Способ контроля угла откоса при использовании драглайна

 

СПОСОБ КОНТРОЛЯ УГЛА ОТКОСА ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ ДРАГЛАЙНА, включающий измерение длин свешивающихся частей тягового и подъемного канатов драглайна, токов якорных цепей двигателей механизмов подъема и тяги , а также угла поворота стрелы относительно оси выработки, отличающийся тем что, с целью повьшения надежности и упрощения контроля , измеряют ток цепи возбуждения двигателя механизма подъема и определяют началб операции черпания при одновременцом выполнении условий 5. 0.5Ро . Н.Ъ..Ъ.Ъ. gn .ОТНН SiC T -Ь где 5 ; усилие в подъемном канате} вес порожнего ковша; о ot угол поворота стрелы относительно оси выработки ..э.э начало и конец зоны заполнения ковша; - сигнал вращения двигателя механизма тяги в направлении , обеспечивак щем наматывание каната на барабан; S;gj,TT - сигнал увеличения якорного тока с двигателя тяги, измеряют ток якорной цепи двигателя механизма поворота платформы и угол наклона поворотной платформы в вертикальной плоскости .стрелы и определяют в процессе черпания текущее значение координат движущегося ковша в плоскости стрелы через интервалы времени в зоне образующей предотвала по длинам тягового и подъемного канатов с учетом угла наклона поворот (Л ной платформы при условии J/ 0,71,,,, 0,2Эп.„ом tioB- где, .3.,, Л - номинальные якор-i T.hoMif..KoM; ные токи двигателей механизмов тяги, подъема ковша , поворота стрелы; ср .ср ср J ,J ,«Jnj,g средние, якорные тот / ( 5 ки двигателей механизмов тяги, подъ емаковша, поворота стрелы; II минимальное и макОБр .МиН ) ОБр. Vqicc. с симальное значения абсциссы образующей предотвала; ,продольная координата ковша в вертикальной плоскости стрелы, /

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) 4(511 Е 02 F 3/48

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2)) 3664853/29-03 (22) 04 ° 10.83 (46) 23.06.85. Бюл. Р 23 (72) С.В.Ворончихин, А.П.Максимов, А.С.Перминов, M.Н.Травкина и А.И.Филичпенко (71) Государственный проектно-конструкторский и научно-исследователь-ский институт по автоматизации угольной промышленности "Гипроуглеавтоматизация (53) 621.879.32(088.8) (56) ). Авторское свидетельство СССР

Р 827709, кл. Е 02 F 9/24, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР

У 343043, кл. E 21 С 47/00, 1969. (54)(57) СПОСОБ KOHTPOJM УГЛА ОТКОСА

ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ ДРАГЛАЙНА, включающий измерение длин свешивающихся частей тягового и подъемного канатов драглайна, токов якорных цепей двигателей механизмов подъема и тяги,. а также угла поворота стрелы относительно оси выработки, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности и упрощения контроля, измеряют ток цепи возбуждения двигателя механизма подъема и определяют началб операции черпания при. одновременном выполнении условий

5 „ 0,5Р, ® к.ь.з.

5;<„ОтН -1

Ь;<„Чтт-1, . где 5„; — усилие в подъемном канате: вес порожнего ковша;

К1 — угол поворота стрелы относительно оси выработкиу

К„, з - начало и конец зоны заполнения ковша;

5; п РТН вЂ” сигнал вращения двигателя механизма тяги в направлении, обе спечивающем наматывание каната на барабан;

S>g< HATT — сигнал увеличения якорного тока с двигателя тяги, измеряют ток якорной цепи двигателя мЕханизма поворота платформы и угол наклона поворотной платформы в вертикальной плоскости .стрелы и определяют в процессе черпания текущее значение координат движущегося ковша в плоскости стрелы через интервалы вре мени в зоне образующей предотвала по

Ф» длинам тягового и подъемного канатов с учетом угла наклона поворотной платформы при условии

