Устройство для измерения работы экскаватора драглайна

 

О П И С А Н И Е (ц737575

ИЗОБРЕТЕН Ия

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсннк

Соцналмстнчесиик

Реснублнн (6I ) Дополнительное к авт. свнд-ву тР 634232 (22) Заявлено 01.07.76 (21) 2378750/29-03. (5! )М. Кл.

Е 02 F 3/48 с присоединением заявки № твеударетаеиык комитет

СССР

lo делам изабретвиий и еткрмтий (23 ) П рморнтет

Опубликовано 30.05.80. Бюллетень ¹ 20 (53) УДК 621.879.

38 (088.8) Дата опубликования описания 05.11.80

Л. И. Балагуров, В. Ф. Валеев, А. П. Максимов, И. Ф. Пройякин „:-":, Гi 1 э и А. И. Филиппенко

1,;,;, .1 """ " " "" (72) Авторы изобретения (7I) Заявитель

Государственный проектно-конструкторский и научно-исследовательский институт по автоматизации угольной промышленности (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАБОТЫ

ЭКСКАВАТОРА — ДРАГЛАЙНА

Изобретение относится к области автоматического контроля н учета работы экскаваторовдраглайнов, используемых при ведении открытых горных работ.

По основному авт. св. Н 634232 известно устройство для нэмерения работы экскаваторадраглайна, содержащее выходной блок, блок фиксации области пространства, логический блок„связанные с ним блоки измерения угла поворота платформы н величины загрузки ковша, датчики загрузки ковша, длины тягового каната, угла поворота платформы, подключенные к соответствующим блокам, прн этом блок фиксации области пространства и выходной блок связаны с блоком измерения величины загрузки ковша, а датчик загрузки ковша связан с блоком фиксации пространства. Блок измерения величины загрузки ковша содержит два аналого-дискретных преобразователя, подключенных выходами через схемы И к входам соответствунмцнх счетных схем, триггер, один выход которого соединен с выходом первой счетной схемы, а его выход подключен к входам схем

И. Блок фиксации области пространства содержит последовательно соединенные пороговое устройство, элемент задержки времени, триггер и схему И, реверсивную счетную схему, связанную через деивтфратор с входом схемы И, при этом соответствующий вход реверсивной счетной схемы связан с входом схемы И. Датчик загрузки ковша содержит сумматор и подключенные к нему все цепочки, каждая нз которых содержит последовательно соединенные узел выделения статической составляющей полного тока двигателя и масштабирующий элемент (1) .

Однако в ряде циклов экскавации наблюдается такая ситуация: по окончании процесса заполнения ковша машинист экскаватора дол15

1 жен принять альтернативное решение — либо приступить к выполнению очередной операции цикла экскавации (перенос заполненного ковша в отвал), либо повторить операцию заполнения.

Известные устройства не позволяют машинисту принять обоснованное решение в такой ситуации. Руководствоваться в этом случае прикидочными расчетами не представляется возможным, поскольку необходимо прогнозировать ряд пара73757 р /(Q 100

Ь(/о = где Ь 0 = Оэ — О, q «1 30H

1 (.„», а„

Я 2- + « пР» ° новенная производительность экскаора (Ь0%) при коэффициенте полнения ковша К при однократном черпании

Коэффициент заполнения ковша -при двукратном черпании (3) (оФо1

0 055 065

° 12 4 -190

- 6,3 -13,5

0 -77

6,2 -2,0

125 38

-4,5

4,9

0,70

0,75

2,1

12,4

9,0

19,9

0,80

27,4

0,85

15,7

0,90

22.6

34,9 метров цикла экскавации и прои зводигь относительно громоздкие вычисления возможных приращений производительности экскаватора

"прн прогнозируемом коэффициенте заполнения ковша при повторной операции черпания.

