устройство для управления рабочим оборудованием экскаватора-драглайна

Формула изобретения

Устройство для управления рабочим оборудованием экскаватора-драглайна, содержащее датчик и задатчик натяжения подъемных канатов, соединенные со входами регулятора натяжения подъемных канатов, формирующего сигнал для поддержания их минимального натяжения, ручной задатчик скорости двигателя подъемной лебедки, выход которого и выход регулятора натяжения подъемных канатов подключены к первому и второму входам блока выделения наибольшего сигнала управления двигателем, а выход последнего через блок ограничения скорости подъемных канатов, управляемый выходным сигналом датчика натяжения этих канатов, соединен со входом блока регулирования скорости двигателя, и последовательно включенные датчик натяжения тяговых канатов и функциональный преобразователь сигнала этого датчика, отличающееся тем, что оно снабжено регулятором коррекции натяжения подъемных канатов, ко входам которого подключены выходы функционального преобразователя и датчика натяжения подъемных канатов, а выход его соединен с третьим входом блока выделения наибольшего сигнала управления двигателем подъемной лебедки.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для управления рабочим оборудованием экскаватора-драглайна.

Известно устройство для управления движением ковша драглайна при копании, содержащее датчики натяжения подъемных и тяговых канатов, подключенные к соответствующим регуляторам, программный задатчик натяжения тяговых канатов, формирующий сигнал задания в зависимости от выходного сигнала датчика пути копания, и блок регулирования скорости двигателя подъемной лебедки [1].

Недостатком этого устройства является то, что в нем принято линейное изменение заданного натяжения тяговых канатов в зависимости от длины пути копания, что приводит к чрезмерному заглублению ковша в грунт и увеличению динамических нагрузок рабочего оборудования.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является устройство для управления рабочим оборудованием экскаватора-драглайна, содержащее датчик и задатчик натяжения подъемных канатов, соединенные со входом регулятора натяжения подъемных канатов, формирующего сигнал для поддержания их минимального натяжения и регулирования их натяжения в зависимости от усилия в тяговых канатах, ручной задатчик скорости двигателя подъемной лебедки, выход которого и выход регулятора натяжения подъемных канатов подключены к первому и второму входам блока выделения наибольшего сигнала управления двигателем, а выход последнего через блок ограничения скорости подъемных канатов, управляемый выходным сигналом датчика натяжения этих канатов, соединен со входом блока регулирования скорости двигателя, и последовательно включенные датчик натяжения тяговых канатов и функциональный преобразователь сигнала этого датчика, причем выход функционального преобразователя соединен с третьим входом регулятора натяжения подъемных канатов [2].

Устройство позволяет снизить динамические нагрузки в рабочем оборудовании экскаватора при ручном управлении процессом копания за счет автоматического изменения сигналов управления двигателем подъемной лебедки. Это устройство взято нами в качестве прототипа.

К недостаткам данного устройства следует отнести то, что оно не обеспечивает необходимого быстродействия и точности при регулировании натяжения подъемных канатов в зависимости от усилия в тяговых канатах.

Этот недостаток известного устройства приводит к возможности значительного заглубления ковша в грунт и возникновению дополнительных динамических нагрузок в рабочем оборудовании экскаватора-драглайна. Эти нагрузки снижают надежность и долговечность экскаватора, увеличивают износ канатов и расходы при его эксплуатации.

Задача изобретения - повышение надежности и долговечности рабочего оборудования экскаватора-драглайна за счет устранения в нем значительных динамических нагрузок путем повышения быстродействия и точности при регулировании натяжения подъемных канатов.