Л, ? 0,7 3т.вом

3 и 0 2 3 п.ком

О,.1 апов. нов где3 „, .1 ) †номинальные якор- ные токи двигателей механизмов тяги, подъема ковша, поворота стрелы;

0,Д, пы — средние. якорные токи двигателей механизмов тяги, подь ема ковша, поворота стрелы;

Ц „ — минимальное и макС симальное значения абсциссы образующей предотвала;

Ц; — продольная координата ковша в вертикальной плоскости стрелы

11á2904 определяют соответствующие им ординаты образующей предотвала с учетом текущих значений координат движущегося ковша, угла поворота стрелы относительно оси выработки и угла наклона поворотнои платформы, сравниИзобретение относится к области измерения параметров технологических схем при ведении вскрышных бестранспортных работ с применением экскаваторов-драглайнов ° 5

Известен способ контроля угла откоса предотвала при использовании драглайна, включающий измерение длин тягового и подъемных канатов, скорости вращения валов приводов меха- IO низмов тяги и подъема, задание границ опасных зон, прогнозирование траектории перемещений ковша с учетом его динамических свойств и формирование сигнала нахождения ковша в 15 опасной зоне Ц .

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ контроля угла откоса при использовании драглайна, согласно которо- 29 му измеряют длины свешивающихся частей тягового н подъемного канатов, токи якорных цепей двигателей механизмов подъема и тяги, а также угла поворота стрелы относительно оси вы- 25 работки, контролируют выполнение операции разгрузки ковша. Способ обеспечивает учет объема. переваленного грунта, учет суммарного угла поворота платформы при переносе груженого ковша и длительности полезной работы (2) .

Однако известный способ не поз-, воляет в процессе эксплуатации просто и надежно определять нарушение заданного угла откоса предотвала, 35 исполнение которого обуславливается требованиями безопасного ведения экскаваторных работ и технико-экономическими показателями процесса экскавации.

Цель изобретения — повышение надежности и упрощение контроля угла откоса предотвала, вают текущие значения ординат ковша с соответствующими значениями ординат образующей предотвала и по результату сравнения контролируют угол откоса предотвала.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу контроля угла откоса при использовании драглайна, включающему измерение длин свешивающихся частей тягового и подьемного канатов драглайна, токов якорных цепей двигателей механизмов подъема и тяги, а также угла поворота стрелы относительно оси выработки, измеряют ток цепи возбуждения двигателя механизма подъема.и определяют начало операции черпания при од-. новременном выполнении условий.

- Оэ Ро Н . а с а к,, ВТН =1

) где, — усилие в подъемном канате;

Pp — вес норожнего ковша; — угол поворота стрелы относительно оси выработки; Х Ф . - начало и конец эоны заполнения ковша;

5; д13ТН- сигнал вращения двигателя механизма тяги в направлении, обеспечивающем наматывание каната на барабан; б; „УТТ- сигнал увеличения якорного тока с двигателя тяги, измеряют ток якорной цепи двигателя механизма поворота платформы и угол наклона поворотной платформы в вертикальной плоскости стрелы и определяют в процессе черпания текущее значение координат движущегося ковша в плоскости стрелы через интервалы времени в зоне образующей предотвала по длинам тягового и подъемного канатов с учетом угла наклона поворотной платформы при условии агав Pp8. woe ср 0bp. мин — с1 ОВр. макс >

62904 4 двигателя. механизма подъема изме;рение угла поворота стрелы относительно оси выработки; измерение угла наклона поворотной платформы в вертикальной плоскости стрелы; определение начала операции черпания 5; п А=1 при одновременном выполнении услотяги, подъема ковша, поворота стрелы; средние якорные с1> gсp вий токи двигателей механизмов тяги, п, -" 0,5PO н 5 3,М% .3.3 ; „ВТН = i

УТТ = 1

10 подъема ковша, поворота стрелы; минимальное и

ОБР. МИН 1 ЬБР. МОКС максимальное зна. —, чения абсциссы образующей пред- 15, отвала;

ll — продольная коорК.1 дината ковша в .вертикальной плос» кости стрелы определяют соответствующие им ординаты образующей предотвала с учетом текущих значений координат движущегося ковша, угла поворота стрелы относительно оси выработки и угла наклона поворотной платформы, сравнивают текущие значения ординат ковша с соответствующими значениями ординат образующей предотвала и по . результату сравнения контролируют угол откоса предотвала.

