Способ автоматического учета основных показателей работы драглайна

 

Изобретение относится к измере- .нию параметров выполненной работы при провед«гнии горных работ открытым способом с применением экскаватора-драглайна . Цель - повышение точности учета основных показателей работы драглайна . Для этого состояние простоя определяют как совпадение в течение tj сигнала неподвижного состояния экскаватора и величины тока в якорной цепи двигателя механизма подъема ковша , не превьшающей 2-5% его номинального значения. Неподвижное состояние экскаватора определяют как вьтолнение условия равенства нулю отношения приращения в единицу времени угла между физической вертикалью и осью подвески инерционной массы к вращающейся части экскаватора в плоскости стрелы к этой же единице времени. Цикл экскавации определяют как последовательное вьтолнение операций черпания, транспортировки груженного ковша и его разгрузки. Длительность основной работы определяют как сумму длительности между операциями черпания и разгрузки ковша и длительности между операциями разгрузки ковша и черпания в последующем цикле. Т.обр., при определении указанных операций циклов экскавации реализуется принцип неопределенности . Он заключается в надежном формировании информации о факте свершения события (вьшолнении операции цикла) за счет потери информации о моменте свершения этого события . 2 ил. (Л 4 00 оэ

СОЮЗ СОВЕТСНИХ .СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК,.SU„„1421830 д1 (б1) 4 E 02. F 3/48

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ(СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОбРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4169177/29-03 (22) 26.12.86 (46) 07.09.88. Бюл. 111 33 (71) Государственный проектно-конструкторский и научно-исследовательский институт по автоматизации уголь ной промышленности (72) А. П. Максимов, С. В. Ворончихин, И, Г. Котлубовский, А. С. Перминов, В. Г. Шевченко и А. И. Филиппенко (53) 621. 879. 32 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

Н 343043, кл. Е 21 С 47/00, 1972.

Авторское свидетельство СССР

У 1170058, кл. E 02 F 3/48, 1983. (54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УЧЕТА OCH0BHbK ПОКАЗАТЕЛЕЙ РАБОТЫ ДРАГЛАЙНА (57) Изобретение относится к измере.нию параметров выполненной работы при проведении горных работ открытым способом с применением экскаватора-драглайна. Цель — повышение точности учета основных показателей работы драглайна. Для этого состояние простоя определяют как совпадение в течение

t> сигнала неподвижного состояния экскаватора и величины тока в якорной цепи двигателя механизма подъема ковша, не превышающей 2-57. его номинального значения. Неподвижное состояние экскаватора определяют как выполнение условия равенства нулю отношения приращения в единицу времени угла между физической вертикалью и осью подвески инерционной массы к вращающейся части экскаватора в плоскости стрелы к этой же единице времени. Цикл экскавации определяют как последовательное выполнение операций черпания, транспортировки груженного ковша и его разгрузки. Длительность основной работы определяют как сумму длительности между операциями черпания и разгрузки ковша и длительности между операциями разгрузки ковша и черпания в послоцумпем цикле. T.обр., при оп- С ределении указанных операций циклов

11 экскавации реализуется принцип неопределенности". Он заключается в надежном формировании информации о факте свершения события (выполнении операции цикла) за счет потери информации о моменте времени свершения этого события. 2 ил.

1421830

Т„- Т„. «С, i

sign ЯТК = l операцию транспортировки груженого ковша определяют после выполнения

Изобретение относится к измерению параметров выполненной работы при проведении горных работ открытым спо- . собом с применением экскаватора-драг- 5 лайна, а именно при выполнении вскрышных работ по бестранспортным технологическим схемам, и, в частности, предназначается для учета количества вы-. полненной основной работы (подсчет 10 числа циклов экскавации), длительности выполнения основной работы и дли- тельности простоя.

Цель изобретения — увеличение точности автоматического учета основных 15 показателей работы драглайна.

