Устройство для измерения работы экскаватора драглайна Советский патент 1980 года по МПК E02F3/48 

I

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

По основному авт. св. № 634232 известно устройство для измерения работы экскаваторадраглайна, содержащее выходной блок, блок фиксации области пространства, логический блок,, связанные с ним блоки измерения угла поворота платформы и величины загрузки ковша, датчики загрузки ковша, длины тягового каиата, угла поворота платформы, подключенные к соответствующим тблокам, при зтом блок фиксации области пространства и выходиой 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-пискретных преобразователя, подключенных выходами через схемы И к входам соответствуюодах счетных схем, триггер, одии выход которого соединен с вь1ходом первой счетной схемы, а его выход подключен к входам схем И. Блок фиксации области пространства содержит последовательно соединенные пс говое устройство, элемент задержки времени, триггер и схему И, реверсивиую счетную схему, связанную Через деишфратор с входом схемы И, при зтом соответствующий вход реверсивной счетной схемы связан с входом схемы И. Датчик загрузки ковша содержит сумматс и подключенные к нему все цепочки, каждая из которых содержит последовательно соединенные узел выделения статической составляющей

to полного тока двигателя и масштабирующий элемент (1J.

Однако в ряде циклов зкскавации наблюдается такая ситуация: по окончании процесса заполнения ковща кшщинист экскаватора дол15жен принять альтериативиое решение - либо приступить к выполнению очередной стерации цикла зкскавации (перенос заполненного ковша в отвал), либо повторить операцию заполнения. Известные усг{ йства не позволяют машинисту