Предлагаемый способ обеспечивает в процессе формирования образующей предотвала определение факта нарушения ковшом установленной границы предотвала, прн этом учитываются угол поворота вертикальной плоскости стрелы относительно оси выработки и угол наклона продольной оси выработки, Все это позволяет ма:- нисту экскаватора производить эаоткоску предотва40 ла как со стороны параллельной оси, выработки, так и с торцовой стороны предотвала.

На фиг, l показана схема расположения экскаватора на предотвале; на фиг. 2-4 — расчетные схемы для опре,деления ординат образующей предотвала; на фиг. 5 — структурная схема устройства, реализующего способ контроля угла откоса предотвала. 1 где 5„,; где С и где Pд (4) $ > где Бн(5) где Д 1,1 — номинальные якорТ,НС94 э Н.НОМ ) ltoB.Нс>М ные токи двигателей механизмов

Предлагаемый способ включаст следующие основные операции: измерение длины свешивающихся частей тягового и подъемного канатов;измерение токов 55 якорных цепей двигателей механизмов подъема и тяги ковша, поворота стре.лы; измерение токов цепи возбуждения усилие в подъемном канате

6 . 2 с„-1„; Ф„;

Sn машинная постоянная двигагателя механизма подъема ковша; средние значения тока цепи якоря и магнитного потока двигателя механизма подъема ковша; диаметр барабана лебедки ме ханизма подъема ковша; вес порожнего ковша (Р ь

=consC), Рн. <Р„" 1-.е в (3 ) магнитный поток насыщения двигателя механизма подъема

Э постоянная характеристики намагничивания двигателя механизма подъема, Ь2 ток возбуждения двигателя механизма подъема

J интервал интегрирования, который принимается в пределах

I-5 с и обеспечивает достаточное затухание колебательных процессов в системе ковшпривод; число интервалов интегрирования, где 3 „; — ток це пи якоря двигателя механизма подъема.

Средние величины тока цепи возбуждения подъемного двигателя 7

ЙН и якорной цепи н,.определяются при условии

1162904

10 о

О - о

< ) при, при условии

I < с (6) д1 з

«н,, 1 где 3, " среднее значение втоК; рой производной якорного тока З„„двигателя . подъема на интервале

1 1 в

С вЂ” допустимый уровень переходных процессов в системе ковш-привод;.

М М - начало и конец зоны заноз кз з полнения ковша; — угол поворота стрелы относительно оси выработки

ХИН-1 — сигнал вращения двига1 П теля механизма тяги в направлении, обеспечивающем наматывание каната на барабан;

5,г УтТ1 — сигнал увеличения якор1Кп ного тока двигателя тяги, 3, В процессе черпания определяют текущие значения координат движущегося ковша в-плоскости стрелы через интервалы А1 в зоне образующей предотвала по формулам

,(е „, - e,,) п, ="п п(с 1 и)

1„+($ . )12 (7) +(е „,. - е, „)

co6 (E,, Ъ„) (8)

Ь +(Е„;-8„) 2

I, -. 07?,„

CP. )

In - ?п.ном, ср

? юь - O" noos.p,„, (9)

6. О ° 0 о5р. м и ka oep. чакс.