Целью, изобретения является усовершенствование известного устройства, которое с целью повышения точности контроля снабжено блоками вычисления возможного приращения производительности, измерения коэффициента загрузки ковша и прогнозирования длительности элементов цикла экскавации, при этом вход блока измерения коэффициента загрузки ковша подключен к выходу блока измерения величины загрузки ковша, а выход подключен к входам .выходного блока и блока вычисления возмож, ного приращения производительности, соединенJ .ного выходами с выходным блоком и блоком прогнозирования длительности элементов цикла экскавации, входьг которого подключены к вы. ходам логического блока.

Анализ представительной выборки экспериментальных данных по длительности элементов циклов экскавации при фактических коэффициентах заполнения ковша позволяет заключить, что в ряде циклов экскавации можно существен° но повысить мгновенную производительность экскаватора, если проводить сравнение альтернатив в момент отрыва ковша от забоя после выполнения операции заполнения ковша. Действительно, в момент окончания заполнения ков30 ша у экскаваторщика всегда имеется минимум две альтернативы: либо приступать к выполнению операции подъема груженого ковша и поворота платформы экскаватора в сторону разгрузки, либо:повторить операцию черпания с целью увеличения коэффициента заполнения ковша.

Если принять следующие обозначения: — время заполне)пгя ковша при первом черпании, с; с ° — время заполнения ковша при повил торном черпапии, с; оъ

5 4 — время перемещения ковша в забой

TIBER для повторного черпания, с; — время выполнения 1-ой операции

Р4 поворота платформы с груженым ковшом, разгрузки и обратного поворота платформы с порожним ковшом, с; то возможное увеличение (или уменьшение) мгновенной производительности экскаватора (в %) определяется соотношением — мгновенная производительность экскаватора при коэффициенте эаполV пения ковша К при однократном черпаните; — номинальная загрузка ковша; — мгновенная производительность экскаватора при коэффициенте заполнения

2 ковша К> при двукратном черпании;

Результаты расчета значений Л0% по формуле 1 с использованием хрономвтражных данных, полученных в промышленных условиях для экскаватора ЭШ-IO/60 для расчета значений Т, Тз и для различных значений К, К, приведены в таблице.

5 73

Из данных таблицы следует, что при наличии ичформации о фактическом значении К

I и при прогнозировании величины К можно l принять обоснованное решение по выбору последующей операции процесса. Из данных таблицы видно, что Ь 0 % может принимать значения в широком диапазоне: от 34,9% (при К = 0,5; Кз= 0,9) до — 19,0% (при К = 0,65;

Ка = 0,70). Овевнрио, обоснованный вьйор альтернативы может привести к существенному увеличению мгновенной производительности экскаватора.

7575 Ь суммирующие 36-39 и- множительные 40, 41 и 42 элементы. Выходы элементов 28-31 подключены к соответствующим вхоДам интегрирующих элементов 32-35. Выходы элементов

32 и 33 подключены к входам суммирующего элемента 36, а выходы элементов 34 и 35 под; ключены к входам суммирующего элемента

37. Выход элемента 36 через элемент 40 подключен к входам элементов 38,39 и 42. Выьп ход элемента 41 связан с входом элеменга

38. Выходы элементов 38 и 42 подкл ючены к соответствукщим входам элемента 39, На фиг. 1 приведена структурная схема устройства для измерения работы экскаваторадраглайна; на фиг. 2 — функциональная схема блока вычисления возможного приращения производительности; на фиг, 3 — функциональная схема блока прогнозирования длительности элементов цикла экскавации.

Устройство для измерения работы экскаватора-драглайна содержит датчик 1 загрузки ковша, подключенные к нему взаимосвязанные блок 2 измерения величины загрузки ковша и блок 3 фиксации области пространства, датчик 4 длины тягового каната, подключенвый к блоку 3, блок 5 измерения угла поворота платформы, датчик 6 угла поворота платформы, подключенный к блоку 5, выходной блок 7, связанный с блоком 2, логический блок 8, связанный с блоками 2, 5 и 7. Устройство содер жит также блок 9 прогнозирования длительнос тй элементов цикла экскавации, блок 10 вычисления возможного приращения производительности, блок 11 измерения коэффициента загрузки ковша, который подключен к блокам

2, 7 и 10, при этом блок 9 связан с блоками

8 и 10, а блок 10 подключен к блоку 7.

