Способ измерения количества работы выполненной экскаватором- драглайном

 

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ КОЛИЧЕСТВА РАБОТЫ, ВЫПОЛНЕННОЙ ЭКСКАВАТОРОМДРАГЛАЙНОМ , в ключ аниций определение количества горной массы, перемещенной в каждом цикле экскавации, путем измерения длин тягового и подъемного канатов, токов якорных цепей двигателей механизмов подъема и тяги ковша, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения за счет обеспечения раздельного учета работы, выполненной с верхним и нижним черпанием, измеряют ток якорной цепи двигателя механизма поворота, определяют в процессе заполнения ковша средние значения токов якорных цепей двигателей механизмов подъема, тяги, и поворота, текущее значение проекции свисающей части подъемного каната на вертикальную ось, задах границу между верхним и нижним черпанием, сравнивгиот ее с текущим значением проекции свисающей части подъемного каната на вертикальную ось, определяют выполнение условий

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„БО„„А

3(50 E 02 F 15/02, G 07 С 5 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

4ср (1t0 — li5) тном

1„ (О, l — 0,3) 1п„п„,, 1ппв р (0,1 0,3)?п<>вщ>,л

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3459352/29-03 (22) 18 ° 05 ° 82 (46) 15 ° 06.84. Бюл М 22 (72) В.П.Казбеков, A.Ñ.Ïåðìèíoâ, М.Н.Травкина и A.É.Ôèëèïïåíêî (71) Государственный проектно-конструкторский и научно-исследовательский институт по автоматизации угольной промышленности Гипроуглеавтоматизация (53) 681 ° 879.34 (088.8) (56) 1.Авторское свидетельство СССР

М 343043, кл. Е 21 С 47/00, 1967.

2.Новожилов М.Г. и др. Теория и практика бестранспортной системы открытой разработки месторождений.

Киев, Вища школа, 1973, с. 25..

З.Авторское свидетельство СССР

Ю 662820, кл. G 01 G 19/14, 1976 °

4.Авторское свидетельство СССР

В 327306, кл, E 02 F 03/26, 1969 (прототип). (54) (57) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ КОЛИЧЕСТВА

РАБОТЫ ВЫПОЛНЕННОЙ ЭКСКАВАТОРОМДРАГЛАЙНОМ, включающий определение количества горной массы, перемещенной в каждом цикле экскавации, путем измерения длин тягового и подъемного канатов, токов якорных цепей двигателей механизмов подъема и тяги ковша, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения за счет обеспечения раздельного учета работы, выполненной с верхним и нижним черпанием, измеряют ток якорной цепи двигателя механизма поворота, определяют в процессе заполнения ковша средние значения токов якорных цепей двигателей механизмов подъема, тяги и поворота, текущее значение проекции свисающей части подъемного каната на вертикальную ось, задаюг границу между верхним и нижним черпанием, сравнивают

I ее с текущим значением проекции свисающей части подъемного каната на вертикальную ось, определяют выполнение условий где 1, .„1 „- средний ток якорной цепи двигателя механизма тяги при загрузке ковша и номинальный соответственно;

Г„ „ — средний ток якорной

"йа цепи двигателя механизма подъема при загрузке ковша и номинальный соответственноу

1пов,р 1пов„,„- средний TQK якорной цепи двигателя механизма поворота платформы при sa.грузке ковша и номинальный соответственно, и если при этом текущее значение проекции свисающей части подъемного каната на вертикальную ось не больше заданной границы между верхним и нижним черпанием, то цикл экскавации считают выполненным с верхним черпа нием, если текущее значение проекции свисающей части подъемного каната на вертикальную ось больше заданной . границы между верхним и нижним черпанием, то цикл экскавации считают выполненным с нижним черпанием, а количество работы, выполненной экскаватором — драглайном, определяют .раздельно суммарной величиной горной массы, перемещенной в циклах экскавации с верхним и нижним черпанием.

