Способ определения крепости грунта при драгировании Советский патент 1986 года по МПК E02F3/16 

N3

а 00

О)

1чЭ Изобретение относится к горной технике и может быть использовано при создании системы регулирования производительности землечерпательных агрегатов и драг. Целый изобретения является повышение точности определения крепости грунта при переменной жесткости механических характеристик привода черпаковой цепи. Сущность способа заключается в том, что выделяют сигнал, пропорциональный переменной составляющей скорости черпаковой цепи, формируют сигнал, пропорциональный амплитуде переменной составляющей нагрузки черпаковой цепи, суммированием сигналов, пропорциональных переменным составляющим нагрузки привода и скорости черпаковой цепи, измеряют результируюц|ий сигнал отношения усредненной во времени амплитуды переменной составляющей нагрузки черпаковой цепи к усредненной во времени амплитуде постоянной составляющей нагрузки привода черпаковой цепи, умноженного на сигнал, пропорциональный скорости черпаковой цепи, и по результату судят о крепости грунта. На фиг. 1 изображена блок-схема устрйства, реализующего предлагаемый способ; на фиг. 2 - механические характеристики привода черпаковой цепи; на фиг. 3 - нагрузочная диаграмма черпаковой цепи. Устройство, реализующее предлагаемый способ (фиг. 1), состоит из датчика 1 тока привода черпаковой цепи, выход которого соединен с фильтрами 2 и 3, выделяющими соответственно усредненную во времени амплитуду переменной составляюп1ей тока нагрузки и усредненную во времени амплитуду постоянной составляющей тока нагрузки привода черпаковой цепи. Выход фильтра 2 соединен с входом суммирующего усилителя 4, выход которого соединен с входом делимого блока 5 деления. Выход фильтра 3 подключен к делительному входу блока 5 деления. Датчик 6 скорости черпания подключен к фильтру 7, выход которого подключен к другому входу суммирующего усилителя 4, и к входу множительного устройства 8, к другому входу которого подключен выход блока 5 деления. Сигнал на выходе множительного устройства 8 характеризует крепость грунта при драгировании. Предлагаемый способ осуществляется следующим образом. В процессе драгирования одновременно регистрируют ток нагрузки привода черпаковой цепи с помощью датчика 1 тока, скорость черпания с помощью датчика 6 скорости, выделяют усредненную во времени амплитуду постоянной составляющей тока нагрузки привода (А-) с помощью фильтра 2, усредненную во времени амплитуду постоянной составляющей тока нагрузки привода черпаковой цепи (А) с помощью фильтра 3, переменную составляющую скорости черпания (п ) с помощью фильтра 7. Затем последовательно осуществляют операции суммирования усредненных во времени амплитуд переменных составляющих тока нагрузки при вода и скорости черпания ( + п) с помощью суммирующего усилителя 4, де пения переменной составляющей нагрузки черпаковой цепи на усредненную во времени амплитуду постоянной составляющей тока нагрузки привода -- --Кс помощью блока 5 деления, умножения частного от деления на сигнал скорости черпания /(хп /( с помощью блока 8 умножения. Выходной сигнал К блока 8 умножения характеризует крепость грунта независимо от изменения жесткости механических характеристик привода черпаковой цепи. При черпании крепких пород, когда нагрузка черпаковой цепи превьцпает момент отсечки привода черпаковой цепи - момент MZ (фиг. 2), привод переходит с жесткой на мягкую упорную часть характеристики. В этом случае нагрузка черпаковой цепи изменяется от Ммнн до уИмакс (фиг. 3), нагрузка привода черпаковой цепи - от М до /М2, а скорость черпаковой цепи снижается от СО до (02. При этом энергия, запасенная в маховых массах привода, идет на преодоление пика нагрузки. При снятии 1ика нагрузки черпаковой цепи скорость черпания увеличивается от оз2 до ш с моментом привода Жд. Датчик тока привода 1 и скорости черпания 6 вырабатывают сигналы, пропорциональные соответственно моменту нагрузки привода и скорости черпания, которые поступают на входы фильтров. Фильтр 2 выделяет усредненную во времени амплитуду переменной составляющей тока нагрузки привода, фильтр 3 - усредненную во времени амплитуду постоянной составляющей привода черпаковой цепи, а фильтр 7усредненную во времени амплитуду пере.менпой составляющей скорости черпания. В случае переменной жесткости механических характеристик электропривода (фиг. 2), что является характерным для горных мащин, при набросе нагрузки, действующей на черпаковую цепь, от Л1мин до Ммакс момент на валу электропривода меняется от Ml до Мг,, скорость привода черпаковой цепи снижается от установленной CDI до С02 (фиг. 3). Преодоление пика нагрузки происходит за счет электроэнергии, потребляемой привоом из сети, при изменении момента нагрузки от MI до MZ и за счет энергии маховых масс при изменепии момента нагрузки от М2 до /Имакс. Уравнение баланса энергий можно записать в следующем виде: - 1(ш1- ы1)+(М2- УИ|) Ы|Л1(М«акс - Л4ми1.) 0)1 Д1, где I - момент инерции привода черпаковой цепи; At-время действия пика нагрузки.

