RU2290475C2 - Big dragline with electric drive - Google Patents

Big dragline with electric drive Download PDF

Info

Publication number
RU2290475C2
RU2290475C2 RU2002114354/03A RU2002114354A RU2290475C2 RU 2290475 C2 RU2290475 C2 RU 2290475C2 RU 2002114354/03 A RU2002114354/03 A RU 2002114354/03A RU 2002114354 A RU2002114354 A RU 2002114354A RU 2290475 C2 RU2290475 C2 RU 2290475C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
bucket
dragline
cargo
ropes
rope
Prior art date
Application number
RU2002114354/03A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2002114354A (en
Inventor
Джеффри Крэйг РОУЛЕНДЗ (AU)
Джеффри Крэйг РОУЛЕНДЗ
Original Assignee
Кмте Дивелопмент Лимитед
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from AUPQ3846A external-priority patent/AUPQ384699A0/en
Priority claimed from AUPQ7400A external-priority patent/AUPQ740000A0/en
Application filed by Кмте Дивелопмент Лимитед filed Critical Кмте Дивелопмент Лимитед
Publication of RU2002114354A publication Critical patent/RU2002114354A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2290475C2 publication Critical patent/RU2290475C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Control And Safety Of Cranes (AREA)

Abstract

FIELD: excavation.
SUBSTANCE: invention relates to dragline bucket suspension and control system. Proposed dragline has rated load capacity by suspended weight exceeding 100 tons. It has support installed for turning on base, boom assembly projecting outwards from support and installed for turning together with support, bucket, rigging and control system. Bucket is suspended from extreme end of boom by means of adjustable hoist cables and is controlled by at least one adjustable drag cable stretching from support to bucket. Rigging has first and second sheaves of boom head arranged on extreme end or near extreme end of boom assembly at fixed distance from each other, one after the other, so that first sheave is located closer to support then second sheave. First and second hoist cables pass over first and second sheaves of boom head, one cable passing over each sheave. First hoist cable passes downwards over sheave and is connected in operating position with front part of bucket. Second hoist cable passes downwards over second sheave and is connected in operating position with rear part of bucket. Control system uses computer to control relative travel of first and second hoist cables through load-lifting device. It is installed to change angle of tilting of bucket in vertical plane by differential displacement of one hoist cable relative to the other.
EFFECT: improved efficiency of dragline operation, provision of accurate adjustment of bucket displacement angle.
9 cl, 22 dwg

Description

Данное изобретение относится к системе для подвешивания и управления ковшом драглайна.This invention relates to a system for suspending and controlling a dragline bucket.

Драглайны представляют собой большие экскаваторы, предназначенные для загрузки их грузами материала, перемещения и выгрузки грузов материала, как правило грунта. Драглайны часто используют на угольных карьерах для удаления идущей в отходы вскрыши, покрывающей неглубокий угольный пласт.Draglines are large excavators designed to load material with loads, move and unload material loads, usually soil. Draglines are often used in coal mines to remove waste overburden covering a shallow coal seam.

На фиг.1 проиллюстрирован типовой большой драглайн с электроприводом в соответствии с известным уровнем техники. Обычный драглайн содержит выполненную с возможностью вращения опору 1, смонтированную на стационарном основании 2. Выступающая наружу стрела 3 в сборе закреплена на выполненной с возможностью вращения опоре с возможностью поворота. Лебедки 6, 9 установлены на опоре для отвода или отпускания тросов или канатов. Обычно имеются два основных комплекта канатов или тросов, называемые далее грузовыми канатами 4 и тяговыми канатами 5. Грузовые канаты 4 проходят от предназначенной для подъема грузов лебедки 6, установленной на опоре, вверх и наружу вдоль стрелы, через блоки или шкивы 7, смонтированные в самой дальней точке стрелы, вниз к узлу 8, состоящему из ковша и такелажа. Тяговые канаты 5 проходят от тяговой лебедки 9, установленной на опоре 1, наружу к узлу 8, состоящему из ковша и такелажа. Узел, состоящий из ковша и такелажа, состоит из самого ковша и «Такелажа», который представляет собой полную совокупность цепей, канатов, тросов и других элементов, используемых для подвешивания ковша.Figure 1 illustrates a typical large dragline with electric drive in accordance with the prior art. A conventional dragline comprises a rotatable support 1 mounted on a stationary base 2. The protruding arrow 3 assembly is mounted on a rotatable support rotatably. Winches 6, 9 are mounted on a support for the removal or release of cables or ropes. Usually there are two main sets of ropes or cables, hereinafter referred to as cargo ropes 4 and traction ropes 5. Cargo ropes 4 extend from the winch 6 designed for lifting goods, mounted on a support, up and out along the boom, through blocks or pulleys 7 mounted in the the farthest point of the boom, down to node 8, consisting of a bucket and rigging. The traction ropes 5 extend from the traction winch 9 mounted on the support 1, outward to the assembly 8, consisting of a bucket and rigging. The assembly, consisting of a bucket and rigging, consists of the bucket itself and the "Rigging", which is a complete set of chains, ropes, cables and other elements used to suspend the bucket.

Обычный драглайн оснащен механизмом для перемещения, как правило представляющим собой перемещающиеся возвратно-поступательно шагающие опоры или гусеничные цепи.An ordinary dragline is equipped with a movement mechanism, usually representing moving reciprocating walking supports or track chains.

На фиг.2 показаны типовые компоненты узла, состоящего из ковша и такелажа, в соответствии с известным уровнем техники. Несмотря на то, что признается, что существуют вариации в конструкции и названиях элементов, будут использованы следующие определения, известные любому специалисту в данной области техники:Figure 2 shows typical components of a node consisting of a bucket and rigging, in accordance with the prior art. Despite the fact that it is recognized that there are variations in the design and names of the elements, the following definitions will be used, known to any person skilled in the art:

Тяговые канаты 5, которые используются для вытягивания ковша при заполнении (обычно два).Traction ropes 5, which are used to pull the bucket when filling (usually two).

Тяговые цепи 10, которые соединяют тяговые канаты с ковшом.Traction chains 10 that connect the traction ropes to the bucket.

Грузовые канаты 4, которые используются для подъема и перемещения ковша (обычно два).Cargo ropes 4, which are used to lift and move the bucket (usually two).

Грузоподъемные цепи 11 (верхняя и нижняя), которые соединяют ковш с грузовыми канатами.Lifting chains 11 (upper and lower) that connect the bucket to the cargo ropes.

Распорка 12, которая разделяет левую и правую грузоподъемные цепи для обеспечения возможности размещения ковша между ними. Она расположена у места соединения верхней и нижней грузоподъемных цепей.A spacer 12, which separates the left and right lifting chains to allow the bucket to be placed between them. It is located at the junction of the upper and lower load chains.

Канат 13 для выгрузки, который обеспечивает возможность захвата или выгрузки ковша путем приложения тягового усилия к тяговым канатам или снятия тягового усилия с тяговых канатов.Rope 13 for unloading, which provides the ability to capture or unload the bucket by applying traction to the traction ropes or removing traction from the traction ropes.

Блок 14 для выгрузки, который представляет собой шкив, вокруг которого может свободно перемещаться канат для выгрузки.Block 14 for unloading, which is a pulley around which the rope for unloading can freely move.

Цепи 15 для выгрузки, которые представляют собой промежуточные цепи, соединяющие канат для выгрузки с передним концом тяговых цепей.Unloading chains 15, which are intermediate chains connecting the unloading rope to the front end of the traction chains.

Сцепной элемент 16, который представляет собой трехсторонний соединительный элемент, который соединяет грузовые канаты, цепи и блок для выгрузки.Coupling element 16, which is a three-way connecting element that connects the cargo ropes, chains and block for unloading.

Тяговый трехсторонний соединительный элемент 17, который соединяет тяговые канаты, тяговые цепи и цепи для выгрузки.Traction three-way connecting element 17, which connects the traction ropes, traction chains and chains for unloading.

Уравнительные соединительные элементы 18, которые обеспечивают выравнивание нагрузок между различными элементами и обеспечивают возможность взаимосвязи, например, между двумя грузовыми канатами и одним сцепным элементом.Equalizing connecting elements 18, which provide load balancing between the various elements and provide the possibility of interconnection, for example, between two cargo ropes and one coupling element.

Канатные замки 19, которые используются для формирования концов канатов и обеспечения возможности их соединения с другими элементами.Cable locks 19, which are used to form the ends of the ropes and provide the possibility of their connection with other elements.

Совокупность 20 зубьев и режущей кромки, которая представляет собой переднюю (режущую) кромку ковша.A set of 20 teeth and a cutting edge, which is the front (cutting) edge of the bucket.

Черпак 21, который представляет собой основной корпус ковша, используемого для перемещения полезной нагрузки.Scoop 21, which is the main body of the bucket used to move the payload.

Дугообразный элемент 22, который придает конструктивную целостность ковшу и на котором имеется точка для крепления каната для выгрузки.The arcuate element 22, which gives structural integrity to the bucket and on which there is a point for attaching the rope for unloading.

Сцепной элемент 23 для выгрузки, который представляет собой место на дугообразном элементе, к которому прикреплен канат для выгрузки.A coupling element 23 for unloading, which is a place on an arcuate element to which a rope for unloading is attached.

Тяговые сцепные элементы 24, которые представляют собой места на передней части ковша, к которым присоединены тяговые цепи.Traction coupling elements 24, which are places on the front of the bucket, to which the traction chains are attached.

Грузоподъемные качающиеся опоры (цапфы) 25, которые представляют собой места, в которых нижние грузоподъемные цепи прикреплены к ковшу.The load-lifting swing bearings (pins) 25, which are the places in which the lower load-lifting chains are attached to the bucket.

Верхние балки 26, которые представляют собой конструктивные усиливающие элементы вдоль верхних краев ковша.The upper beams 26, which are structural reinforcing elements along the upper edges of the bucket.

Задняя балка 27, которая представляет собой конструктивный усиливающий элемент вдоль верхнего края задней части ковша.The rear beam 27, which is a structural reinforcing element along the upper edge of the rear of the bucket.

Другие необходимые определения:Other necessary definitions:

«Угол перемещения», который представляет собой острый угол между днищем ковша и горизонталью."Angle of movement", which is the acute angle between the bottom of the bucket and the horizontal.

«Номинальная грузоподъемность по подвешенному грузу» (RSL), которая представляет собой максимальную рекомендуемую нагрузку, которая может быть подвешена к грузовым канатам.“Nominal Load Rating” (RSL), which is the maximum recommended load that can be suspended from cargo ropes.

«Оголовок стрелы», который представляет собой самую дальнюю крайнюю точку стрелы 3 от опоры 1. Эта точка соответствует местоположению шкивов 7 оголовка стрелы.The “boom head”, which is the farthest extreme point of the boom 3 from the support 1. This point corresponds to the location of the pulleys 7 of the boom head.

«Радиус оголовка стрелы», который представляет собой радиус, измеренный по горизонтали в направлении наружу от центра поворота опоры 1 до точки, расположенной непосредственно под шкивами 7 оголовка стрелы."Radius of the boom head", which is the radius measured horizontally in the outward direction from the center of rotation of the support 1 to a point located directly under the pulleys 7 of the boom head.

Тяговые и грузовые канаты могут быть отведены обратно на соответствующие им лебедки или отпущены с соответствующих им лебедок для обеспечения свободного перемещения ковша в пространстве. Поворотная опора может обеспечить «колебание» верхнего узла драглайна и, следовательно, ковша и такелажа по горизонтальной дуге.Traction and cargo ropes can be retracted back to their respective winches or released from their respective winches to ensure free movement of the bucket in space. The swivel bearing can provide "oscillation" of the upper node of the dragline and, consequently, the bucket and rigging in a horizontal arc.

