Способ контроля и учета работы экскаватора-мехлопаты

 

Изобретение касается измерения параметров работы экскаватора-мехлопаты. Цель изобретения - повьшенке точности контроля и учета работы экскаватора при упрощении реализации. Измеряют нагрузку двигателя подъема, определяют величины загрузки ковша (Р. ) в процессе его перемещения по значению угловой скорости двигателя подъема и длительность вращения платформы (ТПРВ;). Измеряют ток двигателя напора (), напряжение на дополнительных полюсах двигателя подъема (Ufl J, I ). Устанавливают миним. значения тока напора (1. цр ) и напряжения на дополнительных полюсах двигателя механизма подъема (ив.)- Операция черпания определяется как одновременное выполнение условий 1ц.,- н.чст UjnjS Ud.(,.5 при сигнале, характеризующем подъем ковша . Операция перечерпывания определяется как последовательность выполнения операций черпания и опускания ковша. Операция транспортировки груженого ковша определяется как одновременное в течение 3-5 с выполнение условий ,-/5- Р„;Ь Сд, где С и С - задаваемые константы. Выполнение цикла экскавации определяется контролем последовательности операций черпания, транспортировки груженого ковша и открывания днища ковша. 2 з.п. ф-лы, 7 ил. (Л 1 N5 СЛ ISD

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

m 4 F 02 F 3/48

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СОИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4197307/29-03 (22) 20.02.87 (46) 23,09.88. Бюл.. У 35 (71) Северо-Кавказский филиал Всесоюзного научно-исследовательского института "Цветметавтоматика и Государственный проектно-конструкторский и научно-исследовательский институт по автоматизации угольной промышленности "Гипроуглеавтоматиэация" (72) Ю.В.Плеханов, Л.А.Ткаченко, А.И.Филиппенко и А.Ф.Воробьев (53) 621.879.32 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 975925, кл. E 02 F 9(20, 1978.

Авторское свидетельство СССР

У 1170058. кл. Е 02 F 3/48. 1983. (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ И УЧЕТА РАБОТЫ ,ЭКСКАВАТОРА-МЕХЛОПАТЫ (57) Изобретение касается измерения параметров работы экскаватора-мехлопаты. Цель изобретения — повышение точности контроля и учета работы экскаватора при упрощении реализации.

Измеряют нагрузку двигателя подъема, определяют величины загрузки ковша

„„SU„„1425277 А1 (Р„; } в процессе его перемещения по значению угловой скорости двигателя подъема и длительность вращения платформы (T,, ). Измеряют ток двигателя напора (I }, напряжение на дополнительных полюсах двигателя подъема (Б ). Устанавливают миним. значения тока напора (I „ ) и напряжения на дополнительных полюсах двигателя механизма подъема (Ug „ }. Операция черпания определяется как одновременное выполнение условий IH,з 1„, U> Ä; Uy g.,. при сигнале, характеризующем подъем ковша ПК=1. Операция перечерпывания определяется как последовательность выполнения операций ф черпания и опускания ковша. Операция транспортировки груженого ковша определяется как одновременное в течение

3-5 с выполнение условий (Т„0 ;/ С*, Р„; ъ С, где С и С вЂ” задаваемые константы. Выполнение цикла экскавации определяется контролем последова- р тельности операций черпания, транспортировки груженого ковша и открывания днища ковша. 2 з.п. ф-лы, 7 ил.

1425277

$n )ст t )tl °

Изобретение относится к измерению параметров работы, выполненной экскаватором-мехлопатой при проведении горных работ открытым способом, н частности к контролю и учету параметров работы меклопаты, используемой на погрузке горной массы в транспортустановленный и фактический токи якорной цепи двигателя механиэма напора; установленное и фактическое напряжение на дополнительных ные средства.

