專利名稱：懸臂式斗輪取料機(jī)臂架回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)運行速度的控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及斗輪取料機(jī)運行控制方式領(lǐng)域，特別是涉及一種懸臂式斗輪取料機(jī)臂架回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)運行速度的控制方法。
背景技術(shù)：
懸臂式斗輪取料機(jī)廣泛的應(yīng)用于料場的取料作業(yè)中。在旋轉(zhuǎn)取料過程中，其切削面積為一月牙形，因此，在回轉(zhuǎn)角度一定的情況下，斗中的物料充滿量是變化的。遠(yuǎn)離軌道，取料量小，懸臂垂直軌道時取料量為零。正常取料作業(yè)，旋轉(zhuǎn)角度一般控制在60°左右。
為了消除取料過程中的“月牙損失”，利用斗輪取料機(jī)回轉(zhuǎn)絕對值編碼器可準(zhǔn)確檢測懸臂旋轉(zhuǎn)運動中與軌道之間形成的任意夾角Φ，因為斗輪在任意處取料的截面是相等的，所以，根據(jù)采樣值Φ計算出臂架在旋轉(zhuǎn)過程中與行走軌道任意夾角處的速度V，使臂架的旋轉(zhuǎn)取料速度按l/cosO函數(shù)的變化規(guī)律進(jìn)行調(diào)速，使臂架在任意角度下，在相同的時間內(nèi)均勻取料，從而使生產(chǎn)率恒定而不隨回轉(zhuǎn)角度的變化而減少。臂架旋轉(zhuǎn)與行走軌道任意夾角Φ處的速度為V = VOX 1/cosΦ (r/min)，其中V—任意處的回轉(zhuǎn)速度，Φ—任意處的回轉(zhuǎn)角度，VO—初始回轉(zhuǎn)速度。由于回轉(zhuǎn)角度Φ> 60°以后回轉(zhuǎn)速度急劇增大，因此，取料回轉(zhuǎn)調(diào)速應(yīng)在O 60°范圍內(nèi)進(jìn)行。然而，當(dāng)料堆較窄時，由于兩邊的料比較薄，所以完全按照l/COSct調(diào)速只能滿足在較大角度上的取料效率，在較小角度的一側(cè)，按照l/C0S(j5調(diào)速理論，回轉(zhuǎn)的速度是比較慢的，這樣反而影響了取料效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)缺陷，而提供一種能夠提高懸臂式斗輪取料機(jī)取料效率的懸臂式斗輪取料機(jī)臂架回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)運行速度的控制方法。為實現(xiàn)本發(fā)明的目的所采用的技術(shù)方案是一種懸臂式斗輪取料機(jī)臂架回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)運行速度的控制方法，其特征在于，包括下述步驟(I)確定窄料堆邊界區(qū)域設(shè)定邊界區(qū)域?qū)?yīng)的水平方向的長度為A，A=h/tana，其中h為層與層之間的高度，取斗輪的切削高度；a為料堆的安息角；(2)確定邊界區(qū)域?qū)?yīng)的回轉(zhuǎn)角度β β =2Xarcsin (A/2) /R,其中R為斗輪取料機(jī)懸臂的的臂長；(3)將懸臂旋轉(zhuǎn)運行中與軌道之間形成的任意夾角Φ與回轉(zhuǎn)角度β進(jìn)行比較；如果Φ彡β，則回轉(zhuǎn)速度按照下述公式計算Vn = VOX Ι/cos Φ (r/min)，其中Vn—區(qū)別于邊界處的任意處的回轉(zhuǎn)速度，Φ —任意處的回轉(zhuǎn)角度，VO—初始回轉(zhuǎn)速度；如果Φ < β，則回轉(zhuǎn)速度按照下述公式計算Vn ; =KXVOX l/cosO X 1/cos α，其中Vn '為邊界處的理論回轉(zhuǎn)速度，K為現(xiàn)場調(diào)試經(jīng)驗系數(shù)；所述現(xiàn)場調(diào)試經(jīng)驗系數(shù)K 一般為I. 2-1. 5。(4)將邊界處的理論回轉(zhuǎn)速度Vn'與最大取料回轉(zhuǎn)速度比較，同時將斗輪電機(jī)實時電流值與斗輪電機(jī)額定電流值進(jìn)行比較，如果邊界處的理論回轉(zhuǎn)速度Vn '小于最大取料回轉(zhuǎn)速度，且斗輪電機(jī)實時電流值小于斗輪電機(jī)額定電流值，則將計算得到的邊界處的理論回轉(zhuǎn)速度Vn ’作為邊界取料回轉(zhuǎn)速度；否則，將最大取料回轉(zhuǎn)速度作為邊界處取料的回轉(zhuǎn)速度。 