Способ контроля угла откоса при использовании драглайна

Способ контроля угла откоса при использовании драглайна

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ КОНТРОЛЯ УГЛА ОТКОСА ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ ДРАГЛАЙНА, включающий измерение длин свешивающихся частей тягового и подъемного канатов драглайна, токов якорных цепей двигателей механизмов подъема и тяги , а также угла поворота стрелы относительно оси выработки, отличающийся тем что, с целью повьшения надежности и упрощения контроля , измеряют ток цепи возбуждения двигателя механизма подъема и определяют началб операции черпания при одновременцом выполнении условий 5. 0.5Ро . Н.Ъ..Ъ.Ъ. gn .ОТНН SiC T -Ь где 5 ; усилие в подъемном канате} вес порожнего ковша; о ot угол поворота стрелы относительно оси выработки ..э.э начало и конец зоны заполнения ковша; - сигнал вращения двигателя механизма тяги в направлении , обеспечивак щем наматывание каната на барабан; S;gj,TT - сигнал увеличения якорного тока с двигателя тяги, измеряют ток якорной цепи двигателя механизма поворота платформы и угол наклона поворотной платформы в вертикальной плоскости .стрелы и определяют в процессе черпания текущее значение координат движущегося ковша в плоскости стрелы через интервалы времени в зоне образующей предотвала по длинам тягового и подъемного канатов с учетом угла наклона поворот (Л ной платформы при условии J/ 0,71,,,, 0,2Эп.„ом tioB- где, .3.,, Л - номинальные якор-i T.hoMif..KoM; ные токи двигателей механизмов тяги, подъема ковша , поворота стрелы; ср .ср ср J ,J ,«Jnj,g средние, якорные тот / ( 5 ки двигателей механизмов тяги, подъ емаковша, поворота стрелы; II минимальное и макОБр .МиН ) ОБр. Vqicc. с симальное значения абсциссы образующей предотвала; ,продольная координата ковша в вертикальной плоскости стрелы, /

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) 4(511 Е 02 F 3/48

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2)) 3664853/29-03 (22) 04 ° 10.83 (46) 23.06.85. Бюл. Р 23 (72) С.В.Ворончихин, А.П.Максимов, А.С.Перминов, M.Н.Травкина и А.И.Филичпенко (71) Государственный проектно-конструкторский и научно-исследователь-ский институт по автоматизации угольной промышленности "Гипроуглеавтоматизация (53) 621.879.32(088.8) (56) ). Авторское свидетельство СССР

Р 827709, кл. Е 02 F 9/24, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР

У 343043, кл. E 21 С 47/00, 1969. (54)(57) СПОСОБ KOHTPOJM УГЛА ОТКОСА

ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ ДРАГЛАЙНА, включающий измерение длин свешивающихся частей тягового и подъемного канатов драглайна, токов якорных цепей двигателей механизмов подъема и тяги,. а также угла поворота стрелы относительно оси выработки, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности и упрощения контроля, измеряют ток цепи возбуждения двигателя механизма подъема и определяют началб операции черпания при. одновременном выполнении условий

5 „ 0,5Р, ® к.ь.з.

5;<„ОтН -1

Ь;<„Чтт-1, . где 5„; — усилие в подъемном канате: вес порожнего ковша;

К1 — угол поворота стрелы относительно оси выработкиу

К„, з - начало и конец зоны заполнения ковша;

5; п РТН вЂ” сигнал вращения двигателя механизма тяги в направлении, обе спечивающем наматывание каната на барабан;

S>g< HATT — сигнал увеличения якорного тока с двигателя тяги, измеряют ток якорной цепи двигателя мЕханизма поворота платформы и угол наклона поворотной платформы в вертикальной плоскости .стрелы и определяют в процессе черпания текущее значение координат движущегося ковша в плоскости стрелы через интервалы вре мени в зоне образующей предотвала по