20 1фииять обоснованное решеш1е в такой ситуации. Руководствоваться в зтом случае прикидочиыми расчетами не представляется возможным, поскольку необходимо прогнозировать ряд пара 3 метров цикла :)кскапаг1ии и проичводигь относительно громоэдаие вычисления возможных приращений производительности экскаватора . при прогнозируемом коэффициенте заполне1шя ковша при повторной операции черпания. Целью .изобретения является усовершенствование известного yctpoflcTBa, 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 возЛюж. ного приращения производительности, соединенного выходами с выход 1ым блоком и блоком прогнозирования длительности элементов щкла экскавации, входы которого подключены к выходам логического блока. Анализ представительной выборки эксперименталышх данных по длительности элементов циклов экскавации при фактических коэффнциентах заполнения ковша позволяет заключить что в ряде циклов экскавации можно существе /но повысить мгновенную производительность экскаватора, если проводать сравнение альтернатив в момент отрыва ковша от забоя после выполнения операщ1и заполие шя ковша. Действительно, в момент окончания заполнения ковша у экскаваторщика всегда имеется минимум две альтернативы: либо приступать к выполнени операции подъема груженого ковша и поворота платформы экскаватора в сторону разгрузки, либо повторить операцию черпания с целью увшгачения коэффициента заполнения ковша. Если принять следующие обозначения: время зап6лне шя ковша при первом черпании, с; время время перемещения ковша в забой для повторного черпания, с; время выполнения i-ой операции поворота платформы с груженым ковшом, разгрузки и обратного поворота платформы с порожним ковшом, с; ое увеличение (или уменьшение) производительности экскаватора деляется соотношением AQ-100 &Q% Q. Qj-Qb - мгновенная производительность экскаватора при коэффициенте заполнения ковша К при однократном черпаний; - номинальная загрузка . ковша; T. мгновенная производительность экскаватора при коэффищ1енте заполнения ковша двукратном черпании; 2 аты расчета значений AQ% по форспользованием хроном1етражиых лученных в промышленных условикаватора 3111-10/60 для расчёта зиа57Из данных таблицы следует, что при наличии информации о фактическом значении К и при прогнозировании велиуины Ki можно принять обоснованное решение по выбору последующей операции процесса. Из данных таблицы видно, что Д Q % может принимать значения в широком диапазоне: от 34,9% (при К 0,5; К5 0.9) до - 19,0% (при ,65 г ПС. 1/ к| 0,70) . Очевидно, обоснованный выбор альтернативы может приве.сти к суц ественному увеличению мгновенной производительности экскаватора. 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 Щ1кла экскавации. Устройсиво для измерения работы экскаватора-драглайна содержит датчик 1 загрузки ковша, подключенные к нему взаимосвязанные 2 измерения величины загрузки ковша и блок 3 фиксации области пространства, датчик 4 длины тягового каната, подключеншлй к блоку 3, блок 5 измерения угла повсфота платформы, датчик 6 угла поворота платформы по; 9слюченный к блоку 5, выходной блок 7, связанный с блоком 2, логический блок 8, связанш ш с блоками 2, 5 и 7. Устройство сод жит также блок 9 прогнозирования длительнос ти элементо1В1 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 S 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 подключеиы соответственно к входам элементов 14, 16. Второй вход элемента 14 подключен к выходу делительного элемента 19. Вторые входы элементов 15 и 16 подключены к выходу делительиого элемента 20. Выход элемента 14 подключен к одним входам суммируюидих 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 соединень с выходом элемента 21. Блок 9 прогнозирования длительности элементов цикла экскава1ши содержит формирователи импульсов 24 и 25, подключенные к их выходам соответственно триггеры 26 и 27, коммутирующие 28-31, интегрирунЛцие 32-35, суммируюпдае 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. Выход элемента 41 связан с входом 3neMeHta 38.Выходы элементов 38 и 42 подключены к соответствующим входам элемента 39. Устройство работает следующим образом. По цепи 43 датчик 1 загрузки ковш поступает сигнал, пропорциональный полному току якоря двигателя механизма тяги ковша, по цепи 44 поступает аналогичный сигнал с двигателя механизма подъема ковШа. С выхода блока I по цепи 45 сигнал, пропорциональный разности величин статических составляющих токов .двигателей механизмов подъема и тяги ковша, поступает в блок 2, измеряется и иа выходе по цепи 46 выдается сигнал, пропорциональный весу груженого ковша. Блок 3 фиксации области пространства обеспечивает формирование сигнала начала взвешивания ковша в процессе его : движения по 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 цепям 47 и 48 со станциями управления главными приводами экскаватора и по цепи 46 с блоком 2, форлшрует управляющие сигналы, обеспечивающие работу блоков 5 и 9 в определенной последовательности. Блок 11 измерею1я коэффициента -загрузки ковша выодсляет значение коэффициента загрузки К .в i-TOM цикле экскавации по фор34-р. где Р; 7 груженого ковша в i-toM цикле экскавации; PU - номинальная загружа ковш. Сигнал, пропорциональный К, поступает выходной блок 7, где индицируется, и в блок 10. Блок 9 по значениям длительности ерпания tj, и длительности поворота платформы с груженым ковшом прогнозиует их значения (сигналы поступают .по цепям 49 и 50 из блока 8) при условии повторного проведения операции заполнения ковша t, т41Чг I nU-л)Ьh , -nph-Hn npi и вышдляет значения длительности цикла экскавации с однократным () и двукратним черпанием TI non , (5) ,+Ч;.+ 0,7 ,(6) где 0,7 tj, -времяна перенос койШа в исхо ное положение при повторном черпаний. По значениям TI , Tj, К j блок 10 вьгчисляет (по формуле 1) возможные относттельш6 приращения мгновенной тфоизводительнос ти экскаватора в момент отрыва ковша от за боя после первого чергга1шя при различнь1х значениях Kf, например, начиная с ,7 и кончая ,9. Результаты прогнозируем приращений производительности выводятся на выходной блок 7, используя которые маши нист принимает обоснованное решение о целесообразности проведения повторного заполнени ковша. . . . , . , Блок 10 вьиисления .возможного приращения производительности экскаватора работает следующим образом. На входы блока по цепям 51,52 и 53 поступают сигналы, соответствующие значениям К, TI и Tj. Элементы И, 12, 13 обеспечива ют перемножение соответсгвуюш:их вх:оДных сигналов и на их выходах формирую сигналы иеых К,Он; UBbivi2 0 QH; |, 0,9 Q. Элементы 19 и 20 формирую сигналы Ug,|,,j5,, ; ) Тогда на вы ходах элеметов 14, 15 и 16 формируются си IT O- QH; вь1хи Т-,з И вых itf % и- Элементы 22 и 23 выч ляют возможные абсолютные значения приращения производительности при различных знач нияхК 5 а...О,Э; Ue, 5 -K -К Qp Элемент 2L обеспе -БЫХЗЗ Та вает формирование сигнала Ugj,,.,/ о Элементы 17 и 18 формируют относительные эначения возможных приращений проиэводи тёйьйойТй при указан1шх вь1ше значениях /ОЛОн уУ QА Г ) &ЫХ17 . /0.9QH (O.QH .. ..Q V ) вых 18 к 8 Сигналы Ug,j,j,(, Ugyjj ,g поступают на блок 7 по цепям 54, 55 и высвечиваются, например, у цифровой форме. Блок 9 прогнозирования длительности элементов иикла экскавации работает слеДуюи им образом.. На входы цепей 49, 50 блока поступают сигналы, соответствующие длительности tp, пр«- Формирователи 24, 25 обеспечивают формирование непрерывного сигнала прямоугольной формь с длительностью, равной длительности прч- 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 длительности t,,, ментах 33 и 35 - сигналы, пропорциональные длительностям t|, ,J(y. Тогда на выходах, элементов 36 и 31 формируются сигналы аыхзб « ( выхат пр пр(ч-и)/, а на вь1ходах элементов 40, 41 и42 сигналы ивь,х4о 0.5 (V-H- tp,,.) , ВЫХ4 05 npi V J&bU4Г . Тогда на выходах элементов 38 и 39 формируются сигналы, соответствующие п|рогнозируемым значениям Tj ,Tj U8blX e 5((oil+tnpi tnp(,)l, 9ыxг9 ( Jчlпp i:„p(.l).5ilp,t,.5{t,;vt,,,JП. Указанные сигналы по цепям 53 и 52 поступают на блок 10, где используются при определении возможного изменения производительности в случае повторного заполнения ковша. Фор,мула изобретения Устройство для измерения работы экскаваторадраглайна по авт. св. № 634232, отличающееся тем, что, с целью повышения точности контроля, оно снабжено блоками вычисления возможного приращения производительности, измерения коэффигхиента загрузки ковша и прогнеэирования длительности элементов цикла экскавации, при этом вход блока измерения коэффициента загрузки ковша подключен к выходу блока измерения величины загрузки ковща, а выход подключен к входам выходного блока и блока 14Ь1Числения возможного прираще1шя производительности, соелинёнкого выходами с выходным блоком и блоком прогнозирования длительности элементов цикла жскавации, входы которого подключены к выходам логического блока.

73757510

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР N 634232. кл. G 05 В 13/00, 1976 (прототип).

47

52 53

f (

/

54

55

Tik

5V

П

W

52

53