1097765

1,p P (1 0

1 „,Рра (О, 1

< (О,1

1 i 5) 1 ном 1 — 0,3) l„„ .„ — 0i3) 1 пОЬ ном д ?„,т,„,„

55 ср lq мом

Изобретение относится к измерению параметров выполненной работы при проведении горных работ открытым способом с применением экскаваторовдраглайнов, а точнее к измерению количества перемещенной горной массы из забоя в отвал с учетом вида черпания.

Известны различные способы измерения основных параметров работы драглайнов, в том числе измерения количества перемещенной горной массы нз забоя в отвал.

Известен способ, обеспечивающий автоматический учет основных показателей работы, в том числе контроль 15 и учет количества горной массы, перемещенной в каждом цикле экскавации, который основан на контроле тока двигателя подъема ковша, угла поворота платформы, операции разгрузки ковша, .20 длиН тягоэых и подъемных канатов и сопо" ставления последних со значениями длин, соответствующих нахождению ковша на линии саморазгрузки. Способ обеспечивает учет нарастающиМ ито- р5 гом количества перемещенной горной массы из забоя в отвал (1)

Однако при этом не предусматривается дифференциация перемещенных объемов в зависимости от вида чер- . пания (с верхним или с нижним черпанием) .

В связи с тем, что производительность драглайна существенно зависит от вида черпания — производительность при нижнем черпании на 10-30%, выше, чем производительность при верхнем черпании 2), при определении количества перемещенной горной массы для обеспечения объективности учета необходимо учитывать вид черпа-40 ния.

Известен также способ (3), который обеспечивает определение веса ковша экскаватора-драглайна по величине усилий в тяговом и подъемном 45 канатах с учетом координат ковша в пространстве, определяемых измерением длины тягового каната по формуле п t р где Р— вес ковша; р, — усилия в подъемном и тяговом канатах;

- коэффициент пропорциональности.

В свою очередь со5Ж-pter- соб (Е i Ц н1

Щ с 9 (Юп q>) где E — угол наклона стрелы экскаватора к горизонту;

Yn - угол между подъемным канатом и стрелой экскаватора; с(т — угол между тяговым канатом и стрелой экскаватора.

Однако при этом также не учитывается вид черпания при определении количества перемещенной горной массы из забоя в отвал, что снижает объективность оценки выполненной работы.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ измерения количества работы, выполненной экскаватором драглайном, основанный на определении количества горной массы, переменной в каждом цикле экскавации, путем измерения длин тягового и подъемного канатов, токов якорных цепей двигателей механизмов подъема и тяги ковша (4)

Однако и этот способ не обеспечивает дифференцированного учета количества перемещенной горной массы в зависимости от вида черпания.

Цель изобретения - повышение точности измерения за счет обеспечения раздельного учета работы, выполненной с верхним и нижним черпанием. !

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу измерения количества работы, выполненной экскаватором-драглайном, включающему определение количества горной массы, перемещенной в каждом цикле экскавации, путем измерения длин тягового и подьемного канатов, токов якорных цепей двигателей механизмов подъема и тяги ковша, измеряют ток якорной цепи двигателя механизма поворота, определяют в процессе заполнения ковша средние значения токов якорных цепей двигателей механизмов подъема, тяги и поворота, текущее значение проекции свисающей части подъемного каната на вертикальную ось, задают границу между верхним и нижним черпанием, сравнивают ее с текущим значением проекции свисающей части подъемного каната на вертикальную ось, определяют выполнение условий средний ток якорной цепи двигателя механизма тяги при загрузке ковша и номинальный соответственно; средний ток якорной цепи двигателя механизма подъема при загрузке ковша и номинальный соответственно5

1097765 <

Действительно, из тригонометрических соотношений следует, что длина проекции свисающей части подъемного каната на вертикальную ось равна

", = 3„;.cog(90-<с- С;) .