Нормальная работа драглайна начинается в положении, когда ковш свободно подвешен в пространстве над землей. Затем ковш опускают на землю и устанавливают в заданное положение путем отпускания каната с грузовой лебедки и/или тяговой лебедки. После этого ковш наполняют материалом путем отвода тяговых канатов на тяговую лебедку. В некоторый момент ковш может быть поднят или «отцеплен» от земли путем отвода грузовых канатов. При данной операции в канате 13 для выгрузки создается натяжение, которое заставляет переднюю часть ковша подниматься посредством дугообразного элемента 22. Определенный объем вынутого материала, известный как «полезный груз», удерживается в ковше после вывода его из контакта с землей. После этого ковш может быть перемещен к месту его выгрузки путем отвода и отпускания грузовых и тяговых канатов и/или поворота опоры 1. Полезный груз выгружают путем отпускания тягового каната до тех пор, пока не исчезнет натяжение в канате для выгрузки и он не обеспечит возможность опрокидывания ковша вперед. Эта операция может происходить только под или почти под шкивами оголовка стрелы.Normal dragline operation begins when the bucket is freely suspended in space above the ground. Then the bucket is lowered to the ground and set to a predetermined position by releasing the rope from the cargo winch and / or traction winch. After that, the bucket is filled with material by pulling the traction ropes to the traction winch. At some point, the bucket may be raised or “uncoupled” from the ground by pulling the load ropes. During this operation, tension is created in the rope 13 for unloading, which causes the front part of the bucket to rise by means of an arcuate element 22. A certain amount of material removed, known as “payload”, is held in the bucket after it comes out of contact with the ground. After that, the bucket can be moved to the place of its unloading by withdrawing and releasing the cargo and traction ropes and / or turning the support 1. The payload is unloaded by releasing the traction rope until the tension in the rope for unloading disappears and it provides the possibility of tipping over bucket forward. This operation can only occur under or near the pulleys of the boom head.

У типового большого драглайна с электроприводом (например, BE 1370W или Marion 8050) вместимость ковша составляет приблизительно 47 кубических метров. Масса ковша, как правило, составляет 40 тонн. Масса всего такелажа, как правило, составляет 20 тонн. Номинальная грузоподъемность по подвешенному грузу для таких машин составляет приблизительно 150 тонн. Следовательно, производители рекомендуют работать с полезным грузом, масса которого составляет приблизительно 90 тонн.A typical large electric dragline (e.g. BE 1370W or Marion 8050) has a bucket capacity of approximately 47 cubic meters. The weight of the bucket is usually 40 tons. The mass of the entire rigging, as a rule, is 20 tons. The nominal suspended load capacity for such machines is approximately 150 tons. Consequently, manufacturers recommend working with a payload of approximately 90 tons.

Существует ряд ограничений, которые обычные конструкции такелажа накладывают на работу драглайна.There are a number of limitations that conventional rigging designs impose on dragline operation.

а) После заполнения ковша он не может быть выведен из контакта с землей до тех пор, пока ковш не будет находиться достаточно близко к опоре 1 для создания натяжения в канате для выгрузки, достаточного для подъема дугообразного элемента ковша. На фиг.3 показано, что, если ковш будет поднят слишком рано, передняя часть полезного груза будет потеряна. Это означает, что ковш после заполнения его необходимо «дотянуть» до места, где он может быть поднят и может удерживать достаточный полезный груз. Это приводит к увеличению длительности цикла, увеличению износа и уменьшению эффективности подъема.a) After filling the bucket, it cannot be removed from contact with the ground until the bucket is close enough to support 1 to create tension in the rope for unloading, sufficient to lift the arcuate element of the bucket. Figure 3 shows that if the bucket is raised too early, the front of the payload will be lost. This means that after filling it, the bucket must be “pulled” to a place where it can be lifted and can hold a sufficient payload. This leads to an increase in cycle time, increased wear and a decrease in lifting efficiency.

b) Выгрузка из ковша драглайна может производиться только по периметру, ограниченному радиусом оголовка стрелы. Это обусловлено тем, что натяжение каната для выгрузки уменьшится в достаточной степени для обеспечения опускания передней части ковша только тогда, когда натяжение тяговых канатов будет низким, то есть когда тяговые канаты будут в достаточной степени отпущены. Этот эффект проиллюстрирован на фиг.4. Существуют динамические способы осуществления выгрузки в зонах внутри и снаружи периметра, ограниченного радиусом оголовка стрелы, однако производители не рекомендуют использовать эти способы.b) Unloading from the dragline bucket can only be done along the perimeter, limited by the radius of the boom head. This is because the rope tension for unloading is reduced sufficiently to ensure that the front of the bucket is lowered only when the tension of the traction ropes is low, that is, when the traction ropes are sufficiently released. This effect is illustrated in FIG. There are dynamic methods for unloading in areas inside and outside the perimeter, limited by the radius of the boom head, but manufacturers do not recommend using these methods.

При перемещении ковша угол его перемещения определяется двумя основными факторами: (i) положением ковша по отношению к стреле и (ii) длиной каната для выгрузки. Полезный груз, удерживаемый в ковше, в очень большой степени зависит от угла перемещения: при слишком пологом наклоне передняя часть полезного груза будет потеряна, а при слишком крутом наклоне верхняя задняя часть будет потеряна. Этот эффект проиллюстрирован на фиг.5.When moving the bucket, the angle of its movement is determined by two main factors: (i) the position of the bucket with respect to the boom and (ii) the length of the rope for unloading. The payload held in the bucket depends to a very large extent on the angle of movement: if the slope is too shallow, the front of the payload will be lost, and if the slope is too steep, the upper back will be lost. This effect is illustrated in FIG.

Были предложены различные решения для совершенствования управления ориентированием ковша драглайна в вертикальной плоскости, то есть совершенствования регулирования «угла перемещения» путем использования дифференциального управления двумя грузовыми канатами, один из которых соединен в рабочем положении с передней частью ковша, а другой соединен в рабочем положении с задней частью ковша. Путем регулирования положения одного грузового каната относительно другого можно регулировать ориентированное положение ковша в вертикальной плоскости для перемещения для выгрузки, не базируясь на провисании каната для выгрузки со всеми сопутствующими проблемами, указанными выше. Конструкции такого типа были предложены в заявке 34502/89 на патент Австралии (на имя Beatty) и в описаниях изобретений к патентам России 972008 и 606945. Как в заявке на имя Beatty, так и в описании патента России 972008 предусмотрено, что угол перемещения ковша регулируют путем различного перемещения грузовых канатов, при этом грузовые канаты проходят через расположенные бок о бок шкивы оголовка стрелы, имеющие общую ось, подобные тем, которые широко используются в конструкциях драглайнов. В заявке на имя Beatty на фиг.7 показана конструкция, в которой задний грузовой канат 63d может быть укорочен по отношению к переднему грузовому канату 63с путем использования шкива 58а, прижатого в боковом направлении к грузовому канату 63d с помощью гидроцилиндра 57а, для обеспечения смещения ковша из положения перемещения в положение выгрузки или вытряхивания.Various solutions have been proposed for improving control of the orientation of the dragline bucket in the vertical plane, that is, improving the regulation of the "angle of movement" by using differential control of two cargo ropes, one of which is connected in the working position to the front of the bucket and the other is connected in the working position to the rear part of the bucket. By adjusting the position of one cargo rope relative to another, you can adjust the oriented position of the bucket in a vertical plane to move for unloading, not based on the sagging of the rope for unloading with all the associated problems mentioned above. Designs of this type were proposed in Australian patent application 34502/89 (in the name of Beatty) and in the descriptions of inventions to Russian patents 972008 and 606945. Both the application for Beatty and the description of Russian patent 972008 stipulate that the angle of movement of the bucket is regulated by varying the movement of the cargo ropes, while the cargo ropes pass through the pulleys of the boom head located side by side, having a common axis, similar to those that are widely used in dragline designs. In the Beatty application of FIG. 7, a structure is shown in which the rear cargo rope 63d can be shortened with respect to the front cargo rope 63c by using a pulley 58a laterally pressed against the cargo rope 63d using the hydraulic cylinder 57a to provide bucket displacement from the position of movement to the position of unloading or shaking.

Недостатком конструкций как по заявке на имя Beatty, так и по патенту России 972008 является то, что в них сохранено значительно количество обычных элементов такелажа, таких как распорки и грузоподъемные качающиеся опоры, которые из-за их совокупного веса ограничивают максимальный полезный груз, который может быть перемещен, не вызывая превышения указанной производителями номинальной грузоподъемности по подвешенному грузу. Кроме того, при размещении шкивов оголовка стрелы бок о бок обычным образом на грузовые канаты будут действовать увеличенные нагрузки, когда будет происходить подъем ковша в положение ближе к стреле, из-за триангуляции между грузовыми канатами и ковшом вследствие того, что места крепления грузовых канатов на ковше удалены друг от друга на определенное расстояние. Это ограничивает свободу перемещения ковша относительно стрелы, а также приводит к значительным изменениям угла перемещения ковша при наматывании или сматывании грузовых канатов.The disadvantage of the designs, both in the application for Beatty and in Russian patent 972008, is that they retain a significant amount of ordinary rigging elements, such as struts and load-bearing swinging supports, which, due to their combined weight, limit the maximum payload that can be moved without causing the manufacturer to exceed the rated load capacity of the suspended load. In addition, when placing the boom head pulleys side by side in the usual way, increased loads will act on the cargo ropes when the bucket rises to a position closer to the boom, due to the triangulation between the cargo ropes and the bucket due to the location of the cargo ropes on the bucket is removed from each other at a certain distance. This limits the freedom of movement of the bucket relative to the boom, and also leads to significant changes in the angle of movement of the bucket when winding or reeling cargo ropes.

В патенте России 606945 описан экскаватор, который имеет ковш, подвешенный с помощью грузовых канатов, прикрепленных соответственно к передней и задней части ковша и в котором предусмотрен механизм в оголовке стрелы, приводимый в действие для смещения предусмотренного на оголовке стрелы шкива грузового каната, прикрепленного к задней части ковша, наружу, что приводит к укорачиванию протяженности грузового каната, прикрепленного к задней части ковша, в вертикальном направлении по отношению к протяженности грузового каната, прикрепленного к передней части ковша, в вертикальном направлении для смещения ковша из ориентированного положения, служащего для черпания или перемещения, в ориентированное положение, служащее для выгрузки. Недостатком этой конструкции является то, что зона оголовка стрелы имеет дополнительное усложнение конструкции и значительно увеличенный вес, что приводит к существенному снижению номинальной грузоподъемности экскаватора по подвешенному грузу. Когда ковш удерживается в нормальных положениях перемещения или черпания, шкивы расположены близко друг от друга и существует проблема повышенных нагрузок из-за триангуляции, как и в конструкциях по заявке на имя Beatty и по патенту России 972008 (см. фиг.1 патента России 606945). Кроме того, способ, предложенный в патенте России 606945, совершенно не подходит для использования в больших драглайнах с электроприводом, поскольку вес механизма в оголовке стрелы приведет к появлению неприемлемых нагрузок, действующих на стрелу, и к неприемлемому увеличению инерции вращения стрелы и корпуса, когда корпус поворачивают на его основании для выгрузки или других аналогичных операций. Кроме того, механизм, предложенный в патенте России 606945, совершенно неприменим для большого драглайна с электроприводом, поскольку никакая известная конструкция гидроцилиндра не может обеспечить создание усилия, которое должно быть создано гидроцилиндром в оголовке стрелы.Russian patent 606945 describes an excavator that has a bucket suspended by means of cargo ropes attached to the front and rear of the bucket, respectively, and which has a mechanism in the boom head that is actuated to displace the load cable rope pulley attached to the boom head attached to the rear parts of the bucket, outward, which leads to a shortening of the length of the cargo rope attached to the rear of the bucket, in a vertical direction relative to the length of the cargo rope attached to the front of the bucket, in a vertical direction to move the bucket from an oriented position, which is used to scoop or move, in an oriented position, which serves to unload. The disadvantage of this design is that the boom head area has an additional complication of the structure and a significantly increased weight, which leads to a significant decrease in the rated capacity of the excavator for suspended loads. When the bucket is held in normal moving or scooping positions, the pulleys are close to each other and there is a problem of increased loads due to triangulation, as in the designs for Beatty and Russian Patent 972008 (see FIG. 1 of Russian Patent 606945) . In addition, the method proposed in Russian patent 606945 is completely unsuitable for use in large electric draglines, since the weight of the mechanism in the boom head will lead to the appearance of unacceptable loads acting on the boom, and to an unacceptable increase in the inertia of rotation of the boom and body when the body turn on its basis for unloading or other similar operations. In addition, the mechanism proposed in Russian patent 606945 is completely inapplicable to a large dragline with an electric drive, since no known hydraulic cylinder design can provide the creation of the force that must be created by the hydraulic cylinder in the boom head.