Цель изобретения — увеличение 1О точности контроля и учета работы экскаватора-мехлопаты при упрощении реализации способа, Поставленная цель достигается тем, что в процессе экскавации дополни- 15 тельно измеряют ток якорной цепи

: двигателя механизма напора, угловую скорость вращения вала двигателя механизма подъема ковша, контролируют

1 направление вращения вала двигателя 20 механизма подъема ковша, устанавливают минимальное значение тока якорной цепи двигателя механизма напора и напряжения на дополнительных полюсах механизма подъема, характеризующие процесс заполнения ковша контролиру1 ют направление вращения вала двигате1 ля механизма поворота платформы при

У этом операцию черпания определяют как одновременное выполнение условий 30

Sig n ПК=1 H.pcò

Uyn ст определяют выполнение операции перечерпания путем контроля выполнения

1 последовательности операций черпания и опускания ковша, измеряют длительность поворота платформы, определяют загрузку ковша в процессе его переме- 40 щения по величине угловой скорости вращения вала двигателя механизма подъема ковша, определают операцию транспортировки груженого ковша пос-. ле выполнения операции черпания как 45 одновременное в течение 3-5 с выполнение условий

)Т„... (= С,( контролируют в процессе экскавации выполнение операции открывания днища ковша, а выполнение цикла экскавации определяют путем контроля последовательности реализации .операций черпания, транспортировки груженого ковша

55 и открывания цнища ковша, где Sign IIK=1 — сигнал, характеризующий подъем ковша экскаватора; полюсах двигателя механизма подъема ковша„

Т вЂ” длительность вращения

ИО .1 платформы после выполнения операции чер ания;

Р„,; — масса "нетто" в груженом ковше;

С, С вЂ” устанавливаемые константы, При этом величину загрузки ковша определяют в процессе его транспортировки к месту разгрузки после выполнения операции черпания и поворота платформы влево или вправо в течение

3-5 с путем сглаживания текущего значения скорости вращения вала привода механизма подъема ковша, последующего интегрирования в течение 2-3 с выходной величины, получаемой после сглаживания и нахождения на указанном интервале среднего значения интегрируемой величины, пропорциональной загрузке ковша.

Кроме того, в процессе экскавации подсчитывают суммарное число произведенных черпаний и перечерпаний на

i-й момент времени, подсчитывают суммарное число произведенных циклов экскавации на тот же момент времени и по отношению суммарного числа произведенных циклов экскавации к суммарному числу черпаний и перечерпаний суцят о подготовленности горной массы к экскавации.

На фиг.1 приведена структурная схема устройства, реализующего способ контроля и учета работы экскаваторамехлопаты; на фиг.2-7 — структурные схемы функциональных блоков устройства.

Способ осуществляют следующим образом.

В процессе экскавации измеряют величину напряжения на дополнительных полюсах U „ двигателя механизма подъема ковша, ток якорной цепи двигателя механизма напора Х, и скорость вращения вала двигателя механизма подъема ковша ц„,, а затем контролируют направление вращения двига»: теля механизма подъема ковша, причем

5277

Тп<„„- d Т (4) поворотов платформы;

15 п1 n2 — число периодов правых и левых поворотов платформы при перемещении груженого ковша.

Определяют начало периода транспортировки груженого ковша

Sign НТ1, если (Sign II=1( (Sign Ч1) где Sign П 1, если Тпоз, / С, (8) С 3-5 с.

Определяют величину загрузки ков25 ша в каждом цикле экскавации в период транспортировки груженого ковша (u„;de

Р— -------К - Р

30 пк 1

Ф

Хя „ т, 1я, м — установленный и номинальный токи якорной цепи двигателя механизма напора;

U ст,0 „ „пм- установленное и номинальное (при номинальной нагрузке) напряжения на дополнительных З5 полюсах двигателя механизма подъема ковша. а = +(23) с;

Р,„ — масса порожнего ковша;

К вЂ” коэффициент пропорциональности;

40 Sign 04=0 — при отсутствии сигнала, обеспечивающего открывание днища ковша.

Определяют выполнение операции транспортировки груженого ковша.

4r Sigп ТГ=1, если после выполнения операции черпания (Sign 91) выполняются условия

Р„; С (13)

1Т„, 1 (14)

50 где С = (0,3 — 0,6) Pном Peon номинальная загрузка ковша; С ч

3-5c °

В процессе экскавации контролируют выполнение операции открывания днища

55 ковша: Sign ОД 1 - при наличии сигнала, обеспечивающего открывание днища ковша.

Выполнение цикла экскавации определяют путем контроля выполнения пос3 142 сигнал Sign ПК 1 получают при направ;. ленин вращения двигателя,, обеспечивающем подъем ковша, а сигнал Sign OK ее1 — при направлении вращения двигателя, .обеспечивающем опускание ковша. устанавливают минимальные значения тока якорной цепи двигателя механизма напора I»< и напряжения на дополнительных полюсах двигателя механизма подъема П „,, характеризующие процесс заполнения ковша.

