Устройство для контроля работы экскаватора-драглайна

 

Союз Советеиин

Соцмалиетическин

Республик

< »643597 (6!) Дополнительное к авт. свил-ву (22) ЗаявлЕно 01,04.76 (21) 2340580/22-03 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл.

Е 02 F 3/48

Гееудерстеенай ewrr

ceca а денем нзееретеннй н еткрытий

Опубликовано 25.01.79. Бюллетень № 3 (53) УДК 621.879.38 (088.8) Д.ать опубликования описания 25.01.79

Л. И. Балагуров, В. Д. Иотапов, И. Ф. Проня3ащ, А. П. и A. И. Филиппенко (72) Автори изобретения

Государственный проектно- конструкторский и научно-нс институт Во автоматизации угольной промышленности "Г и Московский ордена Трудового Кра "íîãî Знамени горнь кийто мати зация (73) Заявители (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ РАБОТЫ

ЭКСКАВАТОРА.— ДРАГЛАЙНА

Изобретение относится к области автоматического контроля и учета работы шагающих экскаваторов-драглайнов, используемых прн ведении открытых горных работ и строительстве различных сооружений, связанном с проведением

h значительного объема работ по перемещению грунта.

Известно устройство, обеспечивающее контроль выполнения элементов цикла экскавации, при этом подсчитывается количество циклов

10 экскавации с установленным уровнем загрузки ковша и время работы экскаватора в режиме экскавации (11. Однако в автоматизированной системе управления технологическим процессом бестраиспортной перевалки необходимо контролировать и учитывать ряд других параметров: угол экскавации (средннй, минимальный, максимальный), выполненный объем экскавации в тоннах или кубометрах, траекторию перемещения экскаватора и ее параметры. Такое устройство не обеспечивает контроля основных технологических параметров процесса экскавации.

Известно устройство, обеспечивающее измерение веса горной массы в каждом цикле экскаванин с последующим суммированием, измерение и суммирование угла поворота платформы в процессе экскавации 121. Однако и это устройство не обеспечивает формирования данных о расположении экскаватора на плане горных работ и контроля основных технологических параметров процесса экскавации.

Наиболее близким к изобретению является устройство для контроля работы экскаватора-драглайна, содержащее датчики длин тягового н подъемного канатов, связанные с блоком фиксации области пространства, который подключен к одному нз входов блока измерения величины загрузки ковша, к другим входам которого подключены датчик веса и логический блок, соединенный с блоком фиксации области пространства и блоком измерения угла поворота платформы, к входу которого подключен датчик угла поворота, а выходы блока измерения угла поворота платформы, блока измерения величины загрузки ковша и логического блока подключены к выходному блоку (31. Такое устройство обеспечивает измерение н учет количества перемещенной горной массы в тоннах, суммарного угла

643597 поворота платформы экскаватора, измерение высоты подъема ковша в процессе экскавации.

Однако оио не позволяет измерять и учитывать

O такие важные параметры технологического процесса перевалки, как дугу перемещения горной массы или угол экскавации (средний, минимальный, максимальный) и траекторию перемещения экскаватора.

Предлагаемое устройство снабжено блоками задания технологических параметров работы и измерения траектории движения экскаватора, входы которых подключены к блоку измерения угла поворота платформы, а выходы — к выходному блоку, причем к другим входам блока измерения траектории движения экскаватора подключены выходы логического блока. При этом блок задания технологических параметров работы содержит задатчик и средних значений углов заполнения и разгрузки ковша, четыре схемы И, схему ИЛИ, замыкающую кнопку и два триггера, входы одного из которых через схемы И подключены к эадатчикам минимальных и максимальных углов заполнения ковша, а входы второго триггера через схемы И подключены к эадатчикам минимальных и максимальных углов разгрузки ков ша, причем выходы задатчиков максимальных углов заполнения и разгрузки ковша подключены через схему ИЛИ к замыкающей кнопке. Блок измерения траектории движения ковша содержит три схемы И, пороговый элемент, яремяэадерживающий элемент и счетчик, к входу которого через одну из схем И подключены выходы порогового элемента и . времязадерживающего элемента, вход которого соединен с соответствующими входами двух других схем И.

Это позволяет задавать и контролировать параметры технологического процесса бестранспортной перевалки (угол погрузки ковша— максимальный, минимальный, средний; yron разгрузки ковша — максимальный, минимальный, средний; траекторию движения экскаватора— число шатов и направление каждого шага), что в .Условиях отсутствия обозримости всего фронта работ при значительном числе одновременно работающих экскаваторов, характеризующихся различном производительностью, связанной с техническими характеристиками экскаваторов и технологическими причинами, и при необходимости организации тесного взаимодействия экскава. торов в случае многократной перевалки горной массы позволяет с большей технико-экономической эффективностью управлять технологическим процессом экскавации.

