SU1121356A1

SU1121356A1 - Способ определени положени экскаватора-драглайна в пространстве

Info

Publication number: SU1121356A1
Application number: SU833616362A
Authority: SU
Inventors: Ольга Ивановна Беспалова; Александр Сергеевич Перминов; Сергей Вениаминович Ворончихин; Анатолий Иванович Филиппенко
Priority date: 1983-05-19
Filing date: 1983-05-19
Publication date: 1984-10-30

Abstract

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОЛОЖЕНИЯ ЭКСКАВАТОРА-ДРАГЛАЙНА В ПРОСТРАНСТВЕ, основанный на измерении угла наклона вертикальной плоскости поворотной платформы экскаватора в направлении оси выработки и вычислении координат очередной точки сто ни экскаватора , отличающийс тем, что, с целью упрощени и повышени точности определени координат экскаватора, располагают вертикальную плоскость стрелы экскаватора вдоль оси выработки, а груженый ковш - в зоне очередной точки сто ни , измер ют токи в корных цеп х двигателей механизмов т ги ковша, подъема ковша и поворота платформы, длины свешивающихс частей т гового и подъемного канатов, вычисл ют фактические значени координат v и Uj,- ковша в плоскости стрелы по формулам V2 (р1 „2 rV Т. (с--е„,| Л .(iMik I V 2L S( при одновременном вьтолнении условий .ном -. .0,7Э (Л п п. ном . о,и с пов пов.ном г .TU i e,..0,7U ; , по вычисленным значени м сооружают очередную точку сто ни , перемещают в нее экскаватор, располагают 00 груженый ковш в прежней точке сто сд ни и фактическое значение t и а и ; очередной точки сто ни вычисл ют по формулам . ; uf и -и tu 1 1 с -к ,Гп- высота и радиус вращени точки схода подъемного каната с направл ющих шкивов ;1 L, - рассто ние между точками схода т гового и подъемно го канатов с направл ющих

Description

шкивов ( условна ось стрелы;; f,.,j- длины свешивающихс частей

подьемного и т гового канатов EJ. - угол наклона условной оси

стрелы к горизонту; п угол наклона поворотной платформы к горизонту в плоскости стрелы; координаты i-й точки сто ни .

координаты начала системы координат в плоскости стрелы;

средние и номинальные токи корных цепей приводов т ги и подъема ковша, поворота платформы; угол между свешивающейс частью т гового каната и горизонталью.

Изобретение относитс к измеренйю технологических параметров проведени вскрышных бестранспортных работ с использованием экскаваторовдраглайнов .

Известны способы, реализуемые устройством С11 дл определени положени карьерного экскаватора в про странстве и устройством 2} дл определени положени экскавационной машины в пространстве.

Известные способы не позвол ют оперативно и без значительных затрат времени на выполнение дополнительных операций, а также с достаточной точностью определ ть положение экскаватора в трехмерном пространстве .

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности вл етс способ Цз} определени положени экскаватора-драглайна в пространстве, основанный на измерении угла наклона вертикальной плоскости поворотной платформы экскаватора в направлении оси выработки и вычислении координат очередной точки сто ни экcicaBaTopa по формуле

де hp - начальное значение аппликаты; (| - перемещение экскаватора;

Eniугол наклона плоскости плат формы в точке сто ни после завершени -го шага, отмеренный от горизонтальной ли НИИ против часовой стрелки; К - пор дковый номер точки сто н .ч .

При этом измер ют также перемещение экскаватора вдоль выработки.

Измерение угла наклона плоскости платформы производ т при подн тых опорах, а измерение перемещени экскаватора - при включенном приводе механизма шагани .

Известный способ позвол ет опре дел ть координату вдоль оси выработки и аппликату, при этом определение указанных координат осуществл етс в процессе перемещени экскаватора . Таким образом, известный способ требует значительного времени дл проведени вспомогательных работ, св занных с определением координат точки сто ни , поскольку измерение их значений производитс только после установки экскаватора в точку сто ни . При расхождении фактических и заданных значений координат необходимо вновь переместить экскаватор с точки сто ни и произвести соответствующие горные рабо ты . Следовательно,в этом случае имеют место непроизводительные ( вспомогательные J работы, которые существенно вли ют на эксплуатационную производительность экскаватора. Кроме того, при использовании способа возможна значительна погрешность измерени координат из-за накоплени ошибки в процессе измерени , особенно при корректировке коорди5 нат очередной точки сто ни с производством соответствующих горных ра-. бот.