Это достигается тем, что устройство для управления рабочим оборудованием экскаватора-драглайна, содержащее датчик и задатчик натяжения подъемных канатов, соединенные со входами регулятора натяжения подъемных канатов, формирующего сигнал для поддержания их минимального натяжения, ручной задатчик скорости двигателя подъемной лебедки, выход которого и выход регулятора натяжения подъемных канатов подключены к первому и второму входам блока выделения наибольшего сигнала управления двигателем, а выход последнего через блок ограничения скорости подъемных канатов, управляемый выходным сигналом датчика натяжения этих канатов, соединен со входом блока регулирования скорости двигателя, и последовательно включенные датчик натяжения тяговых канатов и функциональный преобразователь сигнала этого датчика, снабжено регулятором коррекции натяжения подъемных канатов, ко входам которого подключены выходы функционального преобразователя и датчика натяжения подъемных канатов, а выход его соединен с третьим входом блока выделения наибольшего сигнала управления двигателем подъемной лебедки.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство включает рабочее оборудование драглайна в виде ковша 1 с подъемными и тяговыми канатами 2 и 3, тяговую лебедку 4 и подъемную лебедку 5, механически связанную с двигателем 6, который подключен к системе управления скоростью двигателя. Эта система состоит из датчика 7 и задатчика 8 натяжения подъемных канатов, выходы которых подключены ко входам регулятора 9 натяжения этих канатов, формирующего сигнал для поддержания их минимального натяжения (например, типовой ПИ-регулятор), датчика 10 натяжения тяговых канатов, соединенного через функциональный преобразователь 11 (например, сумматор, ко входам которого подключены блоки формирования зоны нечувствительности) сигнала этого датчика с одним из входов регулятора 12 коррекции натяжения подъемных канатов (например, типовой ПД-регулятор), к другому входу которого подключен датчик 7 натяжения подъемных канатов, а также из блока 13 выделения наибольшего сигнала из поступающих на его входы сигналов от двух регуляторов 9, 12 и ручного задатчика 14 скорости двигателя, а выход блока 13 через блок 15 ограничения скорости подъемных канатов, управляемый выходным сигналом датчика 7 натяжения подъемных канатов, подключен ко входу блока 16 регулирования скорости двигателя.

Устройство работает следующим образом.

После опускания ковша на поверхность забоя машинист управляет процессом копания путем изменения выходного сигнала ручного задатчика 14 скорости двигателя подъемной лебедки. На основании выходных сигналов датчика 7 и задатчика 8 регулятор 9 натяжения подъемных канатов формирует управляющее воздействие, направленное на поддержание минимальной величины натяжения канатов, при которой упряжь ковша находится в поднятом, натянутом положении, что целесообразно при разработке рыхлых и средних по крепости грунтов. При этом, если напряжение U₁₄ на выходе ручного задатчика 14 скорости двигателя становится меньше напряжения U₉ на выходе регулятора 9 натяжения, то блок 13 выделения наибольшего сигнала управления двигателем подключает через блок 15 ограничения скорости подъемных канатов, управляемый выходным сигналом датчика 7 этих канатов, на вход блока 16 регулирования скорости двигателя выходной сигнал регулятора 9 натяжения подъемных канатов и усилие их натяжения устанавливаются на заданном минимальном уровне. Посредством ручного задатчика 14 скорости двигателя машинист может только увеличивать величину натяжения подъемных канатов относительно этого минимального уровня, при котором упряжь ковша находится в поднятом, натянутом положении.

В процессе копания происходит перемещение ковша по забою и наполнение его грунтом. При усилии в тяговых канатах S_T большем, например, S_T>0.4 S_T.стоп (где S_T.стоп - стопорное усилие натяжения тяговых канатов), на выходе функционального преобразователя 11, вход которого соединен с выходом датчика 10 натяжения тяговых канатов, появляется сигнал, являющийся задающим сигналом для регулятора 12 коррекции натяжения подъемных канатов. На основании этого сигнала регулятор 12 формирует управляющее воздействие, направленное на увеличение натяжения подъемных канатов для компенсации возрастающего веса ковша 1, что исключает чрезмерное заглубление его в грунт. Если машинист при копании не увеличивает натяжение подъемных канатов выше их заданного минимального значения или увеличивает его недостаточно для компенсации возрастающей массы ковша, то выходное напряжение U₁₂ регулятора 12 коррекции натяжения канатов становится больше выходного напряжения U₁₄ ручного задатчика 14 скорости (U₁₂ >U₁₄ ), и оно подключается через блоки 13 и 15 ко входу блока 16 регулирования скорости двигателя. В результате чего натяжение подъемных канатов увеличивается, после этого уменьшается толщина срезаемой ковшом стружки грунта и предотвращается чрезмерное заглубление его в грунт. Наличие регулятора 12 коррекции натяжения подъемных канатов позволяет повысить быстродействие и точность при регулировании их натяжения в зависимости от усилия в тяговых канатах. Это устраняет возникновение значительных динамических нагрузок в рабочем оборудовании экскаватора-драглайна.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет повысить надежность и долговечность рабочего оборудования и механизмов экскаватора-драглайна за счет устранения в них значительных динамических нагрузок.

Источники информации

1. Авт. свидетельство №1333745, кл. E 02 F 3/48, Бюл. №37, 1987 г.

2. Авт. свидетельство №1313962, кл. E 02 F 3/48, Бюл. №20, 1987 г. (прототип).