В процессе экскавации контролируют направление вращения двигателя механизма поворота платформы: Sign ПП ! — при направлении вращения двигателя, обеспечивающем поворот платформы вправо, и Sign ПЛ=1 — при направлении вращения двигателя, обеспечивающем поворот платформы влево.

Затем определяют выполнение операции че пания

Signh 1, если Sign ПК 1

IHi иост ф (1)

n» Uyn ет где IH 1ITT(0 3 0,3) IHHHM!

Ip,п уст(Ов 3-Os 6) Up, ном Óg

Выполнение операции перечерпывания определяют путем контроля выполнения последовательности операций, т.е.

Sign ПЧ=1, если (Sign Ч 1! (Sign ОК

g 1) (2)

Затем подсчитывают суммарное число выполненных черпаний и перечерпаний в процессе экскавации в 1-й момент времени

1 1

N;g(Sign Ч 1); +, (Бл.дп ПЧ1)., (3) где t; — текущее время; не Ос

С,„е,t - время начала и окончания смены, причем i-й момент времени на интервале смены определяется в зависимости от технологической потребности.

Проводят измерение длительности поворота платформы т пов.п,1 те с тек (5)

1Sign ПП=! Sign ПЛ=1; ТIl08.ll.! те "тек (б)

Sign ПЛ=1 $ign ПП !

T Issg „; — длительность периодов правых и левых где t, =t, )/Sign НВ-1, (10), Sign НВ 1, если JSign НТ=1(, (11) (Sign ОД=О/

142 ледовательности операций цикла эксканации Sign Ч, Sign ТГ, Sign ОД,т.е.

Sign Ц 1, если

{я п ч-1) -+ (sign тГ-11 (sigii Оп»

-1), (15)

Подсчитывают суммарное число выолненных циклов экскавации в i-й моент времени

1, М; *., > (Б18п Ц=1,) i, (16) де „ с t;c t„

Определяют текущее значение покаателя, характеризующего подготовленость горной массы к экскавации:

И;

N (17)

Устройство, реализующее способ, одержит блок 1 гальванических раэвяок, блок 2 контроля выполнения опеации черпания, блок 3 контроля выолнения операции транспортировки руженого ковша, блок 4 измерения . агрузки ковша, блок 5 контроля выолнения цикла экскавации и выходной лок 6.

К входам блока 1 подключены сигалы Sign ОК, Sign ПК, Ц „;, ?,,, ign ОД, Sign ПП и Sign ПЛ.Выходы лока 1, Фоомирующие гальванически назвязаиные сигналы Sign ОК,Sign ПК, I„; и Sign ОД, подключены к со >тветствующим входам блока 2, а выходы его, формирующие гальванически развязанные сигналы Я дп: ОД, Sign ПП

Sign ПЛ, подключены к входам блока

Кроме того, к цепи, формирующей

Сигнал Sign ОД, подключены соответствующие входы блоков 5 и 6. Выход блока 2, формирующий сигналы Sign Ч и

Sign ПЧ, подключен к входу блока 6, а выход его„ формирующий сигнал

Sign EET подключен к входу блока 3.Выход блока 3, формирующий сигнал

Sign ТГ, подключен к соответствующему нходу блока 5, выход которого подключен к входу блока 6. К одному входу блока 4 подключен сигнал Co „;, а к другому входу — выход блока 3, формирующий сигнал Sign НВ. Один выход блока 4, формирующий импульсные сигналы f<, подключен к соответствующим входам блоков 2 и 3, а другой его выход, формирующий сигнал Р„;, подключен к соответствующим входам блоков 3 и 6.

Блок 1 гальванических разнязок (фиг.2) содержит входные согласующие

5277 6

RC-элементы 7-13, которые соответственно через оптроны 14-20 подключены к входам усилителей-формирователей

21-27.

Блок 2 контроля выполнения операции черпания (фиг.3) содержит триггеры 28 и 29, пороговые элементы

30 и 31 и логические элементы И 32 и 33, При этом, выход триггера 29 подключен к одному входу элемента

И 32, выходы пороговых элементов 30 и 31 подключены к соответствующим входам элемента И 33, выход которого подключен к входам триггеров 28 и 29.