Блок 10 вычисления возможного приращения производительности содержит множительные

11-18, делительные 19, 20, 21 и суммирующие

22 и 23 элементы. Одни входы элементов

11, 12 и 13 подключены между собой.параллельно, а их выходы подключеньг соответственно к входам элементов 14, 15 и 16. Второй вход элемента 14 подключен к выходу делительного элемента 19. Вторые входы элементов

15 и ."6 подключены к выходу делительного элемента 20. Выход элемента 14 подключен к одним входам суммирующих элементов 22 и

23, другие входы которых связаны с выходами элементов 15 и 16. Выходы элементов 22 и 23 подключены к одним входам элементов 17 и 18, другие входы которых соединены с выходом элемента 21.

Блок 9 прогнозирования длительности элементов цикла экскавации содержит формирователи импульсов 24 и 25, подключенные к их выходам соответственно триггеры 26 и 27, коммутирующие 28-31, интегрирующие 32-35, |5 Устройство работает следующим образом.

По цепи 43 датчик 1 загрузки ковша поступает сигнал, пропорциональный полному току якоря двигателя механизма тяги ковша, по цепи 44 поступает аналогичный сигнал с двиzo гателя механизма подъема ковша. С выхода блока 1 по цепи 45 сигнал, пропорциональный разности величин статических составляющих токов, двигателей механизмов подъема и тяги ковша, поступает в блок 2, измеряется и нв э5 выходе но цепи 46 выдается сигнал, нропорциональный весу груженого ковша.

Блок 3 фиксации области пространства обеспечивает формирование сигнала начала

ЗР взвешивания ковша в процессе его; движенияпо любой возможной траектории перемещения.

Сигналы о положении ковша в пространстве и направлении его движения формируются датчиками 4 и 1.

Блок 5 обеспечивает измерение угла поворота платформы, измеряя выходной сигнал датчика 6. Логический блок 8, связанный по ценям 47 и 48 со станциями управления главны юи

40 приводами экскаватора и по цепи 46 с блоком

2, формирует управляющие сигналы, обеспечивающие работу блоков 5 и 9 в определенной последовательности.

Блок 11 измерения коэффициента оагруз4s ки ковша вычисляет значение коэффициента

t загрузки К.в i-том цикле экскавации по формуле 3| (2)

50 где P —. вес груженого ковша в i-том цикле экскавации;

Р 1 — номинальная загрузка ковша.

Сигнал, пропорциональный К „, поступает в выходной блок 7, где инднцнруется, и в блок 10. Блок 9 по значениям длительности черпания t> и длительности поворота платформы с груженым ковшом t t,p прогнозирует их значения (сигналы поступают.по цепям

«» х»х»» °

737575 8

Сигныы USblxrl. UBbx!8 Hocty aNY на блок

7 по цепям 54, 55 и высвечиваются, например, в ц,ифровой форме.

Блок 9 прогнозирования длительности элементов цикла экскавации работает следующим образом, На входы цепей 49, 50 блока поступают сигналы, соответствующие длительности т„:, -тд, . Формирователи 24, 25 обеспечивают формирование непрерывного сигнала прямоугольной формы .с длительностью, равной длительности

tI,<, тпр,. Выходные сигналы элементов 24, 25 переключают триггеры 26 и 27 и через соответствующие коммутирующие элементы поступают на входы элементов 32-35. Пусть первоначальное состояние элементов таково, что на элементах 32 и 34 формируются сигналы, пропорциональные длительиости т,, тай,,а на элементах 33 и 35 — сигналы, пропорциональные. длительностям т1,,+<» „ (г ). Тогда на выходах элементов 36 и 37 формйруются сигналы (4) и вычисляет значения длительности цикла экскавации с однократным (Т4) и двукратним (Т ) черпа пнем

Tl =т п+ <прп (5)

Тз = Т, + t„+ 0,7 t „(6) где 0,7 t>„ — время на перенос ковша в исход ное положение при повторном черп анин.