Если Ь;-И, где Н= Ы о то ковш заполняется выше горизонтального положения тягового каната,т.е. имеет место заполнения ковша с верх-, ним черпанием, если h; k, то имеет место нижнее черпание. 35

Дополнительные условия гср (liO ) того<А (а)

1<<ср с (O z 1 0< 3) ><<<< <« (e) (в) позволяют надежно определить окончание процесса заполнения ковша путем использования принципа интегральной оценки, который нечувствителен к воз. мущающим Воздействиям случайного ха 45 рактера (кратковременные коммутации главных приводов экскаватора, колебания величины сопротивления резанию горной массы и т.п.) . Условие а фактически определяет окончание процесса заполнения ковша, условия 5

Ь .- ограничения, при которых осуществляется процесс заполнения ковша.

Таким образом, в каждом цикле экскавации может быть сформирован признак, характеризующий вид черпания.

Йа фиг. 1 показана схема для определения основных соотношений; на фиг. 2 - структурная схема устройства, реализующего способ измерения количества перемещенной горной массы 60 экскаватором-драглайном.

Устройство .содержит датчики длины тягового каната 1, длины подъемного каната 2, тока якорной цепи двигателя механизма тяги ковша 3, тока якор- 65 ной цепи двигателя механизма подъема ковша 4 тока якорной цепи двигателя механизма поворота платформы 5, вычислитель 6 и выходное устройство 7.

Датчики 1 и 2 связаны механически соответственно с валами редукторов тяговой 8 и подъемной 9 лебедок. Датчики 3-5 подключены входами к якорным цепям двигателей 10, ll и 12 механизмов тяги и подъема ковша и поворота платформы соответственно, а выхода- ми — к вычислителю 6. Выходы датчиков 1 и 2 подключены также к входам вычислителя 6, выход которого связан с выходным устройством 7.

Предлагаемый способ включает следующие основные операции:

1. Измерение длин свешивающихся частей подъемного Р ; и тягового Юг, канатов соответствующими датчиками, связанными, например, с валами редукторов подъемной и тяговой лебедок.

2. Измерение токов в якорных цепях двигателей механизмов подъема ковша 1<,, тяги I>,, поворота платформы гпов; °

3. Определение массы движущегося ковша по величине якорного тока двигателя механизма подъема с учетом положения ковша в:пространстве, режима работы двигателя и уровня динамической составляющей тока якорной цепи, являющейся следствием возмущающих воздействий выходных сигналов командо-аппарата управления двигателя механизмов подъема, т.е.Р; определяется

t««<

" г 1„;соэ(2к-е;-А;) соз(к- А;) j (1) с, n(t „-t где 4; — угол между струной тягового каната Рг, и прямой <, проведенной через точки схода тягового и подъемного канатов с направляющими шкивов, A. **2arctg — угол между струной подъемного каната < < и прямой, проведенной через точки схо да тягового и подъемного ка натов с направляющих шкивов, . С;-2arctg вс=const- острый угол наклона г7, ПРОведенный через точки схода тягового и подъемного кана1097765 тов с направляющих шкивов к горизонтальной IIJIocKocTHJ коэффициент пропорциональности между током якорной цепи двигателя механизма подъема ковша и массой ковша, завйсящий от. параметров двигателя и режима его работы.

При этом длительность интервала интегрирования1,п„- 1м принимается

0,1-1,0 c; n — число интервалов интегрирования, определяемое длительностью интервала интегрирования

1,п„-(,„„ и длительностью перемещения взвешиваемого ковша в пространстве.

Нахождение массы движущегося ковша Р; производится при условии

tm«

5, ) t„, ; dt

Е (6) т„— t повн

)

10 т.е. условия (4) †(6) обуславливают измерение соответствующих параметров при установленном уровне затухания переходных процессов.