Согласно изобретению измеряют длительности неподвижного состояния и вращения поворотной платформы, устанавливают два уровня загрузки ковша, 20 измеряют длительности работы двигателя механизма подъема ковша с низким (Т у, } и высоким (Т 8>.) уровнями за грузки, длительность выполнения основной работы, включающую длительности выполнения операции черпания, разгрузки ковша и длительности периода между этими операциями в каждом цикле экскавации, угол между физической вертикалью и осью подвески инер- 30 ционной массы к вращающейся части экскаватора в плоскости стрелы мс; длительность простоя, при этом состояние простоя (sign П=1) определяют как совпадение в течение t1 сигнала 35 неподвижного состояния -экскаватора и величины тока в якорной цепи .двигателя механизма подъема ковша, не превышающей 2 — 5X его номинального значения, а неподвижное состояние 40 экскаватора определяют как выполнение условия равенства нулю отношения приращения в единицу времени угла между физической вертикалью и осью подвески инерционной массы к вращающейся 45 части экскаватора в плоскости стрелы к этой же единице времени, при этом операцию черпания определяют как одновременное в течение не менее 2 с выполнение условий 50

Т„(Т„„;.

i операции черпания, как одновременное в течение не менее 2 с выполнение условий

I ъ I, tl. ñò

Т -Т„«,C,;

sign HTK О, операцию разгрузки ковша определяют после выполнения операции транспортировки груженого ковша как одновременное в течение не менее 2 с выполнение условий

sign НТК = 1

Т у; - Т у . >i С 1 где I„- ток якорной цепи двигателя механизма подъема ковша;

С„ - установленное превышение длительности отсутствия вращения поворотной платформы наддлительность наличия ее вращени я 1

1„„- установленный уровень тока якорной цепи двигателя механизма подъема ковша при транспортировке груженого ковша;

С вЂ” установленное превышение длительности работы двигателя механизма подъема ковша с низким уровнем загрузки длительности

его работы с высоким уровнем загрузки, sign НТК = 1 — сигнал, характеризующий положение командоаппарата управления привода механизма тяги ковша, обеспечивающего наматывание тягового каната на барабан лебедки, цикл экскавации определяют как последовательное выполнение операций черпания, транспортировки груженого ковша и его разгрузки, а длительность вью полнения основной работы определяют как сумму длительности между операциями черпания и разгрузки ковша и длительности между операциями разгрузки ковша и черпаиия в последующем ци" кле экскавации.

1421830

I

B предложенном способе обеспечивается с большей надежностью контроль выполнения операций цикла. Так, при определении операции черпания ток якорной цепи двигателя механизма подъема ковша может достигать 307 номинального его значения, но при этом не может превысить I„„, так как в случае I >, 7 Т„„ковш отрывается от забоя и операция черпания прекращается. Поэтому. выполнение первого условия выполнения операции черпания

I„. < I позволяет машинисту при неь„ обходимости создавать значительные нагрузки привода механизма подъема (например, при быстром выборе "слабины" подъемного каната, при глубинах черпания, близких к предельным и т.д.). Кроме." того, при черпании по-, воротная платформа преимущественно должна находиться в неподвижном состоянии, в противном случае операция черпания также физически неосуществима. Это обстоятельство в способе учитывается контролем выполнения второго обязательного условия Т и.—

Т р; >I С,, где С„ = 4 - 8 с.

Третье условие sign НТК = 1 является также обязательным при физическом осуществлении операции черпания, Совокупность же всех трех условий в .течение времени t, (t „ 7 2 с) позволяет надежно фиксировать выполнение операции черпания при всех возможных вариациях параметров забоя и индивидуальных приемов по управлению экскаватором.

При выполнении операции транспортировки груженого ковша, очевидно, должно выполняться первое условие

In.> I,, обеспечивающее контроль

1 уровня заполнения ковша. Величина

I,„, определяется из следующих сообг ражений. Известно, что I = kS „. =

1 I

1,3 kP, где k — коэффициент про11 порциональности, S > — усилие в подьемком канате от действия концевой нагрузки P в зоне разгрузки ковша.

Поскольку P = P + P,;, где

Рр — масса порожнего ковша; Р, масса грунта в ковше, то, устанавливая минимальный уровень загрузки ковша в зависимости от условий. экскавации в пределах 60 — 80 от номинального значения, величина I может .быть определена из выражения

Т ч т = 1 3 К Ро + (0,6-0,8)Рг нем где P — номинальная загрузка гр нам ковша.