Ф» длинам тягового и подъемного канатов с учетом угла наклона поворотной платформы при условии

Л, ? 0,7 3т.вом

3 и 0 2 3 п.ком

О,.1 апов. нов где3 „, .1 ) †номинальные якор- ные токи двигателей механизмов тяги, подъема ковша, поворота стрелы;

0,Д, пы — средние. якорные токи двигателей механизмов тяги, подь ема ковша, поворота стрелы;

Ц „ — минимальное и макС симальное значения абсциссы образующей предотвала;

Ц; — продольная координата ковша в вертикальной плоскости стрелы

11á2904 определяют соответствующие им ординаты образующей предотвала с учетом текущих значений координат движущегося ковша, угла поворота стрелы относительно оси выработки и угла наклона поворотнои платформы, сравниИзобретение относится к области измерения параметров технологических схем при ведении вскрышных бестранспортных работ с применением экскаваторов-драглайнов ° 5

Известен способ контроля угла откоса предотвала при использовании драглайна, включающий измерение длин тягового и подъемных канатов, скорости вращения валов приводов меха- IO низмов тяги и подъема, задание границ опасных зон, прогнозирование траектории перемещений ковша с учетом его динамических свойств и формирование сигнала нахождения ковша в 15 опасной зоне Ц .

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ контроля угла откоса при использовании драглайна, согласно которо- 29 му измеряют длины свешивающихся частей тягового н подъемного канатов, токи якорных цепей двигателей механизмов подъема и тяги, а также угла поворота стрелы относительно оси вы- 25 работки, контролируют выполнение операции разгрузки ковша. Способ обеспечивает учет объема. переваленного грунта, учет суммарного угла поворота платформы при переносе груженого ковша и длительности полезной работы (2) .

Однако известный способ не поз-, воляет в процессе эксплуатации просто и надежно определять нарушение заданного угла откоса предотвала, 35 исполнение которого обуславливается требованиями безопасного ведения экскаваторных работ и технико-экономическими показателями процесса экскавации.

Цель изобретения — повышение надежности и упрощение контроля угла откоса предотвала, вают текущие значения ординат ковша с соответствующими значениями ординат образующей предотвала и по результату сравнения контролируют угол откоса предотвала.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу контроля угла откоса при использовании драглайна, включающему измерение длин свешивающихся частей тягового и подьемного канатов драглайна, токов якорных цепей двигателей механизмов подъема и тяги, а также угла поворота стрелы относительно оси выработки, измеряют ток цепи возбуждения двигателя механизма подъема.и определяют начало операции черпания при од-. новременном выполнении условий.

- Оэ Ро Н . а с а к,, ВТН =1

) где, — усилие в подъемном канате;

Pp — вес норожнего ковша; — угол поворота стрелы относительно оси выработки; Х Ф . - начало и конец эоны заполнения ковша;

5; д13ТН- сигнал вращения двигателя механизма тяги в направлении, обеспечивающем наматывание каната на барабан; б; „УТТ- сигнал увеличения якорного тока с двигателя тяги, измеряют ток якорной цепи двигателя механизма поворота платформы и угол наклона поворотной платформы в вертикальной плоскости стрелы и определяют в процессе черпания текущее значение координат движущегося ковша в плоскости стрелы через интервалы времени в зоне образующей предотвала по длинам тягового и подъемного канатов с учетом угла наклона поворотной платформы при условии агав Pp8. woe ср 0bp. мин — с1 ОВр. макс >

62904 4 двигателя. механизма подъема изме;рение угла поворота стрелы относительно оси выработки; измерение угла наклона поворотной платформы в вертикальной плоскости стрелы; определение начала операции черпания 5; п А=1 при одновременном выполнении услотяги, подъема ковша, поворота стрелы; средние якорные с1> gсp вий токи двигателей механизмов тяги, п, -" 0,5PO н 5 3,М% .3.3 ; „ВТН = i

УТТ = 1

10 подъема ковша, поворота стрелы; минимальное и

ОБР. МИН 1 ЬБР. МОКС максимальное зна. —, чения абсциссы образующей пред- 15, отвала;

ll — продольная коорК.1 дината ковша в .вертикальной плос» кости стрелы определяют соответствующие им ординаты образующей предотвала с учетом текущих значений координат движущегося ковша, угла поворота стрелы относительно оси выработки и угла наклона поворотной платформы, сравнивают текущие значения ординат ковша с соответствующими значениями ординат образующей предотвала и по . результату сравнения контролируют угол откоса предотвала.