Блок 3 контроля выполнения операций транспортировки груженого ковша (фиг„4) содержит реверсивный счетчик

34, счетчик 35, логические элементы

И 36-38, дешифратор 39, элемент ИЛИ

40, регулируемый пороговый элемент

41, триггер 42 и переключатели 43 и 44, Выходы счетчика 34 через последовательно соединенные дешифратор

25 39 и переключатель 43 подключены к входу элемента И 36, а другие выходы дешифратора 39 через переключатель

44 — к входу элемента И 37. Другие входы элементов И 36 и 37 подключены

30,cooтнeтстнeннo к шинам управления

"+", "-" реверсивного счетчика 34.

Выходы элементов И 36 и 37 подключены к входам элемента ИЛИ 40, выход которого подключен к входам элемента

И 38 и триггера 42. Выход элемента

41 подключен к входу элемента И 38, выход которого подключен к счетному входу счетчика 35. Выход счетчика 35 связан с шиной сброса этого же счет40

Блок 4 измерения загрузки ковша (фиг,5) содержит фильтр 45 низких частот, узел 46 усреднения, компаратор

47, ключ 48 коммутации, интегратор

45 49 измерительный, генератор 50 импульсов и логический элемент И 51, Выход фильтра 45 через узел 46 подключен к одному входу компаратора 47, к другому входу которого подключен выход измерительного интегратора 49.

Выход ключа 48 коммутации подключен к входу измерительного интегратора

49, а выходы компаратора 47 и генератора 50 — к входам элемента И 51.

Блок 5 контроля выполнения цикла экскавации (фиг.6) представляет собой логический элемент И 52 с двумя входами, 1425277

Выходной блок Ь (фиг.7) содержит счетчики 53-57, дешифраторы 58-62, индикаторы 63-67 и кнопку 68, причем выходы счетчиков 53-57 через соответ5 ствующие дешифраторы 58-62 подключены к входам индчкаторов 63-67, кнопка

68 — к шине сброса счетчика 56, а счетные входы счетчиков 55-57 подключены параллельно. 10

Устройство работает следующим образом. . В процессе экскавации на входы блока (фиг.1) поступают сигналы

Sign" ОК, Sign ПК, U>„;, I, 15

Sign ОД, Sign ПП a Sign» ПЛ; а на вход блока 4 поступает сигнал М„, . С выхода блока 1 (выходы элементов

21-27, фиг.2) гальванически развязанные сигналы Sign О, Sign ПК, U „,, 20

I,. и Sign ОД поступают на входы блока 2, сигнал Sign ОД поступает кроме того на входы блоков 3, 5 и 6, а сигналы Sign ПП и Sign ПЛ поступают на входы блока 3 ° Кроме того, на 25 соответствующие входы блоков 2 и 3 с блока,4 поступают сигналы генератора импульсов Й . В результате этого на выходе блока 2 (выход триггер 29, фиг.3) формируется сигнал Sign Ч (формула 1), а на выходе триггера 28 кроме того — сигнал Sign ПЧ (формула 2).

Сигналы Sign Ч и Sign ПЧ поступают в блок 6, где суммируются (счетчик

53, фиг.7) и отображаются (индикатор

63, фиг.7) для визуального считывания. В результате этого на выходе элемента И 32 (фиг,3) блока 2 формируется сигнал, характеризующий начало 40 транспортировки ковша Sign НТ=1 (формулы 4-8), который поступает на вход счетчика 34 (фиг.4).

В блоке 3 на выходе триггера 42 формируется сигнал начала взвешивания ковша Sign НВ=1 (формула 11), который поступает на входы элементов ! 48 и 51 блока 4 (фиг,5), в результате чего на выходе элемента И 51 формируется сигнал Рг,;, характеризующий ве11 (50 личину загрузки ковша нетто (формулы 9,10 и 12). Сигнал Р, поступает на вход элемента 41 блока 3 (фиг.4) и кроме того в блок 6 (фиг.7), где суммируется (счетчики 55-57) и отображается (индикаторы 65-67). В счет55

II чике 55 фиксируется масса ковша нетто", в счетчике 56 — масса, погруженная в транспортную единицу, а в счетчике 57 — переработанная горная масса нарастающим итогом.