При выполнении этой операции, как и в случае черпания, существенную роль могут играть вариации параметров забоя и индивидуальных приемов по управлению экскаватором. Учет этих факторов в предлагаемом способе обеспечивается контролем выполнения второго условия T ep T н. Ф С

l которое характеризует преимущественное состояние вращения поворотной . платформы. Третье условие sign НТК =

= 0 является также обязательным при осуществлении операции транспортировки груженого ковша (при sign .ÍÒÊ = 1 ковш может разгрузиться), Совокупность всех трех условии в течение времени t после выполнения операции черпания (sign 4 1) позволяет надежно фиксировать в указанных условиях выполнение операции транспортировки,груженого ковша.

При выполнении операции разгрузки ковша обязательным условием является

sign НТК = 1 и вторым — Т;„- Т sy., 1

, C (С.q = 3 —. 5 с), которое обеспечивает надежный контроль установленной загрузки порожнего ковша. Если после разгрузки ковша длительность

Tgy превышает длительность Т „ не

1 d

"1 менее, чем на С, то подтверждается в данной ситуации наличие разгруженного ковша.

Совокупность указанных условий в течение времени t„ после выполнения операции транспортировки груженого о ковша позволяет надежно фиксировать выполнение операции разгрузки при вариациях параметров паспорта экскавации и приемов по управлению экскаватором.

Таким образом, при определении указанных операций цикла экскавации реализуется принцип "неопределенности", заключаннцийся в надежном формировании информации о факте свершения события (выполнении операции цикла) за счет потери информации о моменте времени свершения этого события.

Объективньп контроль выполнения операций цикла в последовательности (sign 4 = 1 ) (sign ТГК 1 ) 6

Ь1

Т р - .Е 4 Тбр., 1 3

-1 421830 (2)

ni

Т„, - .С:4Т„.; (4) 30

4Т t чк тск

sign Вр l.

4 ещп Н 1 (5) sign Н

sign Bp 1 (6) Тя - Т р.,С,;

sign HTK = 1, 5 (sign P l j,â свою очередь обеспечивает надежное определение цикла экскавации и длительности выполнения основной работы, включающвй длительности выполнения операций чер5 пания, разгрузки ковша и длительности периода между этими операциями.

Состояние простоя определяется как совпадение в течение С сигнала неподвижного состояния экскаватора (sign HC = 1) и величины тока в якорной цепи двигателя механизма подъема ковша, не превышающей (0,02-0,05) „ „,„ где Х„ „ номинальный ток якорной цепи двигателя механизма подъема ковша.

При этом неподвижным экскаватором считают, если где д = 4 - 9, — приращение с; ; с 25 угла между физической вертикалью и осью подвески инерционной массы и вращающейся части экскаватора s плоскости стрелы в течение отрезка времени 4t;

4 с

Следовательно при †0 отЭ

dt сутствует изменение .положения поворотной части экскаватора в трехмерном пространстве, T ° в экскаватор находит-35 ся в неподвижном состоянии. Дополни" тельное условие по ограничению неличины тока в якорной цепи двигателя механизма подъема ковша исключает из состояния простоя состояние неподвиж- 40 ного экскаватора с поднятым ковшом без включения механического тормоза.

На фиг. 1 приведена структурная схема устройства для реализаций предлагаемого способа; на фиг. 2 — струк- 4 турная схема вычислителя °

Способ реализуют следующим образом.

В прбцессе экскавации измеряют ток якорной цепи двигателя механизма подъема ковша I и определяют нали- . п1е неподвижного состояния (sign .1 = 1), отсутствие нагрузки привода механизма поворота и наличие вращения (sign Вр = 1) поворотной платфор- 55 мы {наличие нагрузки привода механизма поворота).

Измеряют длительность вращенйя поворотной платформы на интервале .Т„

4T t sign Вр 1 "" sign H l

ЭРА так

sign Н 1 . sign Bp 1 где n — число периодов 4Т, на

1 1 интервале Х, Т 2030 c

sign Bp l - сигнал, характеризующий вращение поворотной платформы в любую сторону

sign Bp 1, если sign Н. - 0 (3) (стрелкой показан переход от одного контролируемого состояния, например

sign Bp 1, к другому контролируемому состоянию, например sign Н 1).

