Способ определения веса ковша экскаватора-драглайна

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

662820

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополмительмое к авт, саид-ву (22) Заявлено 2502,76 (21) 2328757/18-1

М. Кл.

G 01 G 19/14 с присоединением заявки йо

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 15.05.79 Бюллетень М

УДК 681.269 (088.8) Дата опубликования описания 15057 (72) Авторы изобретения В.Д.Потапов, А .п.максимов и А.и.филиппенко (71) Заявитель

Московский ордена Трудового Красного Знамени горный институт (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЕСА КОВША

ЭКСКАВАТОРА-ДРАГЛАЙНА

Изобретение относится к области весоизмерительной техники

Известны способы определения. веса ковша экскаватора-драглайна путем измерения усилия в подъемном канате в процессе перемещения ковша в пространстве и при условии его нахождения в заданной области пространства (1,2) °

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ определения веса ковша экскаватора по величине усилий в тяговом и подъемном канатах с учетом координат ковша в пространстве, определяемых измерением длины тягового каната (3) .

Известный способ не обеспечивает требуемую точность определения веса и имеет сложную аппаратурную реализацию.

Цель изобретения — повышение точности определения веса ковша и упрощение аппаратурной реализации спосо-. ба.

В способе, осуществляемом согласно изобретению,поставленная цель достигнута тем, что определяют разность усилий в подъемном и тяговом канатах и определяют вес ковша bio формуле п т

Р

Щ где P — вес измеряемого ковшат

Р„ — усилие в подъемном канате;

F усилие в тяговом канате; ан-const — коэффициент пропорциональности, определяемый из выражения: сОб (C-q )-coe (E+ (р н ) " (4 тт1 где Š— угол наклона стрелы экскава- тора к горизонту; с н — угол между подъемным канатом и стрелой экскаватора; ущ- угол между тяговым канатом и стрелой экскаватора.

На фиг.1 приведены линии равных разностей между усилиями в подъемном и тяговом канатах, поясняющие описываемый способ; на фиг.2 — функциональная схема устройства, реализующего способ; на фиг.3 — функциональная схема сумМирующего блока; на фиг.4 - функциональная схема весоизмерительного блока; на фиг.5 — функциональная схема блока управления.

662820 4 паратурной реализации данного спосол

Pп Гт ба операиню деленна Ь..Ь 1 Выполнять

/н<

".;- т;.P Р .

Зная значения Е„и Гт и для оп3 3 ределенной линии 0< можно найтри Р по формуле: nj - т 20 р

На фиг.1 показаны линии с з 0,4 для Л> pr4 ® 0,48 для Л4, рз =0,5 для

Я,. pg = 0,52 для Лд т.р - 0,54 для Л„.

pg= 0,56 для g; p> — 0,58 для Л„ р ю 0,60 для К(р т (цк — 0,70,цля Лк °

Область взвешивания ковша экска ватора M (фиг.1). задается следующим об разом:

30 где 4 — длина тягового каната;

Л к — траектория движения ковша. 35

Длину тягового каната определяют в зависимости от выбранного /0 из ,графика, который строится в масштабе с длиной стрелы 3 по следующей зависимости: 40 т и

COS (C- × ) -coB (C+g

В П Юи+4т)

Для р 0,52 2- = 0,53 L для (ц = 0,5 3„, = 0,5 I

Размеры Х. по линии РО см.фиг.1, где L - длина стрелы экскаватора драглайна AB.

Таким образоМ, при укаэанном задании области взвешиваний способ опре- 50 дтеЛ Ейия веса ковша включает следующие Ойтерацрии: измеряются величины усилий

В. подъбМном и тяговом канатах (или

s их элементах трансмиссии механизмов редачи усилий), измеряют разность 55

Между ними (Г„; —.Р ) и определяют вес n - т ковша р при нахождении: . Р1 . его в области .с координатами е,,е,. е,„ 1

Если измерение веса ковша производить на одной и той же линии из семейства Лз, Л4.... Jlii то при ап65

На фиг.1 обозначеног ВД - линия разгрузки ковша экскаватора; Е - уго

:наклона стрелы экскаватора ЛВ к гори л войту 03; ВС - максимальная длина отвеса подъемного каната; Л - верх. няяя Возможная траектория движения ковша; Л - нижняя возможная траек.тория движения ковша; JI>-Л (— семейство линий, характеризующихся тем, что для каждой из них

COS(C-ф,1-СОб (E.+×ï)

S4n(y +(P 1 нет необходимости, поскольку на данной линии коэффициент пропорциональности )а =соиз задается длиной тягового каната и учитывается при установке цены деления.