На фиг. 1 приведена структурная схема устройства для контроля работы экскаватора-драглайна, на фиг, 2 — функциональная схема блока измерения утла поворота платформы; на фиг. 3 — функциональная схема блока измерения траектории движения экскаватора; на фиг. 4— функциональная схема выходного блока, на фиг. 5 — функциональная схема блока задания технологических параметров работы.

Устройство для контроля работы экскаватора-драглайна содержит логический блок 1, блок 2 фиксации области пространства, связанный с датчиками длин тягового 3 и подъемного 4 канатов, блок 5 измерения величины загрузки ковша, связанный с датчиком веса 6, блок 7 измерения угла поворота платформы, связанный с датчиком угла поворота 8, блок 9 измерения траектории движения экскаватора, выходной блок 10 и блок

11 задания технологических параметров работы.

Блок 1 по соответствующим цепям связан с блоками 2 и S, по цепям 12, 13 — со станцией управления приводами экскаватора, по цепи 14— с блоком 11, по цепям 15, !6 — с блоком 7, который в свою очередь по цепям 17 — 22 связан с блоком 11, по цепям 17, 18 — с блоком 9, по цепям 17 — 24 — с блоком 10. Датчик угла поворота 8 по цепи 25 подключен к блоку 7.

Блок 10 по цепям 26 — 31 соединен с блоком 11, по цепи 32 — с блоком 1. Блок 9 по целям 32, 33 н 34 связан с блоком 1, цо цепям 35 — 38 — с блоком 10. Блок 5 соединен с датчикам 6, блоком 2 и по цепям 39 и 40 — с блоком 10.

Блоки 7 и 1 соединены цепями 41 и 42.

Блок 7 измерения угла поворота платформы содержит генератор импульсов 43, схемы ИЛИ 44 и 45, реверсивные счетчики 46 и 47, схемы И 48—

55, триггеры 56, 57 и 58, узлы 59 и 60 вычисления средчих арифметических значений и схемы НЕ 61 и 62. Генератор 43 через схему И 49 подключен к схеме ИЛИ 44 и узлу 59, а через схему И 52; к схеме ИЛИ 45 и узлу 60. Вторые входы схем ИЛИ

44 и 45 через схемы И 54 и 55 подключены к выходам схем НЕ 61 и 62, а их выходы связаны соответственно с реверсивными счетчиками 46 и

47, выходы которых через схемы И 48 и 51 подключены к входам триггеров 57 и 58. Вторые входы тритгеров 57 и 58 подключены к выходам соответствующих схем И 50 и 53, одни входы которых подключены к выходу триггера 56, а другие — к входам схем НЕ 61 и 62. Выходы триггеров 57 и 58 подключены соответственно к входам схем И 49 и 52. Выходы триггера 56

- подключены к шинам сложения и вычитания реверсивных счетчиков 46.и 47, соответствующие входы которых по цепи 14 подключены параллельно.

Блок 9 измерения траектории движения экскаватора содержит времязадерживающий элемент 63., схемы И 64, 65 и 66, пороговый элемент (триггер Шмидта) 67, счетчик 68. Одни входи схем И 64, 65 и вход элемента 63 подключены между собой параллельно. Выходы элементов 63 н 67 через схему И 65 подключены к счетчику 68.

643597

Выходной блок -10, содержит показывающее устройство 69 дирекционного угла i - го шага, устройство 70 фиксации числа шагов и дирекционных углов шагов (нарастающим итогом), показывающие устройства: устройство 71 загрузки ковша в -м цикле экскавации, устройство 72 суммарного веса перемещенной горной массы нарастающим итогом, устройства 73 и 74 заданных значений технологических параметров работы, устройства 75 и 76 исполненных значений технологических параметров работы. Показывающие устройства 69 и 70 соответствующими входами соединены параллельно.

Блок I l задания технологических параметров работы содержит эадатчики 77 и 78 ередних значений утлов заполнения и разгрузки ковша; задатчики 79 и 80 минимальных значений утлов заполнения и разгрузки, задатчики 81 и 82 максимальных значений углов заполнения и разгрузки, триггеры 83 и 84, схемы И 85 — 88, схему ИЛИ 89, замыкающую кнопку 90, Входы эадатчиков 79 и

