Система учета производительности одноковшовых экскаваторов как объект автоматизации

Контроль и учет производительности одноковшовых экскавато­ров являются важным средством для улучшения организации выемочно-погрузочных работ, повышения использования обо­рудования, совершенствования режимов управления экскавато­рами. При установке на экскаваторе средств контроля и учета производительности появляется возможность объективной оцен­ки работы каждой бригады за смену и выявления недостатков в организации работ, планирования и выполнения ремонтов в зависимости от фактического времени работы экскаватора и произведенной ими выработки, создания технически обоснован­ных нормативов. Как источник информации система контроля и учета производительности экскаватора является необходимым элементом системы оперативного управления карьерным транс­портом, введение которой способствует оптимальному исполь­зованию имеющихся в карьере машин.

В настоящее время на карьерах существуют три вида учета производительности экскаваторов:

1) оперативный учет, служащий для наблюдения за графиком хода работ и фиксирования его выполнения в течение каждой смены; он осуществляется путем фиксации количества транс­портных единиц (иногда со взвешиванием) или путем прибли­женного обмера вынутого или перемещенного грунта;

2) периодический учет, служащий для составления отчетной и платежной документации, что обусловливает высокие требова­ния к его точности; такой учет производится обычно раз в ме­сяц или в декаду путем маркшейдерских обмеров грунта в плотном теле;

3) эпизодический учет, производящийся по мере необходимости, например, при оценке принятых способов механизации земляных работ или при определении часовой или сменной производитель­ности .

Все виды учета производительности основаны на измерении количества вынутого или перемещенного грунта в течение опре­деленного промежутка времени. Таким образом, для организа­ции учета работы одноковшового экскаватора требуется измере­ние двух величин — объема грунта и времени работы экскава­тора.

Внедрение автоматических систем учета производительности одноковшовых экскаваторов.

Одноковшовые экскаваторы являются сложным объектом для ведения автоматического учета производительности. Основ­ная трудность автоматического учета заключается в том, что до настоящего времени не удалось создать долговечных и надеж­ных датчиков определения объема или веса грунта непосредст­венно в ковше, что было бы наиболее эффективным, так как по­зволило бы помимо решения задачи контроля и учета произво­дительности осуществить контроль наполнения ковша в процессе копания, контроль и управление погрузкой материала в транс­портный сосуд в соответствии с его грузоподъемностью.

Датчики веса материала в ковше на основе тензометрического элемента, устанавливаемого на внутренней стороне днища ковша, и радиоактивные датчики заполнения ковша не нашли практического применения в основном из-за тяжелых условий эксплуатации. Поэтому в существующих системах автоматиче­ского учета производительности одноковшовых экскаваторов ко­личество грунта в ковше определяется косвенным путем — из­мерением мощности привода подъема или натяжения подъемно­го каната в каждом рабочем цикле в период подъема ковша у драглайнов и в период его удержания у механических лопат. Для измерения усилий в подъемном канате предложены специ­альные датчики, например магнитоупругие или частотные. Вели­чина натяжения каната и, следовательно, нагрузка привода подъема находятся в достаточно сложной зависимости от веса и положения ковша в пространстве.

В связи с трудностями создания надежного и достаточно точного устройства измерения веса грунта в настоящее время применяют простые устройства автоматического учета с невы­сокой точностью измерения степени заполнения ковша и с по­следующим уточнением объема грунта, вынутого экскаватором за тот или иной период, по маркшейдерским замерам. При этом производительность экскаваторов определяется путем учета ко­личества груженых ковшей, заполненных выше определенного уровня. Счет количества груженых ковшей осуществляется при определенной степени их загрузки и при условии выполнения машинистом регламентированных операций управления экскава­тором — при копании, при повороте в сторону разгрузки на угол, не меньший заданного, при разгрузке, при повороте на копание. Для анализа и контроля выполнения операций цикла, их последовательности и длительности может использоваться информация о состоянии контактов основных приводов, сигналы с выходных обмоток магнитных усилителей и дополнительных полюсов двигателей. При правильной работе и загрузке ковша выше определенного значения выдается сигнал, засчитывающий полноценный цикл. В результате проведенных исследований установлено, что степень загрузки ковша экскаватора достаточ­но объективно можно оценивать по величине тока якоря дви­гателя привода подъема в период поворота платформы с груже­ным ковшом в сторону разгрузки после выхода двигателя подъе­ма в установившийся режим. Выбор величины тока двигателя подъемного механизма как параметра для контроля полез­ной нагрузки ковша обусловлен, прежде всего, простотой отбора информации и отсутствием специальных датчиков на­грузки.