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明的控制方法在斗輪取料機(jī)l/C0S(t調(diào)速方式的基礎(chǔ)上，在料堆較窄的情況 下，在角度Φ較小的一側(cè)，依靠物料的安息角α計算出物料兩邊需要區(qū)別于l/COSct調(diào)速的范圍，使懸臂回轉(zhuǎn)速度在兩個邊界處根據(jù)物料的安息角的大小使回轉(zhuǎn)速度加快，提高了取料效率。


圖I所示為較窄的料堆示意圖；圖2所示為邊界區(qū)域?qū)?yīng)的水平方向的長度所對應(yīng)的回轉(zhuǎn)角度示意圖；圖3所示為本發(fā)明懸臂式斗輪取料機(jī)臂架回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)運行速度的控制方法流程圖。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。圖I所示為較窄的料堆示意圖，判斷是正常的料堆還是較窄的料堆可以根據(jù)現(xiàn)場經(jīng)驗判斷。一般將堆存量小于5000噸，而高度大于17米的料堆，視為較窄料堆。在取料操作前，操作人員根據(jù)經(jīng)驗確定是否是較窄的料堆，如果是較窄的料堆取料，將PLC控制器的控制方式調(diào)整為較窄料堆的工作模式。當(dāng)料堆較窄時，在較小角度的一側(cè)，依靠物料的安息角α計算出物料兩邊需要區(qū)別于l/C0S(j5調(diào)速的范圍。安息角越小，在原速度的基礎(chǔ)上需增加的速度Λν越大，安息角越大，在原速度的基礎(chǔ)上需增加的速度AV就越小，由此可以看出，AV與物料的安息角α大致成反比關(guān)系。而煤的安息角α —般在30° -45°之間。對于較窄料堆，通過引入安息角對邊界處的速度進(jìn)行調(diào)節(jié)，其懸臂式斗輪取料機(jī)臂架回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)運行速度的控制方法的流程圖如圖3所示，包括下述步驟(I)確定窄料堆邊界區(qū)域設(shè)定邊界區(qū)域?qū)?yīng)的水平方向的長度為A，A=h/tan α，其中h為層與層之間的高度，取斗輪的切削高度，其值約為< 3. 25米(斗輪直徑的一半高度);α為料堆的安息角；(2)確定邊界區(qū)域?qū)?yīng)的回轉(zhuǎn)角度β，圖2所示為邊界區(qū)域?qū)?yīng)的水平方向的長度所對應(yīng)的回轉(zhuǎn)角度示意圖，由圖2可知β =2Xarcsin (A/2) /R,
其中R為斗輪取料機(jī)懸臂的的臂長；(3)將懸臂旋轉(zhuǎn)運行中與軌道之間形成的任意夾角Φ與回轉(zhuǎn)角度β進(jìn)行比較；如果Φ彡β，則回轉(zhuǎn)速度按照下述公式計算Vn = VOX Ι/cos Φ (r/min)，其中Vn—區(qū)別于邊界處的任意處的回轉(zhuǎn)速度，Φ —任意處的回轉(zhuǎn)角度，VO—初始回轉(zhuǎn)速度；如果Φ < β，則回轉(zhuǎn)速度按照下述公式計算Vn ; =KXVOX l/cosO X Ι/cos α，其中Vn '為邊界處的理論回轉(zhuǎn)速度，K為現(xiàn)場 調(diào)試經(jīng)驗系數(shù)。K的確定，主要通過取料機(jī)現(xiàn)場取料測試取得，當(dāng)K的數(shù)值滿足邊界處取料流量要求即可。一般參數(shù)K的取值范圍為1. 2-1. 5。(4)將邊界處的理論回轉(zhuǎn)速度Vn'與取料回轉(zhuǎn)最大速度比較，同時將斗輪電機(jī)實時電流值與斗輪電機(jī)額定電流值進(jìn)行比較，如果邊界處的理論回轉(zhuǎn)速度Vn '小于取料回轉(zhuǎn)最大速度，且斗輪電機(jī)實時電流值小于斗輪電機(jī)額定電流值同時成立，則將計算得到的邊界處的理論回轉(zhuǎn)速度Vn丨作為邊界取料回轉(zhuǎn)速度；否則，將最大取料回轉(zhuǎn)速度作為邊界處取料的