока 6 умножения (сигнал М„), сигнал М „, сигнал „ и сигнал

С(Ш

М алгебраически суммируют на сумматоре 1, в результате чего получают сигнал Мр, пропорциональный величине момента резания.

Из этого сигнала выделяют усредненную во времени постоянную составляющую М и усредненную во времени переменную составляющую М, которые затем делят друг на друга с помощью блока 13 деления, и получают сигнал k„, пропорциональный крепости грунта.

Вычисление среднего коэффициента наполнения черпаков (k„) производится непрерывно автоматически согласно следующему алгоритму.

Сначала на блоке 14 деления осуществля1 ют операцию деления сигналов Ъ„ =р

)ь а затем с помощью сумматора 15, блока 16 умножения и интегратора 8 осуществляют

1458513

Формула изобретения

Составитель Л. Виноградов

Редактор Л. Веселовская Техред И. Верес Корректор Н. Король

За каз 337/35 Тираж 588 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, ® — 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат «Патент», r Ужгород, ул. Гагарина, 101 арифметическую операцию вычисления согласно формуле (5) .

Таким образом, устройство позволяет уточнить крепость грунта, так как ведется обработка не сигнала нагрузки привода ЧЦ, 5 включающего в себя составляющие от момента холостого хода ЧЦ, момента подъема грунта, динамического момента привода ЧЦ, а сигнала момента резания, величина которого зависит лишь от характера взаимодей- 1О ствия породы и ЧЦ. Повышение точности определения крепости грунта позволяет, в свою очередь, точнее оптимизировать режим резания черпающего аппарата драги, что в конечном итоге снижает энергозатраты реза ния и повышает производительность черна- "5 ния.

Устройство определения крепости грунта 2-О при драгировании, содержащее датчик тока, два фильтра, выход первого из которых подключен к первому входу первого блока деления, нуль-орган, блок умножения и сумматор, отличающееся тем, что, с целью повышения точности определения крепости грун- 2 та, оно снабжено дифференциатором, выпрямителем, датчиком положения черпаковой рамы, интегратором, вторым блоком умножения, вторым и третьим сумматорами, вторым блоком деления и датчиком скорости, выход которого подключен к первому входу первого сумматора через нуль-орган, а к второму входу через дифференциатор, к третьему входу первого сумматора подключен датчик момента, к четвертому входу — первый блок умножения, а выход первого сумматора подключен к первому входу второго сумматора, выход которого через выпрямитель подключен к входу второго фильтра, а вход первого фильтра объединен с первым входом второго сумматора, выход первого фильтра подключен к вторым входам второго сумматора и первого блока деления, выход которого подключен к первому входу второго блока деления, второй вход которого объединен с вторым входом первого блока деления, а выход второго блока деления подключен к первому входу третьего сумматора, выход которого подключен к первому входу второго блока умножения, к второму входу которого подключен выход датчика скорости, а выход второго блока умножения через интегратор подключен к второму входу третьего сумматора и к первому входу первого блока умножения, к второму входу которого подключен датчик положения черпаковой рамы.