Измеряют длительность неподвижного состояния поворотной платформы на интервалах где n< " число периодов 4Т„. на интервале Т,.

Определяют положение командоаппарата управления привода механизма тяги ковша, обеспечивающего наматывание тягового каната на барабан лебедки (sign HTK = 1) и выполнение операции черпания sign 4 = 1, если в течение

t выполняются условия

Ф ь и где t -, длительность совпадения кон-, 1 контролируемых сигналов;

I — средний ток якорной цепи

tl двигателя механизма подъема ковша при транспортировке порожнего ковша;

l 421 830 (l 3) Определяют выполнение операции разгрузки ковша sign P = l, если по10 сле выполнения операции транспортировки груженого ковша (sign ТГК = 1) в течение t выполняются условия

{7) sign НТК = l;.

15 (14) Т у — Тву

I„„1,O) I„. „oì (8) 25

1 — )sign P = 1) (15) (9) (!6) Ьтву ° t тЕк

1 тек

40 где n — число периодов ЬТя„. на инэ

\ 45 тервале Т>, Измеряют на интервалах Т длитель1еость работы двигателя механизма подъема ковша с высоким уровнем загрузки и

1 тЕк ек

+Ь

sign Pl sign Ч-l (17) пэ т, =Е. ат„ вч; 1

55 ьт„ тЕк

С» — принимаемая константа, C =

=4-8с, Определяют выполнение операции транспортировки груженого ковша

sign ТГК 1, если после выполнения операции черпания (sign Ч 1) в течение t выполняются условия тa.чей

1 . !

Твр. T H С»1

1 1

sign HTK О, где Х „ „,„ - номинальный ток якорной цепи двигателя механизма подъема ковша;

Измеряют в процессе экскавации на интервалах Т< (Tz 15-20 с) длительность работы двигателя механизма подъема ковша с низким уровнем загрузки

I„. (1,3 I I„v. 1,.3 I» (12) Устанавливают ниэкий Т„ч и высокий

T уровни загрузки ковша

Бч при I . (1 3 I

Isw npu In. zi 1,3 ?„„°

% где С вЂ” принимаемая константа, С =3 — 5 с °

Определяют выполнение цикла экскавации путем контроля последовательного выполнения операций черпания (sign Ч = 1), транспортировки груженого ковша (sign ТГК = 1) и его разгрузки (sign P = 1), т.s. sign Ц = 1 если (sign Ч = 1) )sign ТГК 1)Суммируют. в процессе экскавации выполненное число циклов экскавации в течение смены длительностью С

Н„ K (sign Ц = 1)j.

Измеряют в процессе экскавации длительность выполнения основной работы (работы по перемещению горной массы из забоя в отвал и возврат горожнего ковша в забой) где пЧ вЂ” число периодов Ь Т»„„. на интервале смены Т, т» 8!

2 ч;

Ь. — длительность операции транс1 портирования порожнего ковша в i-м цикле экскавации;

1421830

Ь; О

5 тп«, = те«

"5

Тр,, =.Е астр., (23) 45

ЬТпр . те« !

50 5 если (С, (18) тп«., ° п«;.если t,п„„„ "С>. (39) sign Ч+, = 1 sign Р 1 (20) где С вЂ” принимаемая константа, С =30 — 40с;

sign 1, =1 — сигнал выполнения операции черпания в (i+3)-м цикле экскавации.

Измеряют в процессе экскавации угол между физической вертикаль3п и осью подвески инерционной массы к вращающейся части экскаватора в плоскости стрелы 4> ., 1 !

Определяют неподвижное состояние экскаватора 3 с;

sign НС = 3 если 0 (21)

Э

ЬС где Ьй = 1 — 5 с.

Определяют состояние простоя экс" каватора sign П =- 1, если в течение

t< выполняются условия

sign HC = l; (22) и С (О, 02-0,05) r „„ом

rpe t< - длительность совпадения контролируемых сигналов р t < 7j

ФЗО с.