1 4$ .где 11к;,0„; - .вертикальная и продоль- . ная координаты ковша в вертикальной плоскости стрелы;

Оеар U. макс еьраии, ное значения абсциссы образующей предотвала; ив,1 „ - высота и радиус вращения точки схода подъемого . каиата с,направляющего шкива относительно оси экскаватора;

" " расстояние между точками схода тягового и подъемного канатов с направляющих шкивов;

P .- длины свешивающихся часв, т тей подъемного и тягового канатов;

Fс - угол наклона стрелы к горизонту;

Pg — угол наклона поворотной платформы экскаватора к горизонту;

3Tк,„,3„„О„3пс,„-„„номинальные якорные токи двигателей механизмов тяги подъема ковша поворота стрелы; т, „, а, - средние якорные токи двигателей механизмов тяги, подъема ковша, поворота стрелы

4z

Jr,s, .р t, (10) ! к <, де g"." " J; — средний и мгновенный якорные токи соответствующего привода (тяги, подъема и поворота);

1- -1, — интервал интегрирования, который принимается в пределах 1-5 с

"определяют соответствующие им ординаты образующей предотвала по формулам .„,-(- co58; ц„ с.д„.kgb ). ! со6 Б; (11) при 270 8; < 360 где — угол наклона образующей к горизонту;

3„ — угол поворота стрелы от перпендикулярного направления к бровке уступа;

С - постоянный член управления образующей (фиг.3a), контролируют путем. сравнения текущего значения ординаты ковша с соответствующим значением ординаты предотвала и формируют сигнал нарушения образующей предотвала — <и Р = при g g (13)

Для контроля заданных координат образующей предотвала АВ при расположенной вертикальной оси экскаватора в точке 0 на наклонной оси выработки

1162904

9 так как ц - цв,у" = „, а величины 0 в, 01!, определены выражениями (28) и (29).

Из фиг. 4, на которой приведены

IS взаимно пересекающиеся гориэонтЪль1 ная плоскость 7 OX и наклонная плоскость rорной выработки ЕО)( следует, что угол наклона продольной оси выработки Р в плоскости

20 стрелы равен

) !!

Pr. ° (31) .В связи с этим ордината точки, образующей предотвала изменяется на ! величину Ц (в данном случае при иза менении о в пределах 0<5 90 — уве-. личивается, при изменении в пределах

270 < 8 < 360 — уменьшается à

36 У со5 3 Р" (32) Тогда с учетом (28) — (32) выражение (27) преобразуется в (11). В области 270 б < 360, где обра3S зующая предотвала имеет одинаковое выражение как в плоскости XOY, так и в плоскости UOY выражение (27) принимает вид (1 .).

Устройство для реализации пред40 полагаемого способа содержит, .датI чики длины подъемного 1 и тягового

2 канатов, угла поворота стрелы 3, наклона платформы 4, вычислитель 5, который содержит узел 6 определения

45. начала операции черпания, узел 7 определения координат движущегося ковша, узел 8 определения ординат образующей предотвала, узел 9 сравнения, таймер IO, узел 11 индика50 .ции. Выход узла 6 связан с входом узла 7, другие входы которого под- .ключены к выходам датчиксв 1, 2 и

4, к выходу таймера 10, а по цепям

12-14 — к якорным цепям главных приИ водов экскаватора. Выход узла 7 подключен к входам узлов 8 и 9. Другие входы узла 8 подключены к выходу таймера 10 и к выходам датчиков 3

hosp — К "oep С гдеk*t(at, )I — угол откоса предотвала в сечении, перпендикулярном оси выработки..

Очевидно, в плоскости ЕОХ (фиг.Зб) координаты точек А, В образующей выражаются как !! (28)

Хв (1в = — (29) со 3 где 8 - угол поворота вертикаль-! ной плоскости стрелы(!00). от перпендикулярного наЕ (фиг. 1) необходимо определить значения ряда параметров, по которым могут быть определены координаты ковша по формулам (7) и (8) ., Из фиг.2 следует, что . 1.„;=6„;, (14} а,"(ь-L„;> Е „, („) тогда ni ni р (16)

1.,+ С „;- К„ (18)

0„; =т,-Ь „;+ д„., (19)

J;- ; соб а, (2!)