1 . По значениям Т>, Тз, К> блок 10 вычисляет (по формуле 1) возможные относительные приращения мгновенной производительности экскаватора в момент отрыва ковша от забоя после первого черпания при различных значениях К>, например, начиная с Кд07

2 ч= и кончая Ko= 0 9 Результаты прогнозйруемых приращений производительности выводятся на выходной блок 7, используя которые машинист принимает обоснованное решение о целесообразности проведения повторного заполнения ковша.

Блок 10 вычисления, возможного прираще ния производительности экскаватора работает . следующим образом.

На входы блока по цепям 51, 52 и 53 поступают сигналы, соответствующие значениям К5, Т и Тз Элементы ll, 12, 13 обеспечивают перемножение соответствующих .35 входных сигналов и на их выходах формируются сигналы Uygx4 = К Онх 0вь,к, j = 0,7 Он, Охи,к,.=0,9 Gtl. Элементы 19 И 20 фоРмиРУют

4 4 сигналы О ык,з=тл, Убягу 2о= . Тогда на выходах элементов 14, 15 и 16 формируются сиг4 палы 0вь,„, — К Ои, 0 „, = -0,7 О,;..., 4

06,»к, = »а 0,9 Ои. Элементы 22 и 23 вычисляют возможные абсолютные значейия приращения производительности при различных значениях К =ОхО =0,7...0,9; U = - — "- — К Q

4S 090" t» 2 3 и ...; U>b,õ2ь=Т -K ó ОвЭлемент 21 обеспечигл вает формирование сигйала 06 „к24=

"з (Н ..

Элементы 17 и 18 формируют относительные значения возможных приращений производи- SO те»лхьнЖти при ук азанных выше значениях

49 и 50 иэ блока 8) при условии повторного проведения операции заполнения ковша т„ прп .Е Р»4 4) Р4 (3)

К -Я г„ lo,та„

"ьых)т p q I х

Т„(oooo

"выход y g (х ъ» QH) ° ъ н 2 вйкз6 " и (л+ »

6blK37 ир4 пР(ллем), р а на выходах элементов 40, 41 и 42 сигналы

08,к40= 0,5 (т„;+ т„»+,)

-0"sex4(= 0 5 (тпр» + т р(".)

ык4 0,1(0,5(t„„+ t> i;g)), Тогда на выходах элементов 38 и 39 формируются сигналы, соответствующие йрогнозируемым значениям Т,, Тэ

8blx38 pj 1(4м»+ Bpj пр(4+4»).

"Вха ЬЯ-Oit(tnq «tÄlj ql п ;х" х („„1»+ o5lt „ („„„, . o,x(oslt„,хt„„„д

Указанные сигналы по цепям 53 и 52 поступают на блок 10, где используются при определении возможного изменения производительности в случае повторного заполнения ковша.

Формула изобретения

Устройство для измерения работы экскаваторадраглайна по авт. св. N 634232, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности контроля, оно снабжено блоками вычисления возможного приращения производительности, измерения коэффициента загрузки ковша и прогнозирования длительности элементов цикла экскавации, при этом вход блока измерения коэффициента загрузки ковша подключен к выходу блока измерения величины загрузки ковша, а выход подключен к входам выходного блока и блока вычисления возможного приращения производительности, соединен9 737575 ного выходами с выходным блоком и блоком прогноэирования длительности элементов цикла экскавации, входы которого подключены к выходам логического блока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертиэе

1, Авторское свидетельство СССР М 634232, кл. G 05 В 13/00, 1976 (прототип), Фие.1

737575

$2

ФигЗ

Составитель P. Гладун

Техред Е. Гаврилешко

Корректор K Швыдкая

Редактор Т. Смирнова

Тираж 713

Подлисное

Заказ 8912/67

Ц11ИИПИ Государственного комитета СССР но делам изобретений и открытий

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

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