Способ задания скорости поворотного механизма роторного экскаватора

 

O Il И C А Н И Е < 910942, ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социапистическии

Рес убп (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 160279 (21) 2726740/29-03 с присоединением заявки М (23) Приоритет (5! )М. Кл.

Е 02 F 3/26

3ЬеудерстеенныИ «емнтет

СССР во делам нзебретеиий н открытнй (53) УДК 621. 879; .48(088,8) Опубликовано 070382. Бюллетень яе 9

Дата опубликования описания 0703/2

В, M. Гилис, P. С. Шмеркович и Г.M. Волошин

Государственный научно-исследовательский и преектйый / институт угольной промышленности Укрниипроект. (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ ЗАДАНИЯ СКОРОСТИ ПОВОРОТНОГО МЕХАНИЗМА

РОТОРНОГО ЭКСКАВАТОРА и 13) °

Изобретение относится к автоматизации производственных процессов на открытых горных разработках, а именно к способам, предназначенным для автоматизации рабочего процесса роторного экскаватора, работающего в условиях сложноструктурных забоев.

Известны способы определения производительности роторного экскаватора по установочным параметрам среэаемой стружки, согласно которым при определенной высоте стружки и при нятой толщине по фактической скорости поворота определяется производительность. Такие способы позволяют задавать производительность экскаватора, так как изменение скорости flo ворота дает информацию о фактической производительности экскаватора t 1 1, Однако какая должна быть производительность экскаватора, на основании чего она принимается, определяется неопределенно, что является важным фактором, особенно в условиях сложно"

2 структурных забоев, обуславливающих резкое изменение прочностных свойств забоя и, как следствие, изменение загрузки рабочего органа и реализуемой им производительности.

Известны также способы стабилизации производительности экскавато" ров с невыдвижной стрелкой (поддержание постоянства производительности

16 за счет задания скорости поворотного механизма, осуществляемого програминым управлением скорости поворота).

Общим для этих способов является стабилизация принятой (заданной) производительности экскаватора (на резе). В первом случае исходным .является кинематика рабочего органа

20 (изменение толщины стружки .по косинусу), в другом - изменение нагрузки на приводе ротора с учетом датчика весовой производительности (2) 910

Однако и в этих способах выбор значения производительности экскаватора специально не обусловлен.

Известен способ гашения колебаний металлоконструкции экскаватора воздействием на систему управления приводом поворота экскаватора. Этот способ предназначен для поддержания заданной машинистом экскаватора производительности по критерию ограничения динамичностй нагружения металлоконструкции екскааатора (4 ).

Однако данный способ не предопределяет выбор технологических пара" метров, обуславливающих режим работы экскаватора на резе и не способствует увеличению производительности экскаватора в случае, когда фактические значения динамических нагрузок не превышают предельно допустимых значений или значительно ниже этих значений.

Известен способ задания скорости поворотного механизма роторного экскаватора, согласно которому задают уровень производительности, измеряют толщину поворота в процессе реза как частное от деления задан" ного уровня производительности на произведение толщины стружки и высоты подступа и изменяют скорость поворота на каждом резе (5 ).

Однако в данном способе производительность задают без учета изменения прочностных свойств забоя, что может привести к. недогрузке экскаватора (недоиспользованию по производительности) или его перегрузке.

Цель изобретения - реализация мак" симально возможной производительности экскаватора на различных резах.

Поставленная цель достигается тем, что задают максимально допустимый уровень нагрузки на рабочем органе, на каждом резе измеряют фактическую нагрузку на рабочем органе, определяют среднее квадратичное отклонение уровня нагрузки на рабочем органе, перед каждым последующим ре" зом сравнивают эту величину с максимально допустимым уровнем нагрузки на рабочем органе и задают производительность для последующего реза как произведение производительности на предыдущем резе и отношения максимально допустимого уровня нагрузки

942 1 рабочего органа к фактическому, измеренному на предыдущем резе.