L„; L„,Соби р (221 д"; *3; sine., (23)

g <, * 4!! - L !!, sin 6- д; со 9 (2 q ) (1 к, =I n- „, со!» 6 о; 5!г! Е, (25) = с - °, (26)

Тогда после подстановки в (24) и (25) выражений (16) и (17) получим формулы для определения координат ковша (7) .и (8).

Условия (9) обеспечивают допустимые провисания свисающих частей тягового и подъемного канатов и .нахождение центра тяжести ковша в вертикальной плоскости стрелы.

Формулы (II) и (12) для определения ординаты образующей предотвала. в плоскости c релы при различных углах ее поворота по отношению к бровке предотвала могут быть выведены следующим образом: из фиг,За следует что уравнение образующей предотвала

АВ в плоскости IIOY имеет вид. правления к бровке уступа (ось Х1 .

Следовательно, образующая предотвала при повороте платформы экскаватора на угол О изменяется по виду (фиг.Зв), при этом

II !!

1в Чя

"в

"e !!

1 I 62904

10 и 4. Выход узла 8 подключен к входу узла 9, выход которого связан с узлом 11 индикации. Другие входы узла ll подключены к выходам узлов 7 и 8. Входы узл-: 6 подключены к тай- 5 меру 10, к выходу датчика 3, по цепям 12 и 15 подключены к якорной цепи двигателя механизма подъема ковша и к цепи возбуждения этого же двигателя, по цепям 16 и 17 — к коммута- О ционным элементам станции управления главными приводами.

Устройство работает следующим образом, В процессе формирования образую- tS щей предотвала при соблюдении усло вий. (1) узлом 6 на основе входной информации, поступающей от датчика 3 от главных приводов экскаватора по цепям 12,15-17 и от таймера 10, вы- 70 рабатывается 8; „ Л=1, характеризующий выполнение операции черпания.

Узел 7 на основе входной информации, поступающей от таймера 10, датчиков

l 2, 4 и по цепям 12-14, формирует 21 информацию о положении ковша в плоскости стрелы, т.е. координаты и „.,11„; (формулы 7, 8 ), которые вычисляются при одновременном соблюдении условий (9). Узел 8 обеспечивает определение ординаты образующей предотвала Y для одной и той же абсциссы ковша

U и образующей предотвала Х

Координаты образующей предотвала и ковша отображаются узлом 11 индикации, в связи с чем у машиниста появляется возможность оценить заданные и фактические параметры п. спорта экскавации в зоне предотвала. В случае нарушения заданных параметров образующей предотвала (реализация условия 13) узлом 9 формируется соответствующий сигнал 5;1г„Ь =1, который также поступает на узел ll индикации.

Таким образом, в процессе формирования предотвала осуществляется контроль исполнения заданных его параметров, при этом учитывается заданный угол наклона продольной оси выработки ф) и угол поворота стрелы (о;), Технико-экономическая эффективность предлагаемого способа по сравнению с изв .стным, предусматривающим проведение маркшейдерских измерений с использованием соответствующих инструментов, состоит в упроще-. нии использования способа, которое обуславливает экономию трудовых ресурсов (сокращение объемов маркшеидерских работ ), и в повышении точности и надежности измерения угловых параметров предотвала, что обеспечивает возможность практического исполнения их заданных значен и и в итоге приводит к сокращению объемов лереэкскавации и к увеличению фактической производительности экскаватора на вскрыше.

1162904 м с

1!62904

1162904

l 162904

Составитель И. Наэаркина

Техред Л.Микеш Корректор О.Тигор

Редактор О. Бугир филиап ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 4069/27 Тираж 649 Подписное

ВПИИПИ Государственного комитета СССР

t по делам изобретений и открытий

ll3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5