В разное время было предложено использовать компьютер для управления некоторыми из операций драглайна для различных целей, таких как точное позиционирование ковша в положении выгрузки над бункером для выгрузки находящегося в ковше груза на транспортер. Управление такого типа было предложено в заявках 87303/77 (заявке «Mitsubishi») и 28179/84 (заявке на имя Winders, Barlow и Morrison, заявке «WBM») на патент Австралии.At different times, it was proposed to use a computer to control some of the dragline operations for various purposes, such as accurately positioning the bucket in the unloading position above the hopper to unload the cargo in the bucket onto the conveyor. Management of this type was proposed in applications 87303/77 (application "Mitsubishi") and 28179/84 (application addressed to Winders, Barlow and Morrison, application "WBM") for an Australian patent.

Как в описании заявки «Mitsubishi», так и в описании заявки «WBM» раскрыто использование компьютера для точного управления переходом драглайна из одного режима работы в другой. В этих заявках особое внимание уделено точному повороту драглайна из ориентированного положения, используемого для операции черпания, во второе ориентированное положение, используемое для выгрузки, и точному регулированию положения точки выгрузки, чтобы гарантировать то, что полезный груз может быть выгружен в бункер, стратегически помещенный на конвейерную ленту для удаления материала из зоны. В этом смысле как решение по заявке «Mitsubishi», так и решение по заявке «WBM» позволяют повысить точность работы оператора путем «сообщения» управляемых компьютером параметров при переключении из одного режима работы на другой, но эти решения не приводят к повышению общей эффективности эксплуатации драглайна за счет обеспечения возможности точного регулирования угла перемещения ковша, в частности при черпании, перемещении и очистке.Both the description of the Mitsubishi application and the description of the WBM application disclose the use of a computer to precisely control the transition of a dragline from one operating mode to another. These applications focus on the precise rotation of the dragline from the oriented position used for scooping to the second oriented position used for unloading, and the precise adjustment of the position of the unloading point to ensure that the payload can be unloaded into a hopper strategically placed on conveyor belt to remove material from the zone. In this sense, both the decision on the Mitsubishi application and the solution on the WBM application can improve operator accuracy by “communicating” computer-controlled parameters when switching from one operating mode to another, but these solutions do not lead to an increase in overall operating efficiency dragline by providing the ability to accurately control the angle of movement of the bucket, in particular when scooping, moving and cleaning.

Задачей настоящего изобретения является создание такелажа ковша драглайна и управляющего устройства, которые позволяют устранить или свести к минимуму некоторые или все из вышеуказанных недостатков простым и, тем не менее, эффективным образом или которые, по меньшей мере, обладают возможностью полезного выбора.It is an object of the present invention to provide rigging for a dragline bucket and a control device that can eliminate or minimize some or all of the above drawbacks in a simple and yet effective way, or which at least have a useful choice.

Поставленная задача решается за счет того, что большой драглайн с электроприводом типа, обычно используемого для операций при открытых способах разработки и имеющего номинальную грузоподъемность по подвешенному грузу более чем 100 тонн, содержит выполненную с возможностью поворота опору, установленную на основании, стрелу в сборе, выступающую наружу от опоры и выполненную с возможностью поворота вместе с ней, ковш, подвешенный к дальнему концу стрелы посредством регулируемых грузовых канатов и управляемый по меньшей мере одним регулируемым тяговым канатом, простирающимся от опоры до ковша, такелаж, снабженный первым и вторым шкивами оголовка стрелы, расположенными на дальнем конце или рядом с дальним концом стрелы в сборе и на фиксированном расстоянии друг от друга один за другим, так что первый шкив расположен ближе к опоре, чем второй шкив, первый и второй грузовые канаты, проходящие через первый и второй шкивы оголовка стрелы, по одному через каждый, при этом первый грузовой канат проходит через первый шкив, причем он проходит вниз и соединен в рабочем положении единственно с передней частью ковша, а второй грузовой канат проходит через второй шкив, причем он проходит вниз и соединен в рабочем положении с задней частью ковша, и, систему управления, использующую компьютер для управления относительным перемещением первого и второго грузовых канатов через грузоподъемное устройство, расположенное с возможностью изменения угла наклона ковша в вертикальной плоскости путем дифференциального перемещения одного грузового каната относительно другого для удержания ковша под заданным углом наклона для режима работы драглайна, выбранного оператором.The problem is solved due to the fact that a large dragline with an electric drive of the type usually used for operations with open development methods and having a nominal carrying capacity for a suspended load of more than 100 tons, contains a rotatable support mounted on the base, an arrow assembly, protruding outward from the support and rotatable with it, a bucket suspended to the far end of the boom by means of adjustable cargo ropes and controlled by at least one adjustment pulling rope extending from the support to the bucket, rigging provided with first and second boom head pulleys located at the far end or near the far end of the boom assembly and at a fixed distance from one another, so that the first pulley is located closer to the support than the second pulley, the first and second cargo ropes passing through the first and second pulleys of the boom head, one through each, while the first cargo rope passes through the first pulley, and it goes down and is connected in the working position only connected to the front of the bucket, and the second cargo rope passes through the second pulley, and it goes down and is connected in working position with the rear of the bucket, and a control system using a computer to control the relative movement of the first and second cargo ropes through a lifting device located with the possibility of changing the angle of inclination of the bucket in the vertical plane by differential movement of one cargo rope relative to another to keep the bucket at a given angle of inclination for the mode dragline selected by the operator.

Предпочтительно первый и второй шкивы удалены друг от друга на фиксированное расстояние примерно такое же, что и расстояние между местами, в которых первый и второй грузовые канаты в рабочем положении присоединены к ковшу.Preferably, the first and second pulleys are separated from each other by a fixed distance of approximately the same as the distance between the places in which the first and second load ropes are in operation in position with the bucket.

Еще более предпочтительно каждый из первого и второго шкивов имеет среднюю плоскость, простирающуюся от средней точки шкива перпендикулярно к оси вращения этого шкива и в которой средние плоскости первого и второго шкивов расположены по существу в общей вертикальной плоскости.Even more preferably, each of the first and second pulleys has a median plane extending from the midpoint of the pulley perpendicular to the axis of rotation of the pulley and in which the median planes of the first and second pulleys are essentially in a common vertical plane.

Кроме того, один грузовой канат может быть намотан на первый барабан, а другой канат может быть намотан на второй барабан, при этом первый и второй барабаны расположены на основании и выполнены с возможностью вращения независимо друг от друга для обеспечения дифференциального перемещения.In addition, one cargo rope can be wound on the first drum, and another rope can be wound on the second drum, while the first and second drums are located on the base and are rotatable independently of each other to provide differential movement.

Дополнительно первый грузовой канат может быть присоединен непосредственно к передней части ковша, а второй грузовой канат может быть присоединен непосредственно к задней части ковша без использования промежуточного такелажа, такого как распорки или качающиеся опоры.Additionally, the first cargo cable can be attached directly to the front of the bucket, and the second cargo cable can be attached directly to the rear of the bucket without the use of intermediate rigging, such as struts or swinging supports.

Предпочтительно в одном или более из заданных режимов работы компьютер управляет заданным рабочим углом непрерывно в течение всего времени нахождения в этом режиме.Preferably, in one or more of the specified modes of operation, the computer controls the specified operating angle continuously for the entire time spent in this mode.

Кроме того, один или более режимов работы могут быть выбраны из группы, включающей в себя режимы черпания, перемещения и очистки ковша.In addition, one or more operating modes can be selected from the group including the modes of scooping, moving and cleaning the bucket.

Предпочтительно компьютер используется для ограничения скоростей динамического перехода, сообщенных канатами ковшу.Preferably, the computer is used to limit the dynamic transition speeds reported by the ropes to the bucket.

Еще более предпочтительно режимы работы драглайна, выбранные оператором, включают в себя любые один или более из режимов вытряхивания, черпания, выхода из контакта с грунтом, перемещения, выгрузки и очистки.Even more preferably, the dragline operating modes selected by the operator include any one or more of the modes of shaking, scooping, getting out of contact with the ground, moving, unloading and cleaning.

Несмотря на любые другие варианты осуществления изобретения, которые могут находиться в рамках его объема, ниже описан один предпочтительный вариант осуществления изобретения со ссылкой на сопровождающие чертежи, на которых:Despite any other embodiments of the invention that may fall within its scope, one preferred embodiment of the invention is described below with reference to the accompanying drawings, in which:

Фиг.1 иллюстрирует обычный драглайн.Figure 1 illustrates a conventional dragline.

Фиг.2 иллюстрирует обычные элементы узла, состоящего из ковша и такелажа.Figure 2 illustrates the usual elements of a node consisting of a bucket and rigging.

Фиг.3 иллюстрирует недостаток обычного драглайна.Figure 3 illustrates the disadvantage of a conventional dragline.

Фиг.4 иллюстрирует обычный драглайн в момент выгрузки в месте, соответствующем концу радиуса оголовка стрелы.Figure 4 illustrates a conventional dragline at the time of unloading at a location corresponding to the end of the radius of the boom head.

Фиг.5А-С иллюстрируют ковш, находящийся под оптимальным углом перемещения, под углом перемещения, обеспечивающим пологий наклон ковша, и углом перемещения, обеспечивающим крутой наклон ковша.5A-C illustrate a bucket at an optimum angle of movement, an angle of movement that provides a gentle tilt of the bucket, and an angle of movement that provides a steep tilt of the bucket.

Фиг.6А-В иллюстрируют обычную конфигурацию такелажа и конфигурацию такелажа согласно варианту осуществления изобретения.6A-B illustrate a conventional rigging configuration and rigging configuration according to an embodiment of the invention.

Фиг.7А-В иллюстрируют обычные шкивы оголовка стрелы и шкивы оголовка стрелы согласно варианту осуществления изобретения.7A-B illustrate conventional boom head pulleys and boom head pulleys according to an embodiment of the invention.

Фиг.8 и 8А иллюстрируют варианты центральной системы управления согласно варианту осуществления изобретения.8 and 8A illustrate embodiments of a central control system according to an embodiment of the invention.

