Устройство управления добычным комплексом драги Советский патент 1982 года по МПК E02F3/16 

Изобретение относится к добыче полезных ископаемых и может найти применение для автоматизации процесса драгирования. Известно устройство управления землесосным снарядом, содержащее датчики скорюсти разрыхлителя и поворота снаряда на прорези, датчики нагрузки, сумматоры, усилители мощности ведущей и ведомой лебедок и блок определения максимума мощности 1 . Устройство автоматически поддерживает скорость папильонирования такой, чтобы загрузка привода разрыхлителя была максимальна. К недостаткам устройства относится повышенный удельный расход электроэнергии на разрыхление, так как соотнощение скоростей резания и подачи (параметры стружки) не выдерживается оптимальным. Кроме того, блок определения максимума мощности исключается из работы, когда появляется сигнал по перегрузке гидротранспорта. Это происходит из-за того, что блок определения максимума мощности воздействует только через боковую подачу, а ее скорость в данных условиях и так уже ограничена величиной сигнала нагрузки- рыхлителя. Известно устройство управления добычным комплексом драги, содержащее источник задающего напряжения, элемент сравнения, электрический привод лебедок носовых канатов, электропривод черпаковой цепи с датчиками скорости и тока, пропорциональный усилитель и множительно-делительный блок, первый вход которого подключен к выходу пропорционального усилителя, второй - к выходу датчика скорюсти, третий - к выходу датчика тока, а выход множительно-делительного блока соединен с одним из входов элемента сравнения 2. Однако в нем не учитывается зависимость производительности добычного комплекса от изменения крепости грунта и угла поворота драги относительно оси забоя. Так, например, для того, чтобы учесть крепость грунта необходимо производить изменение сигнала задания тока нагрузки привода черпаковой цепи. Увеличение крепости грунта приводит к снижению производительности драги, так как с увеличением крепости грунта увеличивается сигнал обратной

связи по току черпаковой цепи, снижающий скорость боковой подачи, и, следевательио, производительность драги. Указанный недостаток не позволяет поддерживать постоянной производительность драги.

Цель изобретения - повышение точности управления добычным комплексом драги.

Поставленная цель достигается тем, что устройство управления добычным комплексом драги, содержащее источник задающего напряжения, элемент сравнения, электропривод лебедок носовых канатов, электропривод черпаковой цепи с датчиками скорости и тока, пропорциональный усилитель и множительно-делительный блок, первый вход которого подключен к выходу пропорционального усилителя, второй - к выходу датчика скорости, третий - к выходу датчика тока, а выход множительно-делительного блока соединен с одним из входов элемента сравнения, снабжено блоком деления, датчиком крепости разрабатываемого грунта, вторым пропорциональным усилителем, датчиком и задатчиком производительности и вторым элементом сравнения, входы которого соединены с датчиком и задатчиком производительности, а выход через второй пропорциональный усилитель подключен к входу электропривода черпаковой цепи, входы блока деления соединены с датчиком крепости разрабатываемого грунта и датчиком тока электропривода черпаковой цепи, а выход подключен к третьему входу множительно-делительного блока.

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Устройство содержит первый элемент 1 сравнения, входы которого соединены с источником задающего напряжения скорости боковой подачи и с выходом множительно-делительного блока 2. Первый (множительный) вход блока 2 соединен с выходом первого пропорционального усилителя 3, вход которого соединен с выходом элемента сравнения 1. Кроме того, выход пропорционального усилителя 3 дополнительно соединен с управляющим входом электропривода 4 лебедок носовых канатов. Выходное воздействие электропривода 4 в виде изменения скорости боковой подачи Vrf связано с рабочим механизмом 5 черпаковой цепи.

Второй (делительный) вход блока 2 соединен с датчиком 6 скорости черпаковой цепи.

Третий (множительный) вход блока 2 соединен с выходом блока 7 деления.

Один вход (делителя) блока 7 соединен с датчиком 8 крепости разрабатываемого грунта, а другой вход (делимого) соединен с датчиком 9 тока электропривода черпаковой цепи.

Устройство содержит также второй элемент 10 сравнения, входы которого соединены с задатчиком производительности добычного комплекса Ujji и с датчиком 11 производительности. Выход элемента 10 сравнения через второй пропорциональный усилитель 12 соединен с управляющим входом

электропривода 13 черпаковой цепи. Выходное воздействие электропривода 13 в виде изменения скорости черпаковой цепи УЧ связано с датчиком 6 скорости черпания и рабочим механизмом 5 черпаковой цепи. В качестве датчика 11 производительности устройства используется датчик тока нагрузки привода дражной бочки, например трансформаторный.

В качестве датчика крепости грунта может быть использован датчик, принцип

действия которого основан на изменении отношений усредненной амплитуды низкочастотных пульсаций тока электропривода черпаковой цепи, возникающих в результате периодических ударов режущей кромки черпаков при входе в грунт, к постоянной составляющей этого тока.

Устройство работает следующим образом.

На входы элемента 10 сравнения поступают сигнал . пропорциональный заданной производительности добычного комплекса драги, и сигнал с выхода датчика 11 производительности драги. Усиленная пропорциональным усилителем 12 разность этих сигналов поступает на вход электропривода 13 черпаковой цепи, при этом скорость черпаковой цепи определяется выходным напряжением ее электропривода 13. Скорость черпаковой цепи измеряется датчиком 6 скорости черпаковой цепи, подключенному к электроприводу 13.