Цель изобретени - упрощение и по0 вьппение точности определени координат экскаватора. 3 Постаиленна цель достигаетс тем, что согласно способу определе ни положени экскаватора-драглайна в пространстве, основанному на измерении угла наклона вертикально плоскости поворотной платформы экскаватора в направлении оси вырабо ки и вычислении координат очередно точки сто ни экскаватора, распола гают вертикальную плоскость стрелы экскаватора вдоль оси выработки, а груженый ковш - в зоне очередной т ки сто ни , измер ют токи в корны цеп х двигателей механизмов т ги ковша, подъема ковша и поворота платформы, длины свешивающихс час тей т гового и подъемного канатов, вычисл ют фактические значени Kojo динат ц. и U ковша в плоскости стр лы по формулам «Г,М ,-) .1/ .2 (Л e2)U Sri- %) .) . с fe-er и 5Г 1сРЧЯ- (с-„0 U при одновременном выполнении условий D,P.O,73,, .ном ; пов .иом i ,7и ; . , по вычисленным значени м сооружают очередную точку сто ни , перемещают в нее экскаватор, располагают груженый ковш в прежней точке сто ни и фактическое значение Vj и U очередной точки сто ни вычисл ют .по формулам t-, . ,- высота и радиус вращени точки схода подъемного ка 564 нага с иштропл юпптх пгкйнов; U - рассто ние между точками схода т гового и подъемного канатов с направл ющих шкивов ( условна ось стрелы ); длины свешивающихс частей подъемного и т гового канатов; f с угол наклона условной оси стрелы к горизонту; п угол наклона поворотной платформы к горизонту в плоскости стрелы; Jj.U, - координаты т-и точки сто ни ; С1 координаты начала системы координат в плоскости стрелы; средние и номинальные j токи корных цепей при- , Т.НОАЛ1 п.ном, водов т ги и подъема ковпов .нол поворота платформы; Ti - угол между свешивающейс частью т гового каната и горизонталью. Использу предлагаемый способ, машинист экскаватора, располага груженый ковш в зоне очередной точки сто ни , определ ет ее фактические координаты. В случае отличи координат предполагаемой точки сто ни от заданных машинист экскаватора производит соответствующие горные работы подсыпает горную массу или перемещае т излищнюю в отвал), не затрачива времени на перемещение экскаватора в очередную точку сто ни с целью определени ее фактических координат. Более того, после перемещени экскаватора в очередную точку сто ии машинист определ ет фактическое положение экскаватора, располага ковш в прежней точке сто ни , что позвол ет повысить точность определеии координат вследствие учета неизбежных отклонений в координатах очередной точки сто ни при последующих передвизкках зкскаватора без затрат времени на непроизводительную работу экскаватора по сооружению точки сто ни с минимальными отклонени ми координат . от заданных значений. На фиг.1 показано взаимное расположение стрелы, ковша и канатов драглайна; на фиг.2 - диаграмма загрузки двигателей приводов подъема и т }П

ги ковша; на фиг.З - структурна схема устройства, осуществл ющего предлагаемый способ; на фиг.4 - конфигурацн зоны возможных измерений.

Способ осуществл етс следующим образом.

Располагают вертикальную йлоскост стрелы экскаватора вдоль оси выработки , т.е. поворачивают платформу так что , где uL- угол между вертикальной плоскостью стрелы экскаватора и осью выработки.

Измер ют токи в корных цеп х двигателей механизмов т ги Э и подъема3f,; ковша, поворота3 „ . платформы , а также длины свешивающихс частей т гового подъемного „ канатов.

Вычисл ют фактические значени координат ковша в плоскости стрелы по формулам (U и 2 при одновременном выполнении условий (3 .

Услови ,7Ь П ,7t } (а| т;, tlO J

определ ют зону возможных измерений координат ковша, а следовательно, и координат точки пространства, наход щейс в зтой зоне. На фиг.4 по1356

казано расположение зоны ABCD в плоскости стрелы. Услови

iCP

,7Э.„,|

3 0,7J

(Б) п П.НСНА

определ ют допустимые провисани т гового и подъемного канатов в зоне ABCD под действием собственного веса.

Условие

.Чов.иом (« определ ет практическое нахождение

свисающих частей т гового и подъемного канатов в вертикальной плоскос ти стрелы, при котором угол между вертикальной плоскостью и плоскость в которой расположены свнсающие части т гоВого и подъемного канатов не превмпает 3.