Фиг.8В иллюстрирует последовательность операций при управлении, осуществляемом центральной системой управления и оператором.FIG. 8B illustrates a control flow of control by a central control system and an operator.

Фиг.9 иллюстрирует различные режимы работы.9 illustrates various modes of operation.

Фиг.10 и 11 иллюстрируют соответственно ковш, выгружаемый спереди и сзади согласно варианту осуществления изобретения.10 and 11 illustrate, respectively, a bucket unloading front and rear according to an embodiment of the invention.

Фиг.12 и 13 иллюстрируют ковш, имеющий задний грузовой канат, прикрепленный к задней части ковша.12 and 13 illustrate a bucket having a rear cargo cable attached to the rear of the bucket.

Фиг.14 иллюстрирует линию действия результирующей подъемной силы для одного варианта осуществления изобретения и линию действия результирующей подъемной силы при обычных расположенных бок о бок шкивах оголовка стрелы.14 illustrates the line of action of the resulting lifting force for one embodiment of the invention and the line of action of the resulting lifting force with conventional boom head pulleys located side by side.

Фиг.15 иллюстрирует увеличение радиуса действия благодаря одному варианту осуществления изобретения.FIG. 15 illustrates an increase in range due to one embodiment of the invention.

Изобретение включает в себя систему управления углом перемещения ковша путем непосредственного подвешивания ковша 30 (фиг.6В) к двум грузовым канатам 31 и 32. Первый грузовой канат 31 присоединен к передней части ковша. Для обычного ковша точка 33 соединения может находиться на дугообразном элементе 22 у точки или рядом с точкой сцепления обычного каната для выгрузки (показано на фиг.6А). Возможны другие способы присоединения к передней части ковша, включая использование промежуточных тросов, канатов или цепей, которые непосредственно присоединены к передней части черпака. Второй грузовой канат 32 присоединен непосредственно к задней балке 27 ковша. Также можно использовать промежуточные цепи и канаты для непосредственного присоединения к любой задней точке на ковше без применения тяжелого такелажа, такого как грузоподъемные цепи 11, распорка 12 или грузоподъемные качающиеся опоры 25 (фиг.6А).The invention includes a system for controlling the angle of movement of the bucket by directly suspending the bucket 30 (Fig. 6B) from two cargo ropes 31 and 32. The first cargo rope 31 is attached to the front of the bucket. For a conventional bucket, the connection point 33 may be located on the arcuate element 22 at or near the adhesion point of a conventional unloading rope (shown in FIG. 6A). Other ways of attaching to the front of the bucket are possible, including using intermediate cables, ropes or chains that are directly attached to the front of the bucket. The second cargo rope 32 is attached directly to the rear beam 27 of the bucket. You can also use intermediate chains and ropes to directly attach to any rear point on the bucket without using heavy rigging, such as load chains 11, spreader 12, or load-lifting swing bearings 25 (FIG. 6A).

Угол перемещения ковша изменяют путем дифференциального укорачивания или удлинения одного грузового каната по отношению к другому. За счет присоединения грузовых канатов непосредственно к ковшу можно исключить из конструкции многие элементы обычного такелажа. Вес этих элементов может быть заменен увеличением полезной нагрузки ковша без превышения номинальной грузоподъемности драглайна по подвешенному грузу. Это представляет собой усовершенствование по отношению к системе, описанной в описаниях заявок на патент Австралии с номерами 34502/89, 38089/78 или 28179/84, в которых задний грузовой канат присоединен к обычным грузоподъемным качающимся опорам, что, следовательно, требует использования обычных грузоподъемных цепей, распорки, грузоподъемных качающихся опор и связанных с ними отражательных щитков.The bucket angle is changed by differential shortening or lengthening of one cargo rope with respect to another. By attaching cargo ropes directly to the bucket, many elements of conventional rigging can be eliminated from the structure. The weight of these elements can be replaced by an increase in the payload of the bucket without exceeding the rated dragline carrying capacity for suspended load. This represents an improvement over the system described in the descriptions of Australian Patent Application Nos. 34502/89, 38089/78 or 28179/84, in which the rear load cable is connected to conventional load-lifting swing supports, which therefore requires the use of conventional load-lifting chains, struts, load-bearing swinging supports and associated reflective shields.

Другой особенностью изобретения является изменение положения обычных шкивов оголовка стрелы таким образом, чтобы свести к минимуму закручивание ковша и избыточные нагрузки, действующие на канаты, когда ковш расположен в непосредственной близости от стрелы и/или от шкивов оголовка стрелы. На фиг.7А показано обычное расположение шкивов оголовка стрелы, при котором шкивы расположены бок о бок, в то время как на фиг.7В показано, как положение двух шкивов изменено таким образом согласно изобретению, чтобы между ними было фиксированное расстояние, при этом для достижения указанной цели один шкив расположен позади другого вместо размещения их бок о бок. Предпочтительно располагать два шкива на расстоянии друг от друга, которое представляет собой расстояние примерно того же порядка, что и расстояние между местами, в которых первый и второй грузовые канаты в рабочем положении присоединены к ковшу, и наиболее предпочтительно расстояние, приблизительно равное расстоянию между местами, в которых первый и второй грузовые канаты в рабочем положении присоединены к ковшу. Первый шкив 34 расположен ближе к опоре 35, чем второй шкив 36, который расположен в самой крайней точке или на дальнем конце стрелы 37. Первый грузовой канат 31 проходит через первый шкив 34, причем он проходит вниз и соединен в рабочем положении с передней частью ковша, как было описано выше со ссылкой на фиг.6В. Второй грузовой канат 32 проходит через второй шкив 36, причем он проходит вниз и соединен в рабочем положении с задней частью ковша 30.Another feature of the invention is to reposition the conventional boom head pulleys in such a way as to minimize twisting of the bucket and excessive loads acting on the ropes when the bucket is located in close proximity to the boom and / or from the boom head pulleys. On figa shows the usual arrangement of the pulleys of the head of the boom, in which the pulleys are located side by side, while on figv shows how the position of the two pulleys is changed in such a way according to the invention, so that there is a fixed distance between them, while achieving of the specified target, one pulley is located behind the other instead of placing them side by side. It is preferable to arrange the two pulleys at a distance from each other, which is a distance of approximately the same order as the distance between the places in which the first and second cargo ropes in the working position are attached to the bucket, and most preferably a distance approximately equal to the distance between the places in which the first and second cargo ropes in the working position are attached to the bucket. The first pulley 34 is located closer to the support 35 than the second pulley 36, which is located at the extreme point or at the far end of the boom 37. The first cargo rope 31 passes through the first pulley 34, and it goes down and is connected in working position with the front of the bucket as described above with reference to FIG. The second cargo rope 32 passes through the second pulley 36, and it passes down and is connected in working position with the rear of the bucket 30.

Предпочтительно, хотя и не обязательно, чтобы каждый из первого и второго шкивов имел среднюю плоскость, проходящую от средней точки шкива перпендикулярно к оси вращения этого шкива, и чтобы средние плоскости первого и второго шкивов были расположены по существу в общей вертикальной плоскости. Размещение шкивов в одной и той же вертикальной плоскости приводит к автоматическому выставлению средней линии ковша 30 в одной плоскости со средней линией стрелы 37, при этом то обстоятельство, что два шкива 34 и 36 оголовка стрелы расположены на заданном расстоянии друг от друга, удерживает ковш от закручивания или вращения вокруг вертикальной оси в процессе выполнения операций.Preferably, although it is not necessary, each of the first and second pulleys has a middle plane extending from the midpoint of the pulley perpendicular to the axis of rotation of the pulley, and that the middle planes of the first and second pulleys are located essentially in a common vertical plane. Placing the pulleys in the same vertical plane automatically leads to the center line of the bucket 30 in the same plane as the center line of the boom 37, while the fact that the two pulleys 34 and 36 of the boom head are located at a predetermined distance from each other, keeps the bucket from twisting or rotating around a vertical axis during operations.

Дополнительным преимуществом размещения шкивов оголовка стрелы на заданном расстоянии друг от друга, как показано на фиг.7В, является то, что «триангуляция» между двумя грузовыми канатами 31 и 32 и ковшом, которая возникает из-за размещения шкивов оголовка стрелы бок о бок и четко показана на фиг.7А (см. ссылочный номер 38), устранена или уменьшена. Триангуляция вызывает появление существенно увеличенных нагрузок, действующих на передний грузовой канат, когда ковш приближается к стреле, как показано на фиг.7А, что приводит или к перегрузке грузовых канатов и сокращению срока службы канатов, или к уменьшению полезного груза, который может быть перемещен внутри ковша.An additional advantage of locating the boom head pulleys at a predetermined distance from each other, as shown in FIG. 7B, is that the “triangulation” between the two cargo ropes 31 and 32 and the bucket, which occurs due to the placement of the boom head pulleys side by side and clearly shown in figa (see reference number 38), eliminated or reduced. Triangulation causes the appearance of significantly increased loads acting on the front cargo rope when the bucket approaches the boom, as shown in Fig. 7A, which leads either to overloading the cargo ropes and shortening the service life of the ropes, or to reducing the payload that can be moved inside bucket.

Еще одним преимуществом размещения шкивов оголовка стрелы по одной линии, один за другим, является увеличение эффективного радиуса действия драглайна для chopping или выгрузки. Нагрузка на стрелу не изменяется по отношению к обычному расположению шкивов бок о бок за счет поддержания одной и той же линии действия результирующей совокупной подъемной нагрузки. На фиг.14В показано, что линия 39 действия результирующей подъемной нагрузки в конфигурации согласно изобретению пересекает стрелу в том же месте, что и при обычной конфигурации с расположением шкивов бок о бок, которая показана на фиг.14А, при перемещении полной полезной нагрузки. Однако, когда ковш установлен в положении, предназначенном для вытряхивания, как на фиг.15, эффективный радиус действия машины увеличен на расстояние 40, которое составляет приблизительно 5 метров для стрелы длиной 100 метров. Это увеличение радиуса действия не наносит ущерба драглайну, поскольку в этой точке ковш является пустым и, следовательно, находится в состоянии, при котором нагрузка низкая. Увеличение радиуса действия позволяет существенно повысить эффективность работы драглайна, что понятно любому специалисту в данной области техники. Радиус действия дополнительно увеличивается за счет уменьшения натяжения тягового каната, который обычно обеспечивает притягивание пустого ковша обратно в сторону центра машины. Это уменьшение имеет место благодаря устранению промежуточного соединения 14 тягового каната с обычным канатом для выгрузки.Another advantage of placing the boom head pulleys in one line, one after the other, is an increase in the effective radius of the dragline for chopping or unloading. The load on the boom does not change with respect to the normal arrangement of the pulleys side by side due to the maintenance of the same line of action of the resulting combined lifting load. On figv shows that the line 39 of the resulting lifting load in the configuration according to the invention crosses the boom in the same place as in the normal configuration with the location of the pulleys side by side, which is shown in figa, when moving the full payload. However, when the bucket is set to shake, as in FIG. 15, the effective radius of the machine is increased by a distance of 40, which is approximately 5 meters for a boom 100 meters long. This increase in range does not damage the dragline, because at this point the bucket is empty and therefore in a state where the load is low. Increasing the radius of action can significantly increase the efficiency of the dragline, which is clear to any person skilled in the art. The radius of action is further increased by reducing the tension of the traction rope, which usually ensures that the empty bucket is pulled back towards the center of the machine. This reduction is due to the elimination of the intermediate connection 14 of the traction rope with a conventional rope for unloading.