81 соединены параллельно, одни выходы эадатчика 79 через схему И 85 подключены к одному входу триггера 83, одни выходы задатчика 81 через схему И 87 подключены к другому входу триггера 83. Аналогично выходы задатчика 80 через схему И 86 связаны с одним входом триггера 84, с другим входом которого соединены одни выходы задатчика 82 через схему И 88, Другие выходы задатчиков 81 и 82 подключены к входам схемы ИЛИ 89, к третьему входу которой подключена замыкающая кнопка 90.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом работы ориентируют экскаватор по принятому основному направлению и нажатием кнопки 90 приводят счетчики 46 и 47 в нулевое состояние. Затем машинист в соответствии с принятой технологической схемой работы экскаватора и сменным заданием устанавливает посредством задатчиков 77, 79 и 81 среднее значение угла заполнения ковша йэ, минимальное мин значение угла заполнения ковша йэ, максималь. макс ное значение угла заполнения йэ, которые отсчитываются от принятого основного направления, например, вправо. Аналогично машинист задает 45 среднее значение угла разгрузки ковша йр, минимин мальное значение угла разгрузки йр, максималь» мсяс ное значение угла разгрузки йр, используя соот" ветствующие задатчики 78, 80 и 82. Кроме того, машинисту экскаватора при вручении сменного задания даются указания по траектории переме-.. щения экскаватора (число шагов n,óãoë каждого шага йш1) и кооРдниаты точек стоЯниЯ, выраженные в шагах.

8 процессе экскавации с заданной точки стояния устройство обеспечивает измерение веса горной массы в ковше в каждом цикле экскавации посредством логического блока 1, блоков 2, 5 и связанных с ними датчиков 3, 4 и 6.

Блок 11 работает следующим образом.

Машинист экскаватора в соответствии с заданием.устанавливает посредством задатчиков 77, 79 и 81 углы йз, йз, азм, а посредством задазчиков 78, 80 и 82 — углы йр,д("""" " к По, цепям 17, 18 и 20,21 в задатчики 79 — 82 с блока 7 поступают действительные значения углов загрузки и разгрузки, выполненных в каждом цикле

1 экскавации аэ и йр лри выполнении условии мин макс ф, (Ц„K Of. t Ф Ъ мин 1 макс

Срабатывают элементы И 85 и 86, в результате чего переключаются триггеры 83, 84 и по цепям

19, 22 поступают сш.палы в блок 7, обеспечи. вающий измерение йз и й,. Если и > ймакс йр ) ймакс или ймин Ойз oMHH ) йр то

4 4 В р р р триггеры 83 и 84 не переключаются и на шинах

19, 22 сигналы отсутствуют, что исключает учет йз, й11 в подсчете среднеарифметических значений йз, йр по всем циклам экскавации в течение смены, т.е. такие циклы классифицируются как неполноценные.

Измерение траектории движения экскаватора осуществляются блоком 9. В момент прихода сигнала по цепи 32, характеризующего момент включения механизма шагания, на выходах 35, 36 появляются сигналы, которые характеризуют угол йш;. Экскаваторщиксравнивает по показывающему устройству 69 устанавливаемое значение йш; ° с заданным и при их соответствии прекращает поворот платформы, экскаватор передвигается на один шаг. Указанные манипуляции выполняются на каждом шаге перемещения экскаватора. В конце каждого шага схемой И 65 формируется сигнал, который фиксируется в счетчике 68. Выполнение шага перемещения контролируется элементом 63 по длительности включения приводного двигателя и элементов 67 но загрузке приводного двигателя. Сигналы по ,шинам 35, Зб и 37, 38 поступают в блок 10, где индицируются и фиксируются устройствами 69 и

70. При последовательном выполнении нескольких шагов при одном и том же йш; формирование сигнала на выходе схемы И 65 обеспечивается за счет срабатывания элемента 63 в конце каждого шага.

Блок 7 измерения угла поворота платформы взаимодействует с блоками 9 и 11 следующим образом. В процессе экскавации при повороте платформы в счетчиках 46 и 47 измеряется угол поворота платформы относительно принятого основного направления. В момент завершения операции заполнения ковша логический блок по

643597 цепи 41 Формирует ск:-пал. который эаган"„:е";т схему . И 54, нарушая связь ЛО цепи 25 между датчиком 8 и схемой HE 61 блока 7. В результате этого В счетчике 46 зафиксируется moJI загруЪки с-,, катоpbN имел место B данном цикле экскавации.

ЕСЛИ СобЛЮдаЕТСя УСЛОВИС =.-ИБН (аз (О,накеа та

IJ по цепи 19 поступает соатвстствующи== сигнал от блока 1 1, а оТ блОке I па цепи 16 поступает сигнал, HepeKJIIo!IBIem IA -.:p .-:Trep 56 B положение, Обеспечнвацццее р.„ ;..Jò:;;",; с ка 46 а Оех -H;.Ie i Q

ВЯчитания, Щледстви;-; э .,; .-,, -,,"а —;-"„-; 57 -.-,,граакJ!Te.