Предлагаемый способ обеспечивает в процессе формирования образующей предотвала определение факта нарушения ковшом установленной границы предотвала, прн этом учитываются угол поворота вертикальной плоскости стрелы относительно оси выработки и угол наклона продольной оси выработки, Все это позволяет ма:- нисту экскаватора производить эаоткоску предотва40 ла как со стороны параллельной оси, выработки, так и с торцовой стороны предотвала.

На фиг, l показана схема расположения экскаватора на предотвале; на фиг. 2-4 — расчетные схемы для опре,деления ординат образующей предотвала; на фиг. 5 — структурная схема устройства, реализующего способ контроля угла откоса предотвала. 1 где 5„,; где С и где Pд (4) $ > где Бн(5) где Д 1,1 — номинальные якорТ,НС94 э Н.НОМ ) ltoB.Нс>М ные токи двигателей механизмов

Предлагаемый способ включаст следующие основные операции: измерение длины свешивающихся частей тягового и подъемного канатов;измерение токов 55 якорных цепей двигателей механизмов подъема и тяги ковша, поворота стре.лы; измерение токов цепи возбуждения усилие в подъемном канате

6 . 2 с„-1„; Ф„;

Sn машинная постоянная двигагателя механизма подъема ковша; средние значения тока цепи якоря и магнитного потока двигателя механизма подъема ковша; диаметр барабана лебедки ме ханизма подъема ковша; вес порожнего ковша (Р ь

=consC), Рн. <Р„" 1-.е в (3 ) магнитный поток насыщения двигателя механизма подъема

Э постоянная характеристики намагничивания двигателя механизма подъема, Ь2 ток возбуждения двигателя механизма подъема

J интервал интегрирования, который принимается в пределах

I-5 с и обеспечивает достаточное затухание колебательных процессов в системе ковшпривод; число интервалов интегрирования, где 3 „; — ток це пи якоря двигателя механизма подъема.

Средние величины тока цепи возбуждения подъемного двигателя 7

ЙН и якорной цепи н,.определяются при условии

1162904

10 о

О - о

< ) при, при условии

I < с (6) д1 з

«н,, 1 где 3, " среднее значение втоК; рой производной якорного тока З„„двигателя . подъема на интервале

1 1 в

С вЂ” допустимый уровень переходных процессов в системе ковш-привод;.

М М - начало и конец зоны заноз кз з полнения ковша; — угол поворота стрелы относительно оси выработки

ХИН-1 — сигнал вращения двига1 П теля механизма тяги в направлении, обеспечивающем наматывание каната на барабан;

5,г УтТ1 — сигнал увеличения якор1Кп ного тока двигателя тяги, 3, В процессе черпания определяют текущие значения координат движущегося ковша в-плоскости стрелы через интервалы А1 в зоне образующей предотвала по формулам

,(е „, - e,,) п, ="п п(с 1 и)

1„+($ . )12 (7) +(е „,. - е, „)

co6 (E,, Ъ„) (8)

Ь +(Е„;-8„) 2

I, -. 07?,„

CP. )

In - ?п.ном, ср

? юь - O" noos.p,„, (9)

6. О ° 0 о5р. м и ka oep. чакс.