Еще одно преимущество изменения положения шкивов оголовка стрелы таким образом, что они находятся один за другим, состоит в уменьшении объема регулирования, необходимого для регулирования длин двух грузовых канатов для поддержания постоянного угла перемещения во время движения ковша вперед или назад под вертикальной плоскостью стрелы благодаря наличию конфигурации, имеющей форму половины параллелограмма и изображенной на фиг.7В, в отличие от треугольной конфигурации по фиг.7А.Another advantage of changing the position of the boom head pulleys in such a way that they are located one after the other is to reduce the amount of regulation necessary to adjust the lengths of the two load ropes to maintain a constant angle of movement while moving the bucket forward or backward under the vertical plane of the boom due to the configuration having the shape of a half parallelogram and shown in figv, in contrast to the triangular configuration of figa.

Эти преимущества достигаются без какого-либо существенного увеличения массы оголовка стрелы, поскольку элементы, используемые в обычных драглайнах, просто установлены в другие положения (один шкив смещен наружу, а другой назад). Следовательно, отсутствует существенное снижение номинальной грузоподъемности по подвешенному грузу или увеличение инерции вращения узла, состоящего из корпуса и стрелы, которое повлияло бы на максимальные нагрузки и длительность цикла во время вращения вокруг вертикальной оси.These advantages are achieved without any significant increase in the mass of the boom head, since the elements used in conventional draglines are simply mounted in different positions (one pulley is shifted outward and the other back). Consequently, there is no significant decrease in the nominal carrying capacity for a suspended load or an increase in the inertia of rotation of the assembly consisting of a body and an arrow, which would affect the maximum loads and the duration of the cycle during rotation around the vertical axis.

Вследствие динамического характера режимов работы драглайна в конструкции по изобретению может возникать избыточное провисание одного или обоих грузовых канатов. Это провисание должно быть быстро устранено, чтобы гарантировать то, что канаты будут надлежащим образом намотаны на барабан подъемной лебедки.Due to the dynamic nature of the dragline operating modes, excessive sagging of one or both cargo ropes may occur in the construction according to the invention. This slack must be quickly removed to ensure that the ropes are properly wound around the winch drum.

Провисание может возникать из-за исключения различных элементов обычного такелажа, которые ранее служили в качестве элементов, создающих собственный вес конструкции, и тем самым обеспечивали поддержание общего натяжения в грузовых канатах. Оно также может возникать из-за неконтролируемого изменения угла перемещения ковша во время черпания или во время перехода между режимами работы.Sagging can occur due to the exclusion of various elements of the usual rigging, which previously served as elements that create their own weight of the structure, and thereby ensure the maintenance of the overall tension in the cargo ropes. It can also occur due to an uncontrolled change in the angle of movement of the bucket during scooping or during the transition between operating modes.

Другой аспект изобретения связан со способом регулирования и устранения этого провисания. Он может быть реализован с помощью или пассивной, или активной системы. В пассивной системе может использоваться независимый натяжной механизм для устранения провисания канатов, предназначенный для поддержания достаточного натяжения в одном или более грузовых канатах с целью обеспечения возможности надлежащего наматывания канатов. В активной системе могут быть использованы датчики для определения величины провисания каната в одном или обоих канатах и может быть предусмотрена возможность выдачи команды центральной системе управления на приведение в действие основного механизма регулирования грузовых канатов для изменения длины любого из двух грузовых канатов соответствующим образом для поддержания достаточного натяжения каната для надлежащего наматывания.Another aspect of the invention relates to a method for regulating and eliminating this sag. It can be implemented using either a passive or an active system. In a passive system, an independent tensioning mechanism can be used to eliminate sagging ropes designed to maintain sufficient tension in one or more load ropes to enable proper rope winding. In the active system, sensors can be used to determine the amount of sagging of the rope in one or both ropes and it may be possible to issue a command to the central control system to actuate the main mechanism for adjusting the load ropes to change the length of either of the two load ropes accordingly to maintain sufficient tension rope for proper winding.

В соответствии с еще одним аспектом изобретения может быть предусмотрена возможность выгрузки из задней части ковша. Поскольку изобретение обеспечивает возможность изменения угла перемещения ковша до любого угла за счет дифференциального управления грузовыми канатами 31 и 32, можно спроектировать ковш, который имеет низкую заднюю стенку или не имеет никакой задней стенки, что обеспечивает возможность перемещения полезного груза в направлении, противоположном направлению перемещения полезного груза из обычного ковша во время выгрузки. К преимуществам этой конфигурации относятся уменьшение общей массы ковша, которое может быть «заменено» дополнительным увеличением полезной нагрузки, и увеличение радиуса действия при выгрузке. На фиг.10 проиллюстрирован ковш, описанный выше, для сравнения с фиг.11, показывающей устройство ковша 42, обеспечивающее возможность выгрузки из задней части.In accordance with another aspect of the invention, it may be possible to unload from the rear of the bucket. Since the invention provides the ability to change the angle of movement of the bucket to any angle due to the differential control of the cargo ropes 31 and 32, it is possible to design a bucket that has a low rear wall or does not have any rear wall, which makes it possible to move the payload in the direction opposite to the direction of movement of the useful cargo from an ordinary bucket during unloading. The advantages of this configuration include a reduction in the total mass of the bucket, which can be "replaced" with an additional increase in payload, and an increase in the radius of action during unloading. Figure 10 illustrates the bucket described above, for comparison with figure 11, showing the device of the bucket 42, allowing unloading from the rear.

В ковше 42 задняя стенка 43 обычного ковша 30 заменена открытым задним концом 44 со вторым грузовым канатом 32, подвешенным на поперечной балке 45 или аналогичном элементе, проходящем поперек открытого верха задней части ковша. При использовании конфигурации, обеспечивающей возможность выгрузки из задней части, для выгрузки полезного груза второй, или задний, грузовой канат 32 удлиняют относительно первого, или переднего, грузового каната 31 для наклона ковша в ориентированное положение, показанное на фиг.11, в отличие от операции, вызывающей наклон ковша в противоположном направлении и предусмотренной для обычного ковша, показанного на фиг.10.In the bucket 42, the rear wall 43 of the conventional bucket 30 is replaced by an open rear end 44 with a second freight cable 32 suspended on a transverse beam 45 or similar element extending across the open top of the rear of the bucket. When using a configuration that allows unloading from the rear, to unload the payload, the second or rear cargo rope 32 is extended relative to the first or front cargo rope 31 to tilt the bucket to the oriented position shown in FIG. 11, in contrast to the operation causing the bucket to tilt in the opposite direction and provided for the conventional bucket shown in FIG. 10.

В соответствии с еще одним аспектом изобретения может быть предусмотрена возможность оптимизации угла перемещения для вытряхивания или выгрузки путем смещения положения точки присоединения заднего грузового каната в различные места в задней части ковша. Для ковша обычной конструкции более низкое местоположение точки присоединения каната заставит ковш висеть под большим углом при нахождении его под оголовком стрелы и наоборот. Эта способность может привести к дополнительному повышению эксплуатационной гибкости конструкции по изобретению за счет гарантирования того, что могут быть легко достигнуты соответствующие углы перемещения для выгрузки и вытряхивания.In accordance with another aspect of the invention, it may be possible to optimize the angle of movement for shaking or unloading by shifting the position of the attachment point of the rear cargo cable to various places in the rear of the bucket. For a conventional bucket, the lower location of the rope attachment point will cause the bucket to hang at a great angle when it is under the head of the boom and vice versa. This ability can lead to an additional increase in the operational flexibility of the structure of the invention, by ensuring that the corresponding displacement angles for unloading and shaking can be easily achieved.

На фиг.12 показан обычный ковш 30 с точкой 46 присоединения заднего грузового каната на уровне верхней задней балки 27 ковша. На фиг.13 показано, что путем смещения задней точки присоединения в положение 48 в направлении днища 47 ковша угол выгрузки или вытряхивания может быть существенно увеличен за счет изменения статического равновесия ковша. Это также позволяет увеличить радиус действия ковша при выгрузке или вытряхивании.12 shows a conventional bucket 30 with a point 46 for connecting the rear cargo cable at the level of the upper rear beam 27 of the bucket. 13 shows that by shifting the rear attachment point to position 48 in the direction of the bottom of the bucket 47, the discharge or shaking angle can be significantly increased by changing the static balance of the bucket. It also allows you to increase the bucket radius when unloading or shaking.

В работах, характеризующих известный уровень техники, описан ряд механизмов для дифференциального удлинения и укорачивания одного грузового каната относительно другого. Эти механизмы включают в себя отдельные лебедки, промежуточные направляющие шкивы, разделенные подъемные барабаны и муфты.In the works characterizing the prior art, a number of mechanisms for differential elongation and shortening of one cargo rope relative to another are described. These mechanisms include individual winches, intermediate guide pulleys, split lifting drums and couplings.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения дифференциальное управление грузовыми канатами обеспечивается с помощью отдельных или разделенных барабанов, при этом один указанный подъемный канат намотан на первый барабан, расположенный в основании или корпусе, а другой подъемный барабан намотан на второй барабан, также расположенный в основании или в корпусе. Первый и второй барабаны могут вращаться независимо друг от друга для обеспечения дифференциального управления.In a preferred embodiment of the invention, the differential control of the cargo ropes is provided by separate or divided drums, wherein one said hoisting rope is wound on a first drum located in the base or body, and another lifting drum is wound on a second drum also located in the base or body . The first and second drums can rotate independently of each other to provide differential control.

Предпочтительно, если первый и второй барабаны расположены рядом друг с другом на общей оси так, чтобы их внутренние концы были расположены рядом друг с другом, при этом каждый из барабанов приводится в движение с помощью двигателя, расположенного соответственно на наружном конце барабана. В альтернативном варианте можно использовать один приводной двигатель с механизмами регулирования скоростей или муфтами для независимого управления вращением двух барабанов.Preferably, if the first and second drums are located next to each other on a common axis so that their inner ends are located next to each other, while each of the drums is driven by a motor located respectively on the outer end of the drum. Alternatively, a single drive motor with speed control mechanisms or clutches can be used to independently control the rotation of two drums.

В соответствии со следующим аспектом изобретение направлено на систему, которая обеспечивает возможность точного управления механизмами независимого регулирования канатов.In accordance with a further aspect, the invention is directed to a system that enables precise control of independent rope control mechanisms.

Изобретение может включать в себя центральную систему управления или компьютер, который обеспечивает возможность изменения угла перемещения ковша так, чтобы этот угол соответствовал всем аспектам операций, выполняемых драглайном. Центральная система управления также предназначена для сведения к минимуму риска для оператора и драглайна. В центральной системе управления используются эмпирические и аналитические методы для определения и постоянного поддержания оптимального угла перемещения. Основными задачами центральной системы управления являются следующие:The invention may include a central control system or a computer that makes it possible to change the angle of movement of the bucket so that this angle matches all aspects of the operations performed by the dragline. A central control system is also designed to minimize risk to the operator and dragline. Empirical and analytical methods are used in the central control system to determine and constantly maintain the optimal angle of movement. The main tasks of the central control system are as follows:

a) сбор и хранение информации о состоянии ковша и такелажа с помощью датчиков прямого или непрямого действия и алгоритмов вычисления тригонометрических функций;a) collecting and storing information about the condition of the bucket and rigging using sensors of direct or indirect action and algorithms for calculating trigonometric functions;

b) обеспечение взаимодействия с оператором;b) ensuring interaction with the operator;

c) определение решений для выдачи рабочих управляющих сигналов в рамках заданных статических и динамических ограничений;c) determination of solutions for issuing operational control signals within the given static and dynamic constraints;

d) приведение в действие и управление системой регулирования грузовых канатов с обеспечением безопасности.d) the operation and management of a safety rope handling system.