ЧЗЕТСЯ И Ка Вы/аде,аа,-;...З, I -Ь ПО5 ==ЛЛВТСИ

ИМПУЛЬСЫ С Ястгата .7", „ Oe::аР,, 4»аа:„"OTООЫЕ череэ схему ИаааЯ 44 Носе>,.пару:. н--:.-аетчиак 46 и . кроме того, на вход узла 59. Йрн дастижеиж iS нулевого состояния легчщта 46 соабатывает схеМВ Ц 48 И ПЕрЕКЛЮЧЕЕТ;-Отагг П 5/ В,;ааС ОДНОЕ

COCTOgHHe Првиращая ТЕЕМ Саьдаы ПасаутпасатИЕ импульсов с Выхода схемы I J 49 нэ указанные выше элементы. Таким образам, реалька выпал- 2О ненный угол загрузки ковша О при соблюдении вышеприведенных ограничений учитывается узлОМ 59, кОтОрый Вычисляет с!В, Аналоги%ю Функпгиап..;:рует и другая Пасть схемы со счетчиком 47 при разгрузке ковша, 35 измеряя действительно пра-;-зведеккый угол разгрузки аъ и при соблюде -IHH условий СТНН ( (eIp (яма с узт ом 60 B 1числач - а ся 3HB аакиае угла пр.

Таким образом, предлагаеьгое устройства 30

ПОЗВОЛИЕТ КОКТраЛИроватЬ .Ждавнн /,ЧО траскторИЮ перемещения экскаватора, Технологические параметры экскавации (ОМИН ОМаке а g.,!v$JIII МЕКС за p p

eJp) в заДанных точках столнил что Увеличивает эффективность кОНГОоля Выполненных объемов 39

p36oTbI при 6ecTpBHcIIopTHO!! cHcTer_#_e разрабоTкП, особенно В случае многократной перевалки ТорНоН массы, Формула изобретения

1. YcTpoHcTBo JIJiB KoHTpoJIH pe60Tbi экскава.тора-драглайна, содержап-,ее датчики длин тягаВого H подьемного канатo».. Связанные с блоком 45

Фиксации Области пространства, который подключен к одному из входов блока Hs iepeHHB

ВЕЛИЧИНЫ ЗЕГРУЗККа Каояца1= -аа X Даа агнм ВХОДам кэтОРОГО подключены датчик веса и ЛОГический блок, соединенный с блоком фиксации области пространства и блоком измерения угла поворота гвтатформы, к входу которого подключен датчик

1-:ла поворота, а выходы блока измерения угла поворота Гщатформы, блока измерения величины загрузки ковша и логического блока подключень1 к Вь:.ходкому блоку, о т л и ч а ю щ е е с я тем, ЧТО, с целью пОВышения точности KoHTpoJIR вь ;

I:.oHHeíÿûõ абьемов работ и параметров процесса экскавашп1, оно снабжено блоками задания техкологических параметров работы и измерения траектории движения экскаватора, входы которых подключены к блоку измерения угла павоРата аапатф0РМЬ а а BbIXogbI — К ВЫХОДНОМУ блоку, причем к другим входам блока измерения

-траектории движения экскаватора подключены выходы логического блока.

2. Устройство по п.1, .о т л и ч а ю щ е е с я тем, Гто блок задания технологических параметров работы содержит задатчики средних зкаче. ний углов заполнения и разгрузки коВша, четыре схемы И, схему ИЛИ, замыкающую кнопку и два триггера, входы одного из которых через схемы И подключень1 к задатчикам микималькь-;х и максимальных углов заполнения ковша, а Входы второго триггера через схемы И подключены к задатчикам минимальных н максимальных уГПОВ разгрузки ковша,. причем выходы задатчиков максимальнья углов заполнения и разгрузки ковша подключены через схему ИЛИ к замыкающей кнопке.

3, Устройство по п.1, о тл и чаю щ ее ся тем, что блок измерения траектории движения ковша содержит три схемы Иа пороговый элемент, времязадерживающий элемент и счетчик, к входу которого через одну из схем И подключены выхОды порогового элемента и Времязадерживающега элемента, вход которого coeJIHHeH c соответствующими входами двух других схем И.

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

Авторское свидетельство Д 228305, кл. 607 с 5/08, 1968, ", Авторское свидетельство СССР И 324527, кл и 01 i 5/00, 1970.

3. Двторское свидетельства ССCP 11О 339904, кп, Е 02 - 3/48. 1970.

643597 гп

2б

Составитель P.Ãëàäóí Техред Э. Чужнк

Корректор И. Гоксич редактор Т.Фадеева

Тираж Подписное

UHHHIIH Государственного комигета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 7982/29

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4