В табл. и 2 приведены экспериметальные данные, характеризующие погрешность измерени длин свисающих частей т гового и подъемного KaHa- тов при нахождении-ковша в зоне ABCD и усреднении измер емых токов корных цепей двигателей подъема (з), т ги(), поворота платформы (J)Ha интервалах At « 1 с и t-5 с.

Таблица 1

D

1370 1950

1410

1380

1420

1385 1950 1390 1375

1390

23 1030

17 В табл. J приведены данные дл экскаватора типа ЭШ-10/70 А, а в табл.2 - дл ЭШ-15/90, Из приведенных данных следует, что в зоне ABCD при услови х (а), средних токах ,3p, ,отвечающих услови м (б ), и нахождении свисающих частей т гового и подъемного ка натов в вертикальной плоскости стре лы - условие (в)- погрешность измерени длин т говых канатов на границах области в точках А, В, С и D не превышает 3%. Следует при этом отметить, что при увеличении периода усреднени и увеличени значений „ погрепшость измерени дли канатов, а следовательно, и координат точки сто ни , уменьшаетс . Угол между свешивающейс частью т гового каната и горизонтального определ етс косвенно по формуле .. hfc|i: 4SI

Т а б л и II а 2

D

1,10 2,80 2,85 1,0 2,90 1,65 1,75 2,5 т.е. определ етс косвенным образом через значени р},8.|Которые используютс в способе и по другому назначению - формулы С 1 ) и ( 2 . Далее сооружают очередную точку сто ни по ее заданным координатам очередной точки сто ни и фактическим координатам ковша, перемещают экскаватор в очередную точку сто ни и определ ют ее фактические координаты по формулам (41 и (5J. Действительно, из фиг.1 следует, что « VL-nr- i (« ()- т, . гдеЦр,- - проекци свешивающейс час8р1 ти подъемного каната на условную ось стрелы; о1 - длина перпендикул ра, (пущенного из точки К пересечени свешивающихс частей т гового B-j- и подъемного

Р,

канатов из условную

П1

ось стрелы. Из (6) следует, что drfei-L а из (6 ) и (7 0 I - Ч т; п 21 Из фнг.1 видно, что к. или можно записать (2} , (13) Учитыва , что . ., где „угол наклона поворотной платформы к горизонту в плоскости стрелы, и выражени (7) и 18), получаем дл :(, и икгвыражени (1) и (2). Определение координат VM.,- положени ковша производ т при минималь ных провисани х т гового и подъемного канатов и нахождении свисающих частей т гового и подъемного канатов в вертикальной плоскости стрелы что обеспечиваетс одновременным вы полнением условий (З). На фиг.2 приведены кривые измене ни токов приводов подъема , т ги .ЗУ , поворотаО дд во времени. Кривые имеют нестационарный характер и завис т от многих факторов. Однако средние величины загрузки Приводов на определенном интервале tj -t позвол ют контролировать провисание канатов. Установлено, что-в реальных услови х провисанием канатов можно пренебречь при нахождении ковша от блоков наводки на рассто нии не более чем 0,71. , где Lрассто ние между точками схода т го вого и подъемного канатов с направл ющих шкивов., при этом отклонение струны т гового каната от горизонтальной плоскости не должно превышать tlO®, т говые и подъемные канаты должны иметь достаточное нат жение , а двигатель механизма поворо та практически не нагружен. . Средние значени токов в этом сл чае могут быть определены по формуле