После преобразования получаем (2(01 До) Ч- AMnpWiAt AAiflWiAt,

где Ло)С1)1-0)2 - переменная составляющая скорости привода черпаковой цепи (скорости черпания);

переменная составляющая момента (тока) нагрузки привода черпаковой цепи;

ДД/}н МмаксМнил

переменная составляющая момента нагрузки черпаковой цепи.

Пренебрегая величиной Дa) вследствие ее малости, получаем

loiAco+AMripo) 0)1 Ati, откуда .(ДЛ1н Ati-AMnpAtz).

Если пренебречь разницей между величинами Ati и At2,,

Ао)|(АМк-АМпр) - AM. Переменная составляющая скорости черпания пропорциональна той части момента нагрузки, которая превыщает момент отсечки привода.

Использование предлагаемого способа позволяет повысить точность определения крепости грунта при драгировании.

позватяет компенсировать ощибку, вызванную изменением величины переменной составляющей нагрузки привода черпаковой цепи из-за переменной жесткости ме.ханических характеристик привода.

Формула изобретения

Способ определения крепости грунта при драгировании, основанный на измерении нагрузки привода черпаковой цепи путем определения результирующего сигнала отнощения усредненной во времени амплитуды переменной составляющей нагрузки черпаковой цепи к усредненной во времени амплитуде постоянной составляющей нагрузки привода черпаковой цепи, умноженного на сигнал, пропорциональный скорости черпаковой цепи, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения крепости грунта при переменной жесткости механиQ ческих характеристик привода черпаковой цепи, выделяют сигнал, пропорциональный переменной составляющей скорости черпаковой цепи, а сигнал амплитуды переменной составляющей нагрузки черпаковой цепи формируют суммированием сигналов, пропор5 циональных переменным составляющим нагрузки привода и скорости черпаковой цепи.

Изобретение относится к области горной и строительной техники и предназначено для регулирования производительности землечерпательных агрегатов и драг. Цель изобретения - повышение точности определения крепости грунта при переменной жесткости механических характеристик привода черпаковой цепи (ЧЦ). Для этого выделяют сигнал, пропорциональный переменной составляющей скорости ЧЦ. Затем формируют сигнал амплитуды (А) переменной составляющей нагрузки ЧЦ суммированием сигналов, пропорциональных переменным составляющим нагрузки привода и скорости ЧЦ. Определяют отнощение усредненной во времени А переменной составляющей нагрузки ЧЦ к усредненной во времени А постоянной составляющей нагрузки привода ЧЦ. Полученное отнощение умножают на сигнал, пропорциональный скорости ЧЦ, и по результирующему сигналу судят о крепости грунта. Сигнал по усредненной во времени А переменной составляющей скорости ЧЦ позi воляет компенсировать ощибку, вызванную изменением величины переменной жесткости СЛ механических характеристик привода. 3 ил.

О

м,

Мо М

СРи.г.2