Производительность экскаватора на каждом последующем резе задается на основании анализа нагружения ротора на предыдущем резе с помощью сравнения силовых параметров нагружения ротора и металлоконструкций с их допустимым значением, напри10 мер, путем измерения текущего значения окружной силы ротора на резе, вычисления среднего квадратичного отклонения ((7<) и определения приращения (с учетом знака) произво15 дительности на последующем резе на величину приближения полученной координаты нагружения ротора в фазовой плоскости (М Gg) к границе области допустимых значений уровня и щ динамичности нагружения ротора, Это достигается следующим образом, Определяется положение точки с координатами М х, (7 (на фазовой плоскости, ограниченной осями коор25 динат,М 1(ц3 и верхней границей ограничения, заданной из условия непревышения нагрузкой своего максимального допустимого для конкретного экскаватора уровня. Этот уровень

5в (Рпс, ) для привода ротора определяется нижней границей поля срабатывания муфты предельного момента и при необходимости снижается исходя из условия обеспечения допустимого уровня динамичности нагружения металлоконструкции экскаватора, т.е. значение Р задается для конкретного экскаватора и является дисКретно (установленным) устанавливаемым параметром, обеспечивающим наперед заданный режим загрузки, как рабочего органа, так и металлоконструкции экскаватора.

Выполненные условия допустимого уровня загрузки экскаватора оценивают я сопоставлением заданного

"-! значения Р „с „и среднемаксимального значений йагрузки на роторе, определяемой значением М +20 .

56

Если точка М, б находится выше допустимого уровня, то на последующем (i +1)-М реве необходимо снизить уровень загрузки привода ротора, а если ниже — то наоборот, путем задания производительности

55 на (i +1)-М резе, исходя из соот е ношения О. +1 т(а ЭОгР

910942

1О

5

1-де Х1+. 6 Х

carpi - р у ах

Q — производительность экскаватора на предыдущем (i-M) резе в

1 плотной массе, вычисленная по формуQ=60h S,; g °

После вычисления („.+1 с учетом фактических значений толщины стружки $р(1+1) и высоты подступа Ь.+1 вычисляется и задается установочное значение скорости поворотного ме" ханизма, обеспечивающее производительность Q +1.

Осуществляется (i+1)-й рез и процесс повторяется для (i+2)-го реза.

На чертеже. показана схема выполнения предложенного способа.

Схема включает датчик 1 высоты подступа, напряжение на выходе которого пропорционально фактическому критически установленному значению высоты подступа (h), датчик 2 толщины стружки, напряжение на выходе которого пропорционально фактической величине установочного значения толщины стружки (S ), датчик 3 угла поворота, напряжение на выходе которого пропорционально Cos g (9угол поворота роторной стрелы), задатчик 4 максимально допустимого уровня нагружения, установленного для конкретного экскаватора (P gd датчик 5 нагрузки на рабочем органе, напряжение на выходе которого пропорционально текущему значению окружного усилия на валу ротора, формирователь 6 математического ожидания (М ) и среднего квадратичного отклонения фХ), напряжение на выходе которого пропорционально отношению среднемаксимального значения нагрузки (М +2() к максималь" но допустимому уровню нагружения (Р „< ), блоки произведения 7 и 8, блок деления 9, усилитель 10, блок схемы сравнения 11, задатчик максимально допустимого уровня производительности 12 и задатчик ручного управления 13, напряжение на выходе которого пропорционально начальному значению скорости поворотного механизма. При этом выходы датчика и задатчика 4 подключены к входам формирователя 6, выход которого соединен с блоком входа умножения .7, второй вход которого соединен с выходом блока умножения 8, Выход датгб г5 зо

З5 о

5О

55 чика 1 подключен к входу датчика 2 а выход датчика 2 - к входу датчика 3, выходы которого подключены к входу блока умножения 8 и входу блока деления 9, причем к второму входу последнего подключен через схему сравнения 11 задатчик максимально допустимого уровня производительности 12 и выход блока умножения 7, выходы блока деления 9 подключены к входу блока умножения 8 и входу усилителя 10, с.выхода которого задающий сигнал подается в схему управления электроприводом механизма поворота верхнего строения экскаватора.

Перед началом работы экскаватора в забое, когда отсутствует информация о предыдущем резе, выполняется контрольный рез с ручным заданием установочных параметров экскавации.

При этом сигналы с датчиков 1,2 и 3 и задатчика ручного управления 13 поступают на блок умножения 8, на выходе которого формируется и хранится напряжение, пропорциональное производительности предыдущего реза.