Устройство, реализующее предложенный способ, содержит (фиг.2) датчик тока 1 электродвигателя механизма подъема, датчик тока 2 электродвигателя механизма тяги, которые представляют собой например, трансформаторы тока, суммирующий блок 3, весо- . измерительный блок 4, датчик 5 длины тягового каната, блок управления 6 и выходной блок 7, выполненный, например, в виде электромеханического счетчика.

Датчик 1 по цепи 8 соединен с одним входом блока 3, датчик 2 по цепи

9 соединен с другим входом блока 3 и с входом блока 6. Выход блока 3 по цепи.10 соединен с блоком 4. Выходы датчика 5 по цепям 11,12,13 соединены с соответствующими входами блока 6.

Выходы блока 6 по цепям 14,15 соединены с блоком 4, Выход блока 4 по цепи 16 соединен с блоком 7.

Суммирующий блок 3 (фиг. 3) содержит: элементы пропорциональности 17

18, представляющие собой, например, потенциометры, и суммирующий элемент

19, выполненный, например, в виде нагрузочного резистора. Элементы 17, 18 соединены с элементом 19.:

Весоизмерительный блок 4 (фиг.4) содержит преобразователи 20, 21 напряжение-частота, схемы И 22, И 23, счетные схемы 24,25, схему ИЛИ 26, триггер 27 с раздельными входами.

Выход преобразователя 20 через схему И 22 соединен с входом счетной схемы 24, выход которой через схему

ИЛИ 26 соединен с одним входом триггера 27. Выход триггера 27 подключен к входам схем И 22, И 23. Выход преобразователя 21 через схему И 23 соединен с входом схемы 25.

Блок управления (фиг.5) содержит реверсивную счетную схему 28, дешифратор 29, схему НЕ 30, схему И-НЕ 31, триггер 32 с раздельными входами, формирователь (например, амплитудный дискриминатор) 33, элемент задержки

34, схему И-НЕ 35, Выходы схемы 28 соединены с дешифратором 29, один выход которого соединен со схемой НЕ 30 и с одним из входов схемы И-НЕ 31, второй вход

И 31 связан с соответствующим входом триггера 32. Выход формирователя 33 через элемент 34 соединен с соответствующим входом триггера 32, выход которого соединен с входом схемы И-НЕ

35, второй выход дешифратора 29 сое662820

Формула изобретения ливен с другим в:;одом схемы И-НЕ 35, второй выход д .шифратора 29 соединен с дру ги м входом схемы И-НЕ 35, третий вход И 35 связан с соответствующим входом схемы 28 (по цепи 11) .

Устройство работает следующим образом. С датчика 1 по цепи 8 сиг- . 5 нал, пропорциональный якорному Фоку подъемного двигателя, поступает в блок 3 на корректирующий элемент 17, обеспечивающий пропорциональность выходного сигнала Пя усилию F в l0 подъемном канате. С датчика 2 по цепи

9 сигнал, пропорциональный току в тяговом двигателе, поступает в блок 3 на корректирующий элемент 18, обеспечивающий пропорциональность выходно-l5 го сигнала Пт усилию F в тяговом канате. С выхода элемента 19 сигнал

0 -U„-Пт поступает по цепи 10 на преобразователь 21 блока 4. На вход пре1 образователя 20 подается U<- const.

По команде начало взвешивания, поступающей по цепи 15 от блоков 6, триггер 27 переключается в соответст,вующее состояние, в результате чего подготавливаются для работы схемы

И 22, И 23. Импульсы с частотой й,1 с

25 выхода преобразователя 21 через схему ,:И 23 поступают на вход схемы 25, а !

1 импульсы с частотой f с выхода преобразователя 20 через схему И 22 поступают на вход схемы 24, при заполнении которой на ее выходе вырабатывается. сигнал и через схему или ь поступает на вход триггера 27, переключая его в исходное состояние. Сигнал с выхода триггера 27 запирает вхо-35 ды схемы И 22, И 23. Время преобразования Т .определяется емкостью схемы 2 4: Т= — где А — емк ост ь с чети ой

А< Р

1Я Р схемы 24. Число импульсов N; поступившие за период преобразования Т в 40 (1 схему 25, равно <=fest=A

При заполнении схемы 25 с ее выхода, по цепи 16 поступает импульс в блок 45

7, где он фиксируется электромеханическим счетчиком. Значение этого импульса, очевидно, соответствует

N импульсам, которые поступают на вход схемы 25, выполняющей функцию 50 масштабного элемента.