7. Проверка выполнения условий (7), при их соблюдении считают, что в данном цикле экскавации имеет место верхнее черпание:

Ь; ..Ез,н

) ном

2() 1п (0,1 — 0,3)Гп tt (7)

Г„ .", (0,1 — 0,3) Г"„,", „" „ где h, — проекция свешиваюшейся части подъемного каната „; на вертикальную плоскость.

8. Проверка выполнения условий (8), при их соблюдении считают, что в данном цикле экскавации имеет место нижнее черпание:

b; )RStna

- 30 Гт ) (1 0 — 1к5) Гснам таким образом, в каждом цикле экс— кавации формируется признак вида черпания: нижнее или Верхнее.

Устройство работает следующим образом.

При заполнении ковша горной массой в забое датчики 1 и 2 формируют

4р сигналы, характеРизующие длины свисающих частей тягового 1, и подъемного 1„; канатов. На выходах датчиков

3-5 формируются сигналы, характеризующие загрузку якорных цепей двига45 телей механизмов тяги ?1, подъема ковша и поворота платформы 1„ .. Выходные сигналы датчиков 1-5 поступают в вычислитель 6, в котором вычисляются средние значения токов якорных цепей двигателей механизмов тяги ковша 1т ср — формула (4), подъема ковша Гп, — формула (5), поворота платформы1„,, -формула (6) .Проверяется выполненйе условий 7-8 и формируется соответствующий сигнал. После запол55 " нения ковша в процессе его перемещения из забоя в отвал вычислитель 6 определяет массу ковша — формулы (1) и (4) при выполнении условия (2).После разгрузки ковша вычислителем

60 обеспечивается повторная операция определения массы порожнего ковша формула (1) и определяется масса (нетто), перемещенная в цикле экскавации, по формуле (4), При соблю65 дении условий (7) формируется сиг(2)

«à cQ где допустимая величина изменения Гл на интервале

„-

При этом допустимая величина 8 изменения Г„; на интервале mt -(и принимается в пределах (0,05-0,2)Гп, Формирование сигнала Р; обеспечивается при перемещении груженого ков шаР„, и при перемещении порожнего ковша Рп,,, . Macca, перемещенная иэ забоя в отвал в цикле экскавации (масса нетто), определяется по форму ле (3) где (т« соэ(2а- С; - А, j

1. Jt пе сО5 (М- A; ) ср

4. Измерение среднего тока якорной цепи двигателя механизма тяги при заполнении ковша

tmt.t ,1 Г"d

Е (4). ь,„-(, q « „-

5. Измерение среднего тока якор" ной цепи двигателя механизма подъема ковша при его заполнении

«п, tm

j r„, dt (5)

%mug

6. Измерение среднего тока якор.. ной цепи двигателя механизма поворота платформы при заполнении ковша

1097765 нал, характеризующий верхнее черпа- ние, а при соблюдении условий (8) сигнал нижнего черпания, В процессе экскавации в вычислителе накапливаются данные об объемах, перемещенных из забоя в отвал, с указанием вида черпания, которые отображаются на выходном устройстве 7. с

Предлагаемый способ может быть реализован и при другой структуре технических средств. Например, при наличии на экскаваторе устройства записи на машинном носителе записываются в процессе экскавации в тече. л ние смены первичные данные п, к 4; ° )п, ° 1иоз, ° после окончания смены запись обрабатыва" ется на ЭВМ и по формулам (1)-(8) формируются соответствующие выходные показатели, 1

Для одного экскаватора типа

ЭШ-15/90 ликвидация возможных годовых потерь производительности при

10 работе в указанных условиях составляет значительный эФФект, а для отрасли экономический эффект исчисля.ется сотнями тысяч рублей.

1097765

Тираж 644,Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 5305

Филиал ППП Патент ., r.Óæãîðoä, ул,Проектная,4.

Составитель И.Назаркина

Редактор Л.Алексеенко Техред А. Кикемезей Корректор И.Эрдейи