1 4$ .где 11к;,0„; - .вертикальная и продоль- . ная координаты ковша в вертикальной плоскости стрелы;

Оеар U. макс еьраии, ное значения абсциссы образующей предотвала; ив,1 „ - высота и радиус вращения точки схода подъемого . каиата с,направляющего шкива относительно оси экскаватора;

" " расстояние между точками схода тягового и подъемного канатов с направляющих шкивов;

P .- длины свешивающихся часв, т тей подъемного и тягового канатов;

Fс - угол наклона стрелы к горизонту;

Pg — угол наклона поворотной платформы экскаватора к горизонту;

3Tк,„,3„„О„3пс,„-„„номинальные якорные токи двигателей механизмов тяги подъема ковша поворота стрелы; т, „, а, - средние якорные токи двигателей механизмов тяги, подъема ковша, поворота стрелы

4z

Jr,s, .р t, (10) ! к <, де g"." " J; — средний и мгновенный якорные токи соответствующего привода (тяги, подъема и поворота);

1- -1, — интервал интегрирования, который принимается в пределах 1-5 с

"определяют соответствующие им ординаты образующей предотвала по формулам .„,-(- co58; ц„ с.д„.kgb ). ! со6 Б; (11) при 270 8; < 360 где — угол наклона образующей к горизонту;

3„ — угол поворота стрелы от перпендикулярного направления к бровке уступа;

С - постоянный член управления образующей (фиг.3a), контролируют путем. сравнения текущего значения ординаты ковша с соответствующим значением ординаты предотвала и формируют сигнал нарушения образующей предотвала — <и Р = при g g (13)

Для контроля заданных координат образующей предотвала АВ при расположенной вертикальной оси экскаватора в точке 0 на наклонной оси выработки

1162904

9 так как ц - цв,у" = „, а величины 0 в, 01!, определены выражениями (28) и (29).

Из фиг. 4, на которой приведены

IS взаимно пересекающиеся гориэонтЪль1 ная плоскость 7 OX и наклонная плоскость rорной выработки ЕО)( следует, что угол наклона продольной оси выработки Р в плоскости

20 стрелы равен

) !!

Pr. ° (31) .В связи с этим ордината точки, образующей предотвала изменяется на ! величину Ц (в данном случае при иза менении о в пределах 0<5 90 — уве-. личивается, при изменении в пределах

270 < 8 < 360 — уменьшается à

36 У со5 3 Р" (32) Тогда с учетом (28) — (32) выражение (27) преобразуется в (11). В области 270 б < 360, где обра3S зующая предотвала имеет одинаковое выражение как в плоскости XOY, так и в плоскости UOY выражение (27) принимает вид (1 .).

Устройство для реализации пред40 полагаемого способа содержит, .датI чики длины подъемного 1 и тягового

2 канатов, угла поворота стрелы 3, наклона платформы 4, вычислитель 5, который содержит узел 6 определения

45. начала операции черпания, узел 7 определения координат движущегося ковша, узел 8 определения ординат образующей предотвала, узел 9 сравнения, таймер IO, узел 11 индика50 .ции. Выход узла 6 связан с входом узла 7, другие входы которого под- .ключены к выходам датчиксв 1, 2 и

4, к выходу таймера 10, а по цепям

12-14 — к якорным цепям главных приИ водов экскаватора. Выход узла 7 подключен к входам узлов 8 и 9. Другие входы узла 8 подключены к выходу таймера 10 и к выходам датчиков 3

hosp — К "oep С гдеk*t(at, )I — угол откоса предотвала в сечении, перпендикулярном оси выработки..

Очевидно, в плоскости ЕОХ (фиг.Зб) координаты точек А, В образующей выражаются как !! (28)

Хв (1в = — (29) со 3 где 8 - угол поворота вертикаль-! ной плоскости стрелы(!00). от перпендикулярного наЕ (фиг. 1) необходимо определить значения ряда параметров, по которым могут быть определены координаты ковша по формулам (7) и (8) ., Из фиг.2 следует, что . 1.„;=6„;, (14} а,"(ь-L„;> Е „, („) тогда ni ni р (16)

1.,+ С „;- К„ (18)

0„; =т,-Ь „;+ д„., (19)

J;- ; соб а, (2!)