Блок 6 предназначен для выработки управляющих сигналов, обеспечивающих работу элементов устройства в требуемой последовательности. Сиг= нал начала взвешиванйя появляется на выходе И-НЕ 35 при выполнении трех условий: произошло черпание, длина тягового каната увеличивается; при своем движении ковш достиг эоны взвешивания. 60

Заполнения ковша-драглайна характеризуется определенными минимальными значениями времени длительности операции заполнения и тока двигателя механизма подъема. Именно эти об- 65

6 стоятельства и приняты для описания условий, необходимых для начала процесса взвешивания, которые реализуются следующим образом: с датчика тока тяги 2 сигнал по цепи 9 поступает в блок управления

6 на вход формирования 3"3, а с его выхода через элемент 34 — на вход триггера 32, который переключается, в результате этого обеспечивается одно из условий для срабатывания схе мы И-НЕ 35; тяговый канат удлиняется, при этом сигнал, выработанный датчиком 5, по., цепи 11 снимает запрет с элемента 35; зона взвешивания М задается длиной тягового каната, изменяющейся в пределах от Хт1 до 1 . Текущее значение длины тягового каната соответствует количеству импульсов в счетной схеме 28, которые поступают с датчика 5 по цепи 13.

По достижении ковшом начала зоны взвешивания М последний пересекает граничную линию, образованную радиусом Ят1 . С выхода дешифратора 29 сигнал поступает на вход И-НЕ 35, с выхода которого сигнал по цепи 15 поступает в блок 4 и разрешает взвешивание ковша. При выходе ковша из зоны взвешивания М последний пересекает граничную линию, образованную радиУсом Хт2, и с дешифратора 29 выдается сигнал на вход НЕ 30. Выходной сигнал по цепи 14 поступает в блок 4 и запрещается взвешивание.

При движении ковша к месту черпания последний снова пересекает зону взвешивания, но в этом случае тяговый канат укорачивается, а сигнал, выработанный датчиком 5, по цепи 11 будет запирать вход И-НЕ 35. В это время на входах элемента И-НЕ 31 появляется два сигнала; один — с дешифратора, другой — с датчика 5. Выходной сигнал элемента И-НЕ 31 лереключает триггер 32 в состояние, при котором запирается вход И-НЕ 35, и снимается этот запрет только после операции черпание .

Таким образом, использ овани е предлагаемого способа определения веса ковша экскаватора-драглайна по сравнению с существующими способами обеспечивает повышение точности взвешивания ковша экскаватора при одновременном упрощении технических средств, реализующих способ.

Способ определения веса ковша экскаватора-драглайна по величине усилий в тяговом и подъемном канатах с учетом координат ковша в пространстве, определяемых измерением длины тягового каната, о т л и ч а-.

662820 ю шийся тем, что, с целью повышения точности и упрошения его реализации, определяют разность усилий в подъемном и тяговом канатах и определяют вес ковша по формуле я т

Р = — —Ргде P — вес ковша, F усилие в подъемном канате, F усилие в тяговом канате, и — коэффициент пропорциональности, определяемый иэ выражения сов(Е-4 -cos (C+y 1

Р " (4п Ут1 где C - угол наклона стрелы экскаватора к горизонту, (р - угол между подъемным канатом я и стрелой экскаватора, - угол между тяговым канатом и стрелой экскаватора.

5 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство

М 324527, М.Кл . G G 19/14, 1969.

2. Филиппенко А.И. и др. Выбор.

)p размеров и конфигурации области пространства при взвешивании ковша драглайна, Известия ВУЗов. Горный журнал, Р 2, 1971.

3. Авторское свидетельство р 469893 g Кл, G 01 G 13/36, 1973.

ЮгХ

Риг е

Г! 12 ц

УЬ2. $

Составитель В.Ьиршов

Техред С. Ми гай Корректор М. Ви гула

Редактор С. Хейфиц

Заказ 2685/44 Тираж 765 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г.Ужгород, ул .Проектная,