После загрузки очередной транспортной единицы счетчик 56 приводится в нулевое состояние нажатием кнопки 68. Счетчик 55 приводится в нулевое состояние в момент разгрузки ковша (Sign ОД=1). На выходе счетчика35 блока 3 (фиг.4) после поступления сигнала Р, формируется сигнал, характеризующий выполнение операции транспортировки груженого ковша

Sign ТГ1 (формулы 13 и 14), который поступает в блок 5. На выходе элемента И 52 блока 5 (фиг.б) формируется сигнал выполнения цикла экскавации

Sign Ц=1 (формула 15), который поступает в блок 6, где суммируется (счетчик 54, фиг.7) и отображается (индикатор 64, фиг,7).

Таким образом, в процессе экскавации устройством формируется следующая информация: суммарное число черпаний и перечерпаний, суммарное число выполненных циклов экскавации, вес горной массы в ковше экскаватора, вес горной массы, погруженной в транспортную единицу и суммарное количество горной массы, перемещенной в процессе экскавации. Кроме того, по отношению (17) можно судить о подготовленности горной массы к экскавации.

Формула изобретения

1. Способ контроля и учета работы экскаватора-мехлопаты, включающий измерение нагрузки двигателя механизма подъема ковша, определение величины загрузки ковша, контроль BbIполнения операций черпания, транспортировки груженого ковша и цикла экскавации, отличающийся тем, что, с целью увеличения точности контроля и учета работы, в процессе экскавации дополнительно измеряют ток якорной цепи двигателя механизма напора, угловую скорость вращения вала двигателя механизма подъема ковша, контролируют направление вращения вала двигателя механизма подъема ковша, устанавливают минимальные значения тока якорной цепи двигателя механизма напора и напряжения на дополнительных полюсах двигателя механизма подъема, характеризующие процесс заполнения ковша, контролируют направление вращения вала двигателя механизма поворота платформы, при этом операцию черпания определяют как Одновременное выполнение условий

Яддп ПК "1; Hi - н. ст ю

1 6 Uóè ст ,определяют выполнение операции пере черпания путем контроля выполнения ,последовательности операций черпания и опускания ковша, измеряют длитель ность поворота платформы, определяют

1 ,загрузку ковша в процессе его переие,щения по величине угловой скорости вращения вала двигателя механизма подъема ковша, определяют операцию транспортировки груженого ковша после выполнения операции черпания как од новременное в течение 3-5 с выполне, ние условий (т„„; = С, 1 контролируют в процессе экскавации выполнение операции открывания днища ковша, а выполнение цикла экскавации определяют путем контроля последова тельности реализации операций черпания, транспортировки груженого ковша

1 и открывания днища ковша, где Sign ПК 1 - сигнал, характеризующий подъем ковша экскаватора;

I> „, Х „; — установленный и фактический токи якоря двигателя механизма напора,"

25277 о

° U U - установленное и фактическое напряжение на дополнительных полюсах двигателя механизма подъема ковша;

Т„ ; — длительность вращения платформы после выполнения операций

10 черпания;

Р„, — масса груженого ковша

ft нетто";

С,, С вЂ” устанавливаемые константы.

2. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что определяют величину загрузки ковша в процессе транспортировки из забоя к месту разгрузки после выполнения операций черпанйя и поворота платформы в течение 3-5 с путем интегрирования в течение 2-3 с скорости вращения вала привода механизма подъема ковша и нахождения на укаэанном интервале среднего значе"

25 ния интегрируемой величины, пропорциональной загрузке ковша.

3. Способ по п.1, о т л и ч. а юшийся тем, что, с целью формирования информации об условиях рабо30 ты экскаватора, подсчитывают в процессе экскавации суммарное число произведенных черпаний и перечерпаний на i-й момент времени, подсчитывают суммарное число произведенных циклов экскавации на тот же момент времени и по отношению суммарного числа произведенных циклов экскавации к суммарному числу черпаний и перечерпаний судят о подготовленности горной массы к экскавации.

i425277

1425277

1425277

1425?77

Составитель А.Мартынов

Редактор И.Дербак Техред М.Ходанич

Корректор Э.Лончакова

Заказ 4745/27 Тираж 637 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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