Измеряют длительность простоя

sign Ï = 0 sign Ï = 1 ! где п — число периодов ЬТ I,. на ин5 .j тервале смены Т>.

Устройство содержит датчик 1 тока якорной цепи двигателя механизма подъема ковша, датчик 2 положения рукояти командоаппарата управления приводом поворота платформы, обеспечивающего неподвижное состояние платформы, датчик 3 положения рукояти командоаппарата управления приводом механиэма тяги ковша, обеспечивающего наматывание тягового каната на барабан лебедки, датчик 4 угла между физической вертикалью и осью подвески инерционной массы к вращающейся части экскаватора в плоскости стрелы, вычислитель 5, индикатор 6. Датчики 1-4 подключены к соответствующим входам вычислителя 5, выходы которого связаны с индикатором 6.

Вычислитель 5 (фиг. 2) содержит таймер 7, узел 8 измерения длительности вращения поворотной платформы, узел 9 измерения длительности нахождения поворотной платформы в неподвижном состоянии, узел 10 контроля операции черпания, узел 1! контроля операции . транспортирования груженого ковша, узел 12 измерения длитеЛьности работы двигателя механизма подъема ковша с низким уровнем загрузки, узел 13 измерения деятельности работы двигателя механизма подъема ковша с высоким уровнем загрузки, узел 14 контроля операции загрузки ковша, узел 15 контроля неподвижного состояния экскаватора, узел 16 контроля состояния простоя экскаватора, узел 17 измерения длительности простоя экскаватора, узел 18 измерения длительности выполнения основной работы, узел 19 контроля выполнения цикла экскавации.

Выход узла 7 подключен к входам узлов 8-18, .выход узла 8 связан с входами узлов 10 и 11, выход узла 9 подключен к входам узлов 10 и 11, выход узла 10 подключен к входам, узлов 18 и

40 19, выход узла 11 связан с входом узла 19 выходы узлов 12 и 13 подключены к входам узла 16, выход которого связан с входами узлов 18 и 19, выход узла 15 подключен к входу узла 36, выход которого подключен к входу уз.— ла 17.

Выход датчика 1 подключен к входам узлов 10-13, выход датчика 2 подключен к входам узлов 8 и 9, выход датчика 3 подключен к входам узлов 10, 11 и 14, выход датчика 4 подключен к.входам узла 15.- Выходы узлов 17-19 подключены к входам индикатора 6.

Устройство работает следующим об.разом.

В процессе работы экскаватора "с выходов датчиков 1-4 на входы вычислителя 5 поступают соответственно

1421830

12; П. C Ih 11

Т< — Т р С

sign НТК = 1. сигналы, пропорциональные току якорной цепи двигателя механизма подъема ковша I„. сигнал положения рукояти командоаппарата управления приводом

5 поворота платформы sign Н, сигнал положения рукояти командоаппарата управления приводом механизма тяги ковша sign НТК, сигнал, пропорциональный углу между физической вертикальной и осью подвески инерционной массы к вращающейся части экскаватора в плоскости стрелы 4 .. В результате

ci этого на выходе узла 8 формируется сигнал T sp пропорциональный дли 15 тельности вращения поворотной платформы — формулы (I) — (3), на выходе узла 9 сигнал Тя,, пропорциональный ,длительности неподвижного состояния поворотной платформы — формулы (4) и (5). На выходе узла 10 формируется

sign Ч = 1 при соблюдении в течение времени t условий (6).. На выходе узла 11 формируется sign ТГК = 1 после

25 поступления на его вход сигнала

sign Ч = 1 и при соблюдении в течение времени t условий (7) .. На выходе узла 12 формируется сигнал, пропорциональный длительности работы двигателя механизма подъема ковша с низким

ЗО уровнем загрузки Тн . — формулы (9)

1 и (1О), на выходе узла 13 — сигнал, пропорциональный длительности работы двигателя механизма подъема ковша с высоким уровнем загрузки Т б — форИ1 мулы (11) и (12) . Сигналы Тн, и Т11„