J,dt Jf где 3 - корный ток соответствующего привода; период интегрировани , который принимаетс в пределах 1-5 с. и обеспечивает достаточное затухание колебателЬных процессов в системе ковш-канаты-стрела-привод. Устройство дл осуществлени предлагаемого способа (фиг.З) содержит датчик I наклона поворотной платформы , датчик 2 направлени оси выработки , датчики 3-5 токов двигателей механизмов т ги, подъема, ковша и поворота поворотной платформы экскаватора и датчика 6 и 7 длин т гового и подъемного канатов. Датчики 1-7 подключены к соответствующим входам вычислител 8, к выходу которого подключено видеоконтрольное устройство 10. Устройство работает следующим образом . При необходимости определени координат очередной точки сто ни машинист экскаватора, руководству сь показани ми датчика 2, разворачивает поворотную платформу так, что вертикальна плоскость стрелы совпадает с продольной осью выработки, а затем располагает груженый ковш в непосредственной близости от очередной точки сто ни . На выходах датчиков 1-7 вырабатываютс соответствующие сигналы , которые поступают на вычислитель 8. По команде машиниста экскаватора , поступающей по цепи 9, вычислитель определ ет координаты , и ковша по формулам (1) и ( 2) и соблюдении условий (3 ). Значени , индицируютс на видеоконтрольном устройстве 10. Машинист экскава-. тора. Сопоставл координаты положени ковша с заданными координатами очередной точки сто ни , производит соответствующие горные работы по сооружению указанной точки сто ни . При необходимости машинист повтор ет процедуру определени координаты ковша. После сооружени очередной точки сто ни и перемещени в нее экскаватора машинист производит замер фактических координат очередкой точки сто ни - формулы (4 и (51, дл . чего располагает груженый ковш в прежней точке сто ни и повтор ет указанную выше процедуру определени координат ковша. Фактические координаты 11+1)-й точки сто ни могут отличатьс от заданных координат, которыми руководствовалс машинист при ее сооружении, поскольку могут быть проседани горной массы. Разница между фактическими и заданными координатами может быть учтена при сооружении последующей точки сто ни путем введени соответствующих корректив в заданные значени координат.

Таким образом, использование предлагаемого способа позвол ет машинисту оперативно определ ть координатй сооружаемой очередной точки сто ни экскаватора и после- перемещени в нее экскаватора определ ть его фактические координаты. При этом

обеспечиваютс минимальные затраты времени на выполнение комплекса операций , обеспечивающих реализацию . способа.

Использование способа обусловливает сокращение трудоемкости процесса проведени вскрышных бестранспортных работ ( сокрав.ает объем маркшейдерских замеров), обеспечивает проведение горных работ в соответствии с расчетными параметрами (что, в свою очередь, ликвидирует дополнительные объемы по переэкскавации , св занные с нарушением паспорта экскавации ), увеличивает эксплуатационную производительность драглайна путем снижени длительности вьтолнени вспомогательных работ и точности реализации параметров

паспорта экскавации и позвол ет практически внедрить высокоэффективные технологические схемы, требующие оперативного измерени основных параметров .

n ном J7lT Hon

x-r:

HOM

Li

шщж

fi. . Ili.

Y./ ........л V/. ///// .

//..//// Л

Y//////////// V //f// / /. / f/ ////. , ,tf,./,

tj fjiiflflflflff

Фиг,1

W

f i

фиг.З

Claims

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОЛОЖЕНИЯ ЭКСКАВАТОРА-ДРАГЛАЙНА В ПРОСТРАНСТВЕ, основанный на измерении угла наклона вертикальной плоскости поворотной платформы экскаватора в направлении оси выработки и вычислении координат очередной точки стояния экскаватора, отличающийся тем, что, с целью упрощения и повышения точности определения координат экскаватора, располагают вертикальную плоскость стрелы экскаватора вдоль оси выработки, а груженый ковш - в зоне очередной точки стояния, измеряют токи в якорных цепях двигателей механизмов тяги ковша, подъема ковша и поворота платформы, длины свешивающихся частей тягового и подъемного канатов, вычисляют фактические значения координат у_к· и Ug,· ковша в плоскости стрелы по формулам

I при одновременном выполнении условий

0,.73

Π ^{ζ 1} Π. HOM ' ,J^cp ίου

ПОВ ¹ лов. НОМ I e_ni4 0,7L e_T^<0,7L γ. i + to^{0 υ} I ι

по вычисленным значениям сооружают очередную точку стояния, перемещают в нее экскаватор·, располагают груженый ковш в прежней точке стояния и фактическое значение у£ и и Т очередной точки стояния вычисляют по формулам υ^ψ =υ -и ±и

1+1 i c -Ki '

SU -.1121356 где6_п,г_п- высота и радиус вращения точки схода подъемного ка~. ната с направляющих шкивов ; )

L - расстояние между точками схода тягового и подъемного канатов с направляющих

И 21356 шкивов ( условная ось стрелы );

свешивающихся частей подъемного и тягового канатов,' Е_с ~ угол наклона условной оси стрелы к горизонту; Е_П)~ угол наклона поворотной платформы к горизонту в плоскости стрелы; координаты i-й точки стояния¹^

N ’ С • ср ср ср _ l^Jn ^{1 J}noe, ³ΠΟβ.Η0Μ 3Ϊ” координаты начала системы” координат в плоскости стре лы;

средние и номинальные токи якорных цепей приводов тяги и подъема ковша, поворота платформы;

угол между свешивающейся частью тягового каната и горизонталью.