На вход элемента сравнения 1 подается

5 сигнал , пропорциональный заданной скорости боковой подачи и сигнал обратной связи UQC с выхода множительно-делительного блока 2. Сигнал рассогласова-ния между этими сигналами усиливается пропорциональным усилителем 3 и подается на вход электропривода 4 лебедок носовых канатов, которые осуществляют боковое перемещение рабочего механизма 5 черпаковой цепи. Напряжение управление Uy приводом лебедок носовых канатов определяет

5 Uy (U,6 - Uoc )Кр,(1)

где U5,{S - напряжение задания боковой подачи;

UOG - сигнал обратной связи на входе контура регулирования скорости боковой подачи;

Кр-коэффициент передачи пропорционального усилителя 3. На первый (множительный) вход блока 2, формирующего сигнал обратной связи поступает напряжение с выхода первого

пропорционального усилителя 3, на второй (делительный) вход блока 2 поступает напряжение с выхода блока 7 деления, на третий (множительный) вход блока 2 подается сигнал с выхода датчика 6 скорости черпаковой цепи. Выходное напряжение блока 7 деления пропорционально частному от деления сигнала с -выхода датчика 9 тока черпаковой цепи на сигнал с выхода датчика 8 крепости грунта. Для этого один вход блока 7 соединен с датчиком 9 тока черпаковой цепи, а другой вход блока 7 подключен к датчику 8 крепости грунта. Величина сигнала обратной связи Uoc определяется выражениемUoc ).-, где С - постоянный коэффициент; Зц-ток нагрузки привода черпаковой Vц-скорость черпания; К - коэффициент крепости грунта. С учетом передаточного коэффициента Kji привода лебедок носовых канатов скорость боковой подачи определяется как Vd , Ток нагрузки привода черпаковой цепи пропорционален скорости боковой подачи г Кч-Vd, где К ч - коэффициент передачи рабочего механизма черпаковой цепи. Величина коэффициента передачи звена черпания может быть найдена из выраже К - ,-(5) где h - толщина стружки; E gCOscf-длина стружки; to-длина стружки по оси забоя; (f-угол поворота драги относительно оси забоя; а- постоянный коэффициент, не зависящий от параметров технологического процесса. Производительность добычного комплекса Q определяется как Q hloCoscfVd(6) В процессе движения драги к бортам забоя величина длины стружки уменьшается по косинусоидальному закону, что вызывает снижение тока нагрузки привода черпаковой цепи Тц (согласно уравнений 4 и 5). Уменьшение скорости боковой подачи вызывает уменьшение производительности добычного комплекса драги. Снижение производительности приводит к тому, что возрастает сигнал рассогласования между заданной и действительной производительностью драги. Усиленный пропорциональным усилителем 12 сигнал этого рассогласования воздействует на электропривод 13 черпаковой цепи, увеличивая скорость черпания. Увеличение скорости черпания и уменьшение тока черпания Лц, согласно выражения (2), приводит к уменьшению сигнала обратной связи на выходе блока 2. В результате увеличивается сигнал рассогласования на входе усилителя 3 между напряжением Ujrf , пропорциональным заданной скорости боковой подачи, и напряжением обратной связи UQC, что приводит к увеличению скорости боковой подачи V(j. Вследствие возрастания скорости Vd производительность добычного комплекса увеличивается до заданной величины. Рещая уравнение (1-6) относительно V(5 И ц получим htoCObCf U 6Knh«oCOS9 а const Из приведенных уравнений (7) видно, что при работе устройства скорость боковой подачи изменяется по закону, обратно пропорциональному косинусу угла поворота драги относительно оси забоя, а скорость черпания обратно пропорциональна корню квадратному из косинуса угла поворота драги, что позволяет поддерживать производительность драги постоянной. Если при работе драги крепость разрабатываемого грунта меняется, то это приводит к изменению сигналов на выходе датчика 8 крепости грунта и на выходе датчика 9 тока привода черпаковой цепи. При увеличении крепости грунта сигналы этих датчиков увеличиваются, а при уменьшении крепости грунта - уменьшаются. В результате выходное напряжение блока 7 деления, к которому подключены эти датчики поддерживается неизменным. Следовательно, сигнал обратной связи UQC на выходе блока 2, к которому подключен блок 7 деления, также поддерживается неизменным. Это позволяет поддерживать производительность добычного комплекса драги на заданном уровне, так как скорость боковой подачи не зависит от крепости разрабатываемого грунта. При управлении добычным комплексом драги учитывается влияние изменения угла поворота драги относительно забоя и крепости грунта на производительность драги. Таким образом, применение устройства позволяет повысить точность управления добычным комплексом драги, увеличить его производительность за счет поддержания постоянства ее величины независимо от изменения угла поворота драги и крепости разрабатываемого грунта. Формула изобретения Устройство управления добычным комп-leKcoM драги, содержащее источник задающего напряжения, элемент сравнения, электропривод лебедок носовых канатов, электропривод черпаковой цепи с датчиками скорости и тока, пропорциональный усилитель и множительно-делительный блок, первый вход которого подключен к выходу пропорционального усилителя, второй - к выходу датчика скорости, третий - к выходу датчика тока, а выход миожительно-делительного блока соединен с одним из входов элемента сравнения, отличающееся тем, что, с целью повышения точности управления добычным комплексом драги, оно снабжено блоком деления, датчиком крепости разрабатываемого грунта, вторым пропорциональным усилителем, датчиком и задатчиком производительности и вторым элементом сравнения, входы которого соедннены с датчиком и задатчиком производительности, а выход через второй пропорциональный усилитель подключен к входу электропривода черпаковой цепи, входы блока деления соединены с датчиком крепости разрабатываемого грунта и датчиком тока электропривода черпаковой цепи, а выход подключен к третьему входу миожнтельноделительного блока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 383808, кл. Е 02 F 3/88, 1971.

2.Авторское свидетельство СССР № 682604, кл. Е 02 F 3/16, 1977.

l/3f

1/