1 поступают на входы узла 14, на выходе которого формируется sign Р = 1 1О посде поступления сигкала sign ТГК = 1 ! и выполнения в течение времени ! условий (14) . После формирования сигналов sign Ч = 1, sign ТГК = 1, sign P = 1 узел 19 формирует sign Ц=

1 — формула (15) и суммирует на интервале смены t число выполненных .циклов N — формула (16). На выходе узла 15 формируется сигнал sign НС =

1 — условие (21), который поступает 50 на вход узла 16. На выходе узла 16 формируется сигнал sign П = 1, если в течение времени t< выполняются условия (22). В результате этого на выходе узла 17 формируется сигнал, пропор-55 циональный длительности простоя экскаватора Т!, . — формулы (23) и (24)

l а на выходе узла 18 — сигнал Тоси.

1 пропорциональный длительности основной работы экскаватора — формулы (17) — (20) . Выходные сигналь| узлов

17-19 поступают на индикатор 6 для визуального наблюдения машинистом.

Формула изобре тения

Способ автоматического учета основных показателей работы драглайна, основанный на измерении тока якоря двигателя механизма подъема, определении наличия или отсутствия .нагрузки механизма поворота, определении вращения барабана тяговой лебедки, вывыполнении операций черпания, транспортирования груженого .ковша, цикла экскавации, о т л и ч а ю щ и,й с я тем, что, с целью уве.1тичения точности автоматического учета, измеряют длительности неподвижного состояния Тя. I и вращения T!I . поворотной платформы

1 устанавливают два уровня загрузки двигателя механизма подъема, измеряют длительности работы двигателя механизма подъема с первым Т !у, и с вторым Т „ уровнями загрузки, дли-! тельность выполнения основной работы, включающую длительность выполнения операций черпания, разгрузки и время между этими операциями в каждом цикле, экскавации, угол между физической вертикалью и осью подвески инерционной массы к вращающейся части экскаватора в плоскости стрелы ! длительность простоя, при этом состояние простоя определяют как.совпадение в течение С сигнала неподвижного состояния экскаватора и величины тока в якорной цепи двигателямеханизма подъема ковша, не превьппающей 2-57 его номинального значения, а неподвижное состояние экскаватора определяют как выполнение условия равенства нулю отношения приращения в единицу времени угла между физической вертикалью и осью подвески инерционной массы к вращающейся части экскаватора в плоскости стрелы к этой же единице времени, при этом операцию черпания определяют как одновременное в течение не менее 2 с выполнение условий

1421830

Ть Т п.çñò Tsp — Т н С

sign HTK = О, 20

sign HTK 1

T y, — Tsq >i С »

1 где I „, "1 операцию транспортировки груженога

° ковша определяют после выполнения операции черпания, как одновременное в течение не менее 2 с выполнение условий операцию разгрузки ковша определяют, после выполнения операции транспортирования груженого ковша, как одно" временное в течение не менее 2 с выполнение условий

- ток якорной цепи двигателя механизма подъема ковша; средний ток якорной це- . пи двигателя механизма З0 подъема ковша при транс портировке порожнего ковша; — установленное превышение о длительности отсутствия 35

14 вращения поворотной платФормы рад длительностью наличия ее вращения при выполнении операции черпания;

I1, - установленный уровень

И,уст тока якорной цепи двигателя подъема при транспортировании груженого ковша;

С вЂ” установленное превышение

1 длительности работы двигателя механизма подъема ковша с первым уровнем загрузки над длительно-стью его работы с вторым уровнем загрузки;

sign HTK=l — сигнал, характеризующий положение командоаппарата управления привода механизма тяги ковша, обеспечивающего наматы.вание тягового каната на барабан лебедки, цикл экскавации определяют как последовательное выполнение операций черпания, транспортировки груженого ковma u его разгрузки, а длительность выполнения основной работы определяют как сумму длительности между операциями черпания и разгрузки ковша и длительности между операциями разгрузки ковша и черпания в последующем цикле экск ав ации.

Составитель А. Мартынов

Редактор А. Коз ориз Техред Л. Олийнык Корректор С, .Черни

Заказ 4394/28 Тираж 637 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