После завершения реза, в процессе которого электрический сигнал с датчика 5 пбступает на вход формирователя 6, на второй вход последнего подается сигнал с задатчика 4, в результате чего на выходе формирова" теля 6 возникает напряжение, пропор" циональное отношению максимально допустимого уровня нагружения Р „о,„ к фактическому среднемаксимальному значению нагрузки ротора на предыдущем резе. Напряжения с выходов блока

8 и Формирователя 6 подаются на вход блока умножения 7, на выходе которого получается напряжение, пропорциональное оптимальному (макси-. мально возможному по уровню нагрузки) значению производительности.

Сигнал с выхода блока 7 сравнивает- . ся в блоке 11 с сигналоМ, пропорциональным максимально допустимой для данного экскаватора производительнос" ти Q х(задатчик 12). С выхода схемй сравнения 11 снимается сигнал, соответствующий .производительности, задаваемой на последующий (i+1)-й (Я +1.) """ Я„.+1 Q ÌõQ .ÎÕ если Я„+1, Q, Напряжение на выходе блока деления 9 пропорционально частному от деления напряжения, получаемого на выходе блока 11, на про910942

Формула изобретения свидетельство СССР

02 F 3/26, 1969. свидетельство СССР

02 F 3/26, 1971.

3. Авторское

Г 302444, кл. Е

4. Авторское 383794, кл. Е

7 изведение трех напряжений, пропорциональных соответственно косинусу угла поворота роторной среды (выход датчика 3), толщине стружки выход датчика 2), высоте подступа выход датчика 1).

Таким образом, выход блока 11 задает уровень производительности максимально возможный для последующего реза в данных горногеологических условиях, а начальное значение скорости поворота, определяющее начальное значение ширины стружки, выбирается автоматически так, чтобы произведение фактически установленных значений толщины стРУжки на высоту подступа и на ширину стружки равнялось заданной величине или не превышало ее, Перед началом последующего реза 20 напряжения с выхода блока 9 и произведение трех напряжений с датчиков t,2 и 3 подаются на блок умножения 8, на выходе которого запоминается напряжение, пропорциональное производительности предстоящего реза. После этого система работает в автоматическом режиме.

Использование настоящего способа задания скорости поворотного ме- 30 ханизма роторного экскаватора обеспечивает реализацию максимально возможной производительности экскаватора в конкретных горногеологических условиях; стабилизацию процесса нагружения рабочего органа и экскаватора (от реза к резу); снижение вероятности превышения расчетного уровня нагружения за счет подстройки системы управления экска- gp ватором и объективного задания установочных параметров взаимодействия ротора с забоем, а вместе с этим, повышение надежности и долговечности основных узлов экскаватора; упрощение процесса управления экскаватором и сведение до минимума суобъективного влияния оператора на процесс экскавации.

Способ задания скорости поворотного механизма роторного экскаватоРа, заключающийся в том,что задают уровень производительности, измеряют толщину стружки и высоту подступа на каждом резе, определяют начальную скорость поворота как частное от деления заданного уровня производительности на произведение толщины стружки и высоты подступа и изменяют скорость поворота на каждом резе, отличающийся тем, что, с целью реализации максимально возможной производительности экскаватора на различных резах, задают максимально допустимый уровень нагрузки на рабочем органе, определяют среднее квадратичное отклонение уровня нагрузки на рабо- . чем органе, перед каждым последующим резом сравнивают эту величину с максимально допустимым уровнем нагрузки на рабочем органе и задают производительность для последующего реза как произведение производительности на предыдущем резе и отношения максимально допустимого уровня нагрузки рабочего органа к фактическому, измеренному на предыдущем резе.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Авторское свидетельство СССР

N 397602, кл, Е 02 Г 3/26, 1972, 2. Авторское свидетельство СССР

N 180231, кл. Е 02 F 3/24, 1965.

5, Авторское свидетельство СССР по заявке t 2119977/03, кл. Е 02 F 3/26, 1975 (прототип), 910942

Заказ 1064/11 Тираж 711 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, I"35, Рауаская наб., д. 4/5 е» еееае «е аа « в

» е мю

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

Составитель P. Гладун

Редактор M.Áàíðóðà Техред . Д.бабинец Корректор А.Дзятко