На фиг.8 показана схема основных элементов центральной системы управления. Они включают в себя центральный логический блок, модуль определения угла перемещения ковша, модуль определения положения ковша и человекомашинный интерфейс.On Fig shows a diagram of the main elements of the Central control system. They include a central logic unit, a bucket angle determination module, a bucket position determination module, and a human-machine interface.

Модуль определения положения ковша может использовать информацию от датчиков положения для определения текущих значений длины тяговых и грузовых канатов и решения задачи определения положения ковша по отношению к конструкции драглайна геометрическими методами. Он может также использовать информацию непосредственно от электронных устройств для измерения расстояний, таких как лазеры, для определения положения ковша.The module for determining the position of the bucket can use information from position sensors to determine the current values of the length of the traction and cargo ropes and solve the problem of determining the position of the bucket in relation to the design of the dragline by geometric methods. He can also use information directly from electronic distance measuring devices, such as lasers, to determine the position of the bucket.

В модуле определения угла перемещения могут быть использованы датчики прямого действия, такие как электронные инклинометры, установленные на ковше для определения текущего значения угла перемещения ковша. В нем также могут быть использованы телеметрические датчики, такие как лазерные сканирующие устройства или радиолокатор, для определения угла. Он также может использовать информацию от положения ковша в сочетании с эмпирическими или аналитическими методами для вычисления угла перемещения. Эмпирический метод предусматривает использование данных, полученных путем выполненных ранее измерений, для сравнения с текущим положением ковша и определение того, каким будет текущий угол перемещения. Это обычно называется «Справочной таблицей». Аналитический метод предусматривает определение угла перемещения в зависимости от текущего положения ковша путем использования хорошо осознаваемых методов выполнения тригонометрических вычислений и кинематических расчетов.The direct angle sensors, such as electronic inclinometers mounted on the bucket, can be used in the module for determining the angle of movement to determine the current value of the angle of movement of the bucket. It can also use telemetric sensors, such as laser scanning devices or radar, to determine the angle. He can also use information from the position of the bucket in combination with empirical or analytical methods to calculate the angle of movement. The empirical method involves the use of data obtained by previous measurements to compare with the current position of the bucket and determine what the current angle of movement will be. This is commonly referred to as a "lookup table." The analytical method involves determining the angle of movement depending on the current position of the bucket by using well-recognized methods for performing trigonometric calculations and kinematic calculations.

В одном варианте центральная система управления может быть выполнена для определения угла перемещения ковша без использования датчика угла перемещения прямого действия (см. фиг.8А). Это возможно путем определения положения ковша при использовании или датчиков прямого действия для измерения линейных перемещений, или телеметрических датчиков и расчете угла перемещения ковша с применением методов тригонометрии или кинематических расчетов. Центральный логический блок может выполнять это путем использования непосредственно аналитических или эмпирических вычислительных методов. Текущий режим работы (например, вытряхивание) и положение ковша определят то, какое действие должен выполнить центральный блок управления для обеспечения достижения заданного угла перемещения ковша посредством механизма регулирования канатов. Кроме того, в одном варианте осуществления изобретения управление углом перемещения со стороны центральной системы управления может быть сведено к минимуму путем использования заранее заданных различий в изменении длин грузовых канатов для отдельных режимов работы в течение всего времени нахождения в этих режимах.In one embodiment, a central control system may be configured to determine a bucket angle of movement without using a direct-angle angle sensor (see FIG. 8A). This is possible by determining the position of the bucket when using either direct-acting sensors for measuring linear displacements, or telemetric sensors and calculating the angle of movement of the bucket using trigonometry or kinematic calculations. The central logic unit can accomplish this by using directly analytical or empirical computational methods. The current mode of operation (for example, shaking) and the position of the bucket will determine what action the central control unit must perform to achieve the specified bucket angle through the rope adjustment mechanism. In addition, in one embodiment of the invention, the control of the angle of movement from the side of the central control system can be minimized by using predefined differences in the change in the length of the cargo ropes for individual modes of operation during the entire time spent in these modes.

Центральная система управления также определяет скорости динамического перехода, которые могут сообщаться механизмом регулирования канатов. Эти переходы могут происходить вследствие изменения режима работы (например, от перемещения к выгрузке) или вследствие необходимости поддержания постоянного угла перемещения при изменении положения ковша, когда он находится в одном режиме работы (например, во время подъема). За счет регулирования скоростей, при которых происходят эти переходы, можно свести к минимуму величину динамических нагрузок, действующих на драглайн, в результате чего уменьшается количество случаев механических отказов.The central control system also determines the dynamic transition speeds that can be communicated by the rope control mechanism. These transitions can occur due to a change in the operating mode (for example, from moving to unloading) or due to the need to maintain a constant angle of movement when changing the position of the bucket when it is in the same operating mode (for example, during lifting). By adjusting the speeds at which these transitions occur, the magnitude of the dynamic loads acting on the dragline can be minimized, resulting in a reduced number of cases of mechanical failure.

В центральный логический блок поступают данные из модуля определения угла перемещения и команды, запрашиваемые через человекомашинный интерфейс, и в конце концов этот блок приводит в действие механизм регулирования канатов полуавтоматически. Запросы от человекомашинного интерфейса имеют вид, во-первых, обычных сигналов, поступающих от оператора, и, во-вторых, команд выбора режима работы. На фиг.9 проиллюстрированы некоторые из возможных режимов работы, как очевидно для любого специалиста в данной области техники. Они включают в себя:The central logical unit receives data from the module for determining the angle of movement and commands requested through the man-machine interface, and in the end this unit activates the rope regulation mechanism semi-automatically. Requests from the human-machine interface have the form, firstly, of ordinary signals coming from the operator, and, secondly, of commands for selecting the operating mode. Figure 9 illustrates some of the possible modes of operation, as is obvious to any person skilled in the art. They include:

a) черпание в любом месте под стрелой;a) scooping anywhere under the boom;

b) вывод ковша из контакта с грунтом в положении, когда ковш готов к подъему и/или повороту;b) removing the bucket from contact with the ground in a position where the bucket is ready for lifting and / or turning;

c) перемещение;c) movement;

d) выгрузку;d) unloading;

e) вытряхивание;e) shaking;

f) очистку (верхнего слоя угля, если это нужно).f) cleaning (top layer of coal, if necessary).

Центральный логический блок получает запрос на определенный режим работы и изменяет угол перемещения ковша соответствующим образом посредством системы регулирования канатов. Положительная обратная связь от модулей определения положения ковша и угла перемещения позволяет центральному логическому блоку осуществлять непрерывное регулирование системы для поддержания соответствующего угла для режима работы и условий эксплуатации.The central logic unit receives a request for a specific mode of operation and changes the angle of movement of the bucket accordingly through a rope control system. Positive feedback from the modules for determining the position of the bucket and the angle of movement allows the central logic unit to continuously adjust the system to maintain an appropriate angle for the operating mode and operating conditions.

Кроме того, центральный логический блок управляет скоростью, с которой выполняются различные изменения режима. Например, скорость выгрузки необходимо тщательно регулировать для сведения к минимуму изменения в нагрузках, действующих на конструкцию драглайна.In addition, the central logic unit controls the speed at which various mode changes are made. For example, the discharge speed must be carefully controlled to minimize changes in the loads acting on the dragline design.

Кроме того, центральный логический блок определяет, находится ли определенный режим или действие в пределах ограничений на параметры работы драглайна, обусловленных эксплуатационными требованиями и требованиями безопасности. Например, это необходимо, если оператор дает команду, которая противоречит или физическим ограничениям, или логике работы драглайна.In addition, the central logic unit determines whether a particular mode or action is within the limits on dragline operation parameters due to operational and safety requirements. For example, this is necessary if the operator gives a command that contradicts either physical restrictions or the logic of the dragline.

Центральный блок управления также регистрирует данные по предыдущим перемещениям ковша и заранее прогнозирует наиболее вероятные немедленные действия, используя эмпирические и аналитические методы.The central control unit also records data on previous bucket movements and predicts the most likely immediate actions in advance using empirical and analytical methods.

Человекомашинный интерфейс позволяет оператору легко управлять системой. Выбор режимов работы может быть осуществлен с помощью непосредственного переключения органов управления оператора, с помощью пульта управления координатными перемещениями, ввода данных с клавиатуры, сенсорного экрана, голосовых команд или любым другим удобным способом. Человекомашинный интерфейс также позволяет изменять процедуры программного обеспечения в центральном логическом блоке. Это может быть выполнено в целях выполнения ручной коррекции для точной регулировки эксплуатационных параметров для конкретной операции, например для регулировки угла наклона ковша во время очистки верхнего слоя угля. Человекомашинный интерфейс также позволяет остановить систему в случае аварии.The man-machine interface allows the operator to easily control the system. The choice of operating modes can be carried out by directly switching the operator’s controls, using the coordinate movement control panel, entering data from the keyboard, touch screen, voice commands, or any other convenient way. The human-machine interface also allows you to change software procedures in a central logical unit. This can be done in order to perform a manual correction to fine-tune the operational parameters for a particular operation, for example, to adjust the angle of the bucket during cleaning of the upper coal layer. The human-machine interface also allows you to stop the system in the event of an accident.

Функции центральной системы управления могут быть представлены в виде следующих операций (см. фиг.8В).The functions of the central control system can be represented in the form of the following operations (see figv).

1. Данные позиционирования поступают от линейных датчиков на тяговых и грузовых канатах.1. Positioning data comes from linear sensors on traction and freight ropes.

2. Положение ковша определяется с помощью аналитических и эмпирических методов.2. The position of the bucket is determined using analytical and empirical methods.

3. Угол перемещения ковша определяется с помощью аналитических и эмпирических методов.3. The bucket angle is determined using analytical and empirical methods.

4. Данные, относящиеся к состоянию выбора режима, поступают через человекомашинный интерфейс.4. Data related to the mode selection state is received via the human-machine interface.

5. Данные, относящиеся к текущему состоянию корректировок, поступают от человекомашинного интерфейса.5. Data related to the current state of adjustments comes from the human-machine interface.

6. Поступают данные, относящиеся к текущему положению главного переключателя пульта оператора.6. Data are received relating to the current position of the main switch of the operator panel.

7. Поступают данные, относящиеся к текущему состоянию провисания грузовых канатов.7. Data are available regarding the current state of sagging freight ropes.

8. Поступают данные, относящиеся к текущему состоянию степени натяжения канатов.8. Data are received relating to the current state of the degree of tension of the ropes.

9. Поступают данные, относящиеся к динамическим ограничениям.9. Data related to dynamic constraints is being received.

10. Поступают данные, относящиеся к статическим ограничениям.10. Data related to static constraints is being received.

11. Определяется действие путем использования входных данных по п.п.3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 и 10 с использованием заранее заданных уровней приоритета.11. The action is determined by using the input data according to items 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, and 10 using predetermined priority levels.

12. Обычно механизму регулирования канатов будут выданы команды на изменение длин канатов в соответствии с действием, определенным в п.11.12. Typically, the rope control mechanism will be instructed to change the rope lengths in accordance with the action defined in clause 11.

13. Действие, выбранное в п.11, может представлять собой аварийный останов.13. The action selected in clause 11 may be an emergency stop.

Задачи центральной системы управления могут быть реализованы в процессе работы с помощью стандартной логической последовательности операций и иерархии команд, приведенной ниже для системы, в которой отдельные двигатели используются для управления движением отдельных барабанов для переднего и заднего грузовых канатов, как было описано выше.The tasks of the central control system can be realized in the process of work using the standard logical sequence of operations and the command hierarchy below for a system in which individual motors are used to control the movement of individual drums for the front and rear cargo ropes, as described above.