L„; L„,Соби р (221 д"; *3; sine., (23)

g <, * 4!! - L !!, sin 6- д; со 9 (2 q ) (1 к, =I n- „, со!» 6 о; 5!г! Е, (25) = с - °, (26)

Тогда после подстановки в (24) и (25) выражений (16) и (17) получим формулы для определения координат ковша (7) .и (8).

Условия (9) обеспечивают допустимые провисания свисающих частей тягового и подъемного канатов и .нахождение центра тяжести ковша в вертикальной плоскости стрелы.

Формулы (II) и (12) для определения ординаты образующей предотвала. в плоскости c релы при различных углах ее поворота по отношению к бровке предотвала могут быть выведены следующим образом: из фиг,За следует что уравнение образующей предотвала

АВ в плоскости IIOY имеет вид. правления к бровке уступа (ось Х1 .

Следовательно, образующая предотвала при повороте платформы экскаватора на угол О изменяется по виду (фиг.Зв), при этом

II !!

1в Чя

"в

"e !!

1 I 62904

10 и 4. Выход узла 8 подключен к входу узла 9, выход которого связан с узлом 11 индикации. Другие входы узла ll подключены к выходам узлов 7 и 8. Входы узл-: 6 подключены к тай- 5 меру 10, к выходу датчика 3, по цепям 12 и 15 подключены к якорной цепи двигателя механизма подъема ковша и к цепи возбуждения этого же двигателя, по цепям 16 и 17 — к коммута- О ционным элементам станции управления главными приводами.

Устройство работает следующим образом, В процессе формирования образую- tS щей предотвала при соблюдении усло вий. (1) узлом 6 на основе входной информации, поступающей от датчика 3 от главных приводов экскаватора по цепям 12,15-17 и от таймера 10, вы- 70 рабатывается 8; „ Л=1, характеризующий выполнение операции черпания.

Узел 7 на основе входной информации, поступающей от таймера 10, датчиков

l 2, 4 и по цепям 12-14, формирует 21 информацию о положении ковша в плоскости стрелы, т.е. координаты и „.,11„; (формулы 7, 8 ), которые вычисляются при одновременном соблюдении условий (9). Узел 8 обеспечивает определение ординаты образующей предотвала Y для одной и той же абсциссы ковша

U и образующей предотвала Х

Координаты образующей предотвала и ковша отображаются узлом 11 индикации, в связи с чем у машиниста появляется возможность оценить заданные и фактические параметры п. спорта экскавации в зоне предотвала. В случае нарушения заданных параметров образующей предотвала (реализация условия 13) узлом 9 формируется соответствующий сигнал 5;1г„Ь =1, который также поступает на узел ll индикации.

Таким образом, в процессе формирования предотвала осуществляется контроль исполнения заданных его параметров, при этом учитывается заданный угол наклона продольной оси выработки ф) и угол поворота стрелы (о;), Технико-экономическая эффективность предлагаемого способа по сравнению с изв .стным, предусматривающим проведение маркшейдерских измерений с использованием соответствующих инструментов, состоит в упроще-. нии использования способа, которое обуславливает экономию трудовых ресурсов (сокращение объемов маркшеидерских работ ), и в повышении точности и надежности измерения угловых параметров предотвала, что обеспечивает возможность практического исполнения их заданных значен и и в итоге приводит к сокращению объемов лереэкскавации и к увеличению фактической производительности экскаватора на вскрыше.

1162904 м с

1!62904

1162904

l 162904

Составитель И. Наэаркина

Техред Л.Микеш Корректор О.Тигор

Редактор О. Бугир филиап ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 4069/27 Тираж 649 Подписное

ВПИИПИ Государственного комитета СССР

t по делам изобретений и открытий

ll3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5