Входные данные и сигналы, поступающие в схему управления:Input data and signals entering the control circuit:

1. Выбор режима «Калибровка» или «Работа» (цифровой сигнал).1. Select the “Calibration” or “Operation” mode (digital signal).

2. Рассчитанные координаты X-Y положения ковша (посредством измерения длины канатов).2. The calculated X-Y coordinates of the bucket position (by measuring the length of the ropes).

3. Рассчитанный угол перемещения ковша (посредством аналитических и эмпирических вычислений).3. The calculated angle of movement of the bucket (through analytical and empirical calculations).

4. Текущее состояние (аналоговый или цифровой сигнал) величины провисания обоих грузовых канатов.4. The current state (analog or digital signal) of the sag of both freight ropes.

5. Положение главного переключателя пульта оператора (заданное значение скорости - аналоговый сигнал).5. The position of the main switch of the operator panel (speed setpoint is an analog signal).

6. Выбранный оператором режим работы, например, черпание, перемещение, выгрузка и т.д. (цифровой сигнал).6. The operating mode selected by the operator, for example, scooping, moving, unloading, etc. (digital signal).

7. Выбор/текущее состояние коррекции, осуществляемой оператором (аналоговый сигнал).7. Selection / current state of correction performed by the operator (analog signal).

8. Состояние двигателя подъема - «общее состояние», состояние ограничений и т.д. - (цифровой сигнал).8. The state of the lift engine - “general condition”, state of restrictions, etc. - (digital signal).

Выполнение логической последовательности операций в схеме управления (в порядке приоритета):Performing a logical sequence of operations in a control circuit (in order of priority):

1. Если система находится в режиме «Калибровка», приостановить выполнение всех операций и перейти к точной настройке параметров. Если система находится в режиме «Работа», перейти к (2).1. If the system is in the “Calibration” mode, pause all operations and proceed to fine-tune the parameters. If the system is in Run mode, go to (2).

2. Проверить состояние безопасности:2. Check the security status:

(a) при приближении к границе уровня натяжения канатов уменьшить уровень опорного сигнала для двигателей, предназначенных для перемещения тяговых/грузовых канатов, - перейти к (3с);(a) when approaching the boundary of the rope tension level, reduce the level of the reference signal for engines designed to move traction / freight ropes, go to (3c);

(b) если имеет место граничное значение натяжения канатов, включить тормоза и заблокировать обычное ручное управление - перейти к процедуре аварийного останова и восстановления необходимого уровня натяжения;(b) if there is a limit value for the rope tension, apply the brakes and block the usual manual control - go to the emergency stop procedure and restore the required tension level;

(c) при приближении к границам зоны позиционирования ковша уменьшить опорный сигнал для соответствующего двигателя - перейти к (3d);(c) when approaching the boundaries of the bucket positioning zone, reduce the reference signal for the corresponding engine - go to (3d);

(d) если имеет место выход за границы зоны позиционирования ковша, включить тормоза и заблокировать обычное ручное управление - перейти к процедуре аварийного останова и восстановления положения ковша в заданных границах;(d) if there is an exit beyond the boundaries of the bucket positioning zone, turn on the brakes and block the usual manual control - go to the emergency stop procedure and restore the bucket position within the specified limits;

(e) если величина провисания канатов превышает заранее заданное пороговое значение, начать процедуру восстановления натяжения канатов (в соответствии с (5));(e) if the amount of sagging of the ropes exceeds a predetermined threshold value, start the procedure for restoring the tension of the ropes (in accordance with (5));

(f) если состояние двигателя подъема нормальное, перейти к (3). Если нет, определить код неисправности и при необходимости перейти к аварийному останову.(f) if the condition of the lift motor is normal, go to (3). If not, determine the DTC and go to emergency stop if necessary.

(3) Вычислить «заданный» угол перемещения ковша в зависимости от:(3) Calculate the “predetermined” bucket angle, depending on:

(a) текущего положения ковша;(a) the current position of the bucket;

(b) текущего режима, выбранного оператором;(b) the current mode selected by the operator;

(с) текущего состояния коррекции, заданной оператором.(c) the current correction state set by the operator.

(4) Вычислить соответствующее регулируемое приращение длины грузового каната на основе результатов из (3) и с учетом текущих динамических и статических ограничений.(4) Calculate the corresponding adjustable increment of the length of the cargo rope based on the results from (3) and taking into account the current dynamic and static restrictions.

(5) Выполнить проверку того, что новый заданный угол перемещения и регулируемое приращение длины канатов не вызовут никаких нарушений, угрожающих безопасной работе, (см. (2)), и при необходимости выполнить регулировку.(5) Check that the new preset angle of movement and the adjustable increment of the length of the ropes will not cause any disturbances that threaten safe operation (see (2)) and, if necessary, make adjustments.

(6) Если заданный угол перемещения меньше текущего рассчитанного значения угла, выдать команду приводам грузовых канатов на удлинение переднего каната по отношению к заднему на соответствующее приращение - перейти к (8).(6) If the specified angle of movement is less than the current calculated value of the angle, give the command to the drives of the cargo ropes to lengthen the front rope relative to the rear by an appropriate increment - go to (8).

(7) Если заданный угол перемещения превышает текущее рассчитанное значение угла, выдать команду приводам канатов на укорачивание переднего каната по отношению к заднему на соответствующее приращение - перейти к (8).(7) If the specified angle of movement exceeds the current calculated value of the angle, issue a command to the rope drives to shorten the front rope relative to the rear one by an appropriate increment - go to (8).

(8) Перейти к (1).(8) Go to (1).

Таким образом, центральная система управления не только обеспечивает возможность управления переходом драглайна из одного режима работы в следующий, как было ранее предложено в документах, характеризующих известный уровень техники, таких как описание заявки 38089/78 на патент Австралии, выданной Mitsubishi, и описание заявки 28179/84 на патент Австралии, выданной на имя Winders, Barlow и Morrison, но также обеспечивает возможность поддержания ковша под заданным углом наклона для работы во время режима работы драглайна, выбранного оператором. Следовательно, система управления может непрерывно обеспечивать оптимальный угол черпания или угол перемещения во время всех фаз операции черпания или перемещения или ориентировать ковш под оптимальным углом вытряхивания или углом выгрузки во время соответствующих выбранных стадий работы. Это позволяет значительно повысить эффективность эксплуатации благодаря уменьшенной продолжительности цикла и увеличенной полезной нагрузке для каждого цикла работы.Thus, the central control system not only provides the ability to control the transition of the dragline from one operating mode to the next, as was previously proposed in documents describing the prior art, such as the description of patent application 38089/78 for Australian patent issued by Mitsubishi, and description of application 28179 / 84 on an Australian patent issued in the name of Winders, Barlow and Morrison, but also provides the ability to maintain the bucket at a given angle for operation during the operating mode of the dragline selected by the operator. Therefore, the control system can continuously provide the optimum scooping angle or angle of movement during all phases of the scooping or moving operation, or orient the bucket at the optimum shaking or unloading angle during the respective selected stages of operation. This can significantly increase operational efficiency due to the reduced cycle time and increased payload for each operation cycle.

Изобретение обеспечивает много преимуществ, не реализованных до настоящего времени, включая следующие:The invention provides many advantages not realized to date, including the following:

Система подвешивания устраняет необходимость в следующих элементах такелажа: уравнителе подъема, сцепном элементе, верхних грузоподъемных цепях, нижних грузоподъемных цепях, распорке, грузоподъемных качающихся опорах, отражательных щитках для грузоподъемных качающихся опор, канате для выгрузки, блоке для выгрузки и цепях для выгрузки.The suspension system eliminates the need for the following rigging elements: hoist, hitch, upper load chains, lower load chains, spreader, load swing bearings, baffles for load swing bearings, wire rope for unloading, block for unloading and chains for unloading.

Вес элементов, исключенных из системы такелажа, может быть прямо заменен полезной нагрузкой ковша без превышения номинальной грузоподъемности драглайна по подвешенному грузу, в результате чего повышается производительность. Дополнительным результатом является то, что эксплуатационные расходы и простои значительно сокращаются.The weight of the elements excluded from the rigging system can be directly replaced by the bucket payload without exceeding the rated dragline carrying capacity for the suspended load, resulting in increased productivity. An additional result is that operating costs and downtime are significantly reduced.

Система подвешивания позволяет увеличить максимальную высоту, на которую может быть поднят ковш драглайна, поскольку место непосредственного присоединения заднего грузового каната к ковшу может «отведено» почти до самых шкивов оголовка стрелы, а не до верхней части обычного такелажа ковша.The suspension system allows you to increase the maximum height to which the dragline bucket can be raised, since the place of direct attachment of the rear cargo cable to the bucket can be "allocated" almost to the pulleys of the boom head, and not to the top of the usual bucket rigging.

Система подвешивания позволяет поднимать ковш сразу же после его наполнения, а не тянуть его до места, расположенного достаточно близко к опоре драглайна, где натяжение каната для выгрузки достаточно для подъема передней части ковша. Дополнительным результатом является то, что ранний «захват» ковша улучшает геометрию подъема, то есть грузовые канаты имеют более вертикальное положение.The suspension system allows you to lift the bucket immediately after filling it, and not pull it to a place located close enough to the dragline support, where the rope tension for unloading is enough to lift the front of the bucket. An additional result is that an early “grip” of the bucket improves the lift geometry, that is, the load ropes have a more vertical position.

За счет изменения положения шкивов оголовка стрелы таким образом, что один из них находится перед другим вместо размещения их бок о бок, нагрузки, действующие на грузовые канаты, значительно уменьшаются, когда ковш приближается к стреле и/или к шкивам оголовка стрелы, и радиус действия драглайна при вытряхивании или выгрузке значительно увеличивается без увеличения максимальных нагрузок, действующих на конструкцию.By changing the position of the boom head pulleys so that one of them is in front of the other instead of placing them side by side, the loads acting on the cargo ropes are significantly reduced when the bucket approaches the boom and / or the boom head pulleys, and the radius of action when shaking or unloading the dragline increases significantly without increasing the maximum loads acting on the structure.

Кроме того, размещение шкивов оголовка стрелы на фиксированном расстоянии друг от друга, которое представляет собой расстояние примерно того же порядка, что и расстояние между местами, в которых грузовые канаты присоединены к ковшу, позволяет уменьшить объем дифференциального регулирования грузовых канатов, необходимого для поддержания оптимального угла перемещения, в особенности при режимах черпания, перемещения и очистки.In addition, the placement of the boom head pulleys at a fixed distance from each other, which is a distance of approximately the same order as the distance between the places where the cargo ropes are attached to the bucket, allows to reduce the amount of differential regulation of the cargo ropes necessary to maintain an optimal angle displacement, especially in the modes of scooping, displacement and cleaning.

Лучшее значение угла перемещения во время вытряхивания или выгрузки может быть получено путем изменения положения места присоединения заднего грузового каната на ковше и осуществления этого присоединения в различных местах на ковше.The best value of the angle of movement during shaking or unloading can be obtained by changing the position of the connection point of the rear cargo cable on the bucket and making this connection in various places on the bucket.

Может быть использована система управления, которая обеспечивает возможность непрерывного изменения угла перемещения ковша таким образом, чтобы этот угол соответствовал всем аспектам режимов работы и параметрам работы драглайна. Система управления позволяет оператору выбирать любой режим работы, включая черпание, вывод ковша из контакта с грунтом, перемещение, выгрузку, вытряхивание и очистку верхнего слоя угля. Система управления автоматически оптимизирует угол перемещения ковша для любого из режимов работы путем приведения в действие системы изменения длины грузовых канатов. В результате динамические нагрузки, действующие на драглайн, существенно уменьшаются, поскольку выполнением динамических операций (таких как выгрузка из ковша) управляет компьютер, а не оператор. Система управления обеспечивает возможность оптимизации полезного груза, перемещаемого в ковше, путем изменения угла перемещения ковша в зависимости от различных параметров, таких как свойства материалов, которые черпает ковш. Система управления снижает риск работы драглайна в таком режиме, который может вызвать повреждения машины или травмы персонала. Система обеспечивает выполнение соответствующих действий за счет применения эмпирических и аналитических методов с использованием входных данных от датчиков прямого и непрямого действия, а также от телеметрических датчиков для определения положения и угла перемещения ковша. Система управления обеспечивает возможность выполнения ручной коррекции функций и позволяет выполнить аварийный останов. Система управления позволяет оператору выдавать команды системе простым образом, что требует минимума ретренинга.A control system can be used that makes it possible to continuously change the bucket movement angle so that this angle matches all aspects of the operating modes and dragline operation parameters. The control system allows the operator to choose any mode of operation, including scooping, removing the bucket from contact with the ground, moving, unloading, shaking and cleaning the top layer of coal. The control system automatically optimizes the bucket angle for any of the operating modes by activating the system for changing the length of the cargo ropes. As a result, dynamic loads acting on the dragline are significantly reduced, because the execution of dynamic operations (such as unloading from a bucket) is controlled by a computer, not by an operator. The control system makes it possible to optimize the payload transported in the bucket by changing the angle of movement of the bucket depending on various parameters, such as the properties of the materials scooped by the bucket. The control system reduces the risk of dragline operation in a mode that can cause machine damage or personal injury. The system ensures the implementation of appropriate actions through the use of empirical and analytical methods using input from direct and indirect sensors, as well as telemetric sensors to determine the position and angle of movement of the bucket. The control system provides the ability to perform manual correction functions and allows you to perform an emergency stop. The control system allows the operator to issue commands to the system in a simple manner, which requires a minimum of retraining.

Система регулирования провисания канатов гарантирует надлежащее наматывание канатов на барабан лебедки.The sagging control system ensures that the ropes are wound properly around the winch drum.

Автоматическое регулирование угла перемещения ковша во время выполнения операции очистки верхнего слоя угля позволяет существенно уменьшить потери угля.Automatic adjustment of the bucket angle during the operation of cleaning the upper layer of coal can significantly reduce coal losses.

Система подвешивания обеспечивает возможность выгрузки полезного груза из ковша драглайна в месте, находящемся на расстоянии, доходящем до двух третей общего радиуса оголовка стрелы, внутри по отношению к оголовку стрелы.The suspension system provides the ability to unload payload from the dragline bucket in a place located at a distance of up to two-thirds of the total radius of the head of the boom, inside with respect to the head of the boom.

Claims (9)

1. Большой драглайн с электроприводом типа, обычно используемого для операций при открытых способах разработки, и имеющий номинальную грузоподъемность по подвешенному грузу более 100 т, содержащий выполненную с возможностью поворота опору, установленную на основании, стрелу в сборе, выступающую наружу от опоры и выполненную с возможностью поворота вместе с ней, ковш, подвешенный к дальнему концу стрелы посредством регулируемых грузовых канатов и управляемый посредством по меньшей мере одним регулируемым тяговым канатом, простирающимся от опоры до ковша, такелаж, снабженный первым и вторым шкивами оголовка стрелы, расположенными на дальнем конце или рядом с дальним концом стрелы в сборе и на фиксированном расстоянии друг от друга один за другим, так что первый шкив расположен ближе к опоре, чем второй шкив, первый и второй грузовые канаты, проходящие через первый и второй шкивы оголовка стрелы, по одному через каждый, при этом первый грузовой канат проходит через первый шкив, причем он проходит вниз и соединен в рабочем положении единственно с передней частью ковша, а второй грузовой канат проходит через второй шкив, причем он проходит вниз и соединен в рабочем положении с задней частью ковша, и систему управления, использующую компьютер для управления относительным перемещением первого и второго грузовых канатов через грузоподъемное устройство, расположенное с возможностью изменения угла наклона ковша в вертикальной плоскости путем дифференциального перемещения одного грузового каната относительно другого для удержания ковша под заданным углом наклона для режима работы драглайна, выбранного оператором.1. A large dragline with an electric drive of the type typically used for operations with open development methods, and having a nominal carrying capacity for suspended loads of more than 100 tons, comprising a rotatable support mounted on a base, an assembled boom protruding outward from the support and made with the possibility of rotation with it, a bucket suspended to the far end of the boom by means of adjustable cargo ropes and controlled by at least one adjustable traction rope, extending t supports to the bucket, rigging provided with first and second boom head pulleys located at the far end or near the far end of the boom assembly and at a fixed distance from each other, one after the other, so that the first pulley is closer to the support than the second pulley , the first and second cargo ropes passing through the first and second pulleys of the boom head, one through each, while the first cargo rope passes through the first pulley, and it goes down and is connected in the working position only to the front of the bucket, and the second the cargo rope passes through the second pulley, and it passes down and connected in working position with the rear of the bucket, and a control system using a computer to control the relative movement of the first and second cargo ropes through a lifting device located with the ability to change the angle of inclination of the bucket in the vertical plane by differential movement of one cargo rope relative to another to hold the bucket at a given angle of inclination for the dragline operating mode selected by the operator ohm 2. Большой драглайн с электроприводом по п.1, отличающийся тем, что первый и второй шкивы удалены друг от друга на фиксированное расстояние, примерно такое же, что и расстояние между местами, в которых первый и второй грузовые канаты в рабочем положении присоединены к ковшу.2. A large dragline with an electric drive according to claim 1, characterized in that the first and second pulleys are separated from each other by a fixed distance, approximately the same as the distance between the places in which the first and second cargo ropes in the working position are attached to the bucket . 3. Большой драглайн с электроприводом по п.1 или 2, отличающийся тем, что каждый из первого и второго шкивов имеет среднюю плоскость, простирающуюся от средней точки шкива перпендикулярно оси вращения этого шкива, и в которой средние плоскости первого и второго шкивов расположены по существу в общей вертикальной плоскости.3. A large dragline with an electric drive according to claim 1 or 2, characterized in that each of the first and second pulleys has a middle plane extending from the midpoint of the pulley perpendicular to the axis of rotation of this pulley, and in which the middle planes of the first and second pulleys are essentially in a common vertical plane. 4. Большой драглайн с электроприводом по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что один грузовой канат намотан на первый барабан, а другой канат намотан на второй барабан, при этом первый и второй барабаны расположены на основании и выполнены с возможностью вращения независимо друг от друга для обеспечения дифференциального перемещения.4. A large dragline with an electric drive according to any one of claims 1 to 3, characterized in that one freight rope is wound on the first drum, and the other rope is wound on the second drum, while the first and second drums are located on the base and are rotatable independently apart to provide differential movement. 5. Большой драглайн с электроприводом по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что первый грузовой канат присоединен непосредственно к передней части ковша, а второй грузовой канат присоединен непосредственно к задней части ковша без использования промежуточного такелажа, такого, как распорки или качающиеся опоры.5. Large dragline with electric drive according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the first cargo cable is attached directly to the front of the bucket, and the second cargo cable is attached directly to the rear of the bucket without the use of intermediate rigging, such as struts or swinging supports. 6. Большой драглайн с электроприводом по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что в одном или более из заданных режимов работы компьютер управляет заданным рабочим углом непрерывно в течение всего времени нахождения в этом режиме.6. A large dragline with an electric drive according to any one of claims 1 to 5, characterized in that in one or more of the specified operating modes, the computer controls the specified operating angle continuously for the entire time spent in this mode. 7. Большой драглайн с электроприводом по п.6, отличающийся тем, что один или более режимов работы выбраны из группы, включающей в себя режимы черпания, перемещения и очистки ковша.7. Large dragline with electric drive according to claim 6, characterized in that one or more operating modes are selected from the group including the modes of scooping, moving and cleaning the bucket. 8. Большой драглайн с электроприводом по любому из пп.1-7, отличающийся тем, что компьютер используется для ограничения скоростей динамического перехода, сообщенных канатами ковшу.8. A large dragline with an electric drive according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the computer is used to limit the dynamic transition speeds reported by the ropes to the bucket. 9. Большой драглайн с электроприводом по любому из пп.1-8, отличающийся тем, что режимы работы драглайна, выбранные оператором, включают в себя любые один или более из режимов вытряхивания, черпания, выхода из контакта с грунтом, перемещения, выгрузки и очистки.9. A large dragline with an electric drive according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the dragline operating modes selected by the operator include any one or more of the modes of shaking, scooping, coming out of contact with the ground, moving, unloading and cleaning .
RU2002114354/03A 1999-11-03 2000-10-31 Big dragline with electric drive RU2290475C2 (en)

Applications Claiming Priority (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AUPQ3846A AUPQ384699A0 (en) 1999-11-03 1999-11-03 Dragline bucket rigging and control apparatus
AUPQ3846 1999-11-03
AUPQ6348 2000-03-20
AUPQ7400 2000-05-10
AUPQ7400A AUPQ740000A0 (en) 2000-05-10 2000-05-10 Dragline bucket rigging and control apparatus
AUPR0067 2000-09-12

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2002114354A RU2002114354A (en) 2003-12-20
RU2290475C2 true RU2290475C2 (en) 2006-12-27

Family

ID=37759976

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2002114354/03A RU2290475C2 (en) 1999-11-03 2000-10-31 Big dragline with electric drive

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2290475C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2693057C2 (en) * 2015-02-11 2019-07-01 Роудтек, Инк. Automatic calibration of automatic slope adjustment system in working machine

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2693057C2 (en) * 2015-02-11 2019-07-01 Роудтек, Инк. Automatic calibration of automatic slope adjustment system in working machine

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2394782C (en) Dragline bucket rigging and control apparatus
US9366004B2 (en) Extended reach crowd control for a shovel
US20170107692A1 (en) Dynamic motion optimization for excavating machines
US10358796B2 (en) Operator assist features for excavating machines based on perception system feedback
US20070240341A1 (en) UDD dragline bucket machine and control system
CN107407071B (en) Lifting counterweight for a digging shovel
RU2290475C2 (en) Big dragline with electric drive
CA2617476C (en) Dragline bucket rigging and control apparatus
US20180347146A1 (en) Control system to adjust applied slewing power
NL2026970B1 (en) Crane for handling a cable-suspended load, method of manufacturing such a crane and use of such a crane.
JP2002167170A (en) High lift crane vehicle
JP2021187648A (en) Crane control device
US4174579A (en) Twin boom dragline
US11772943B2 (en) Monitoring device for winch drum
JPH10218561A (en) Craned-load moving speed control device and craned-load moving speed control method
JPH10212092A (en) Turning stop control method for turning working machine and device therefor
JP2002080187A (en) Level luffing jib crane
CA2945808A1 (en) Control system for mining machine
AU2015202224B2 (en) Extended reach crowd control for a shovel
JP2024094648A (en) Mobile Crane
US20070240340A1 (en) UDD dragline bucket
JPH03244713A (en) Digging bucket for underground continuous wall
JPH082882A (en) Block type crane device
JPH08188385A (en) Crane with lattice type boom
JP2002173291A (en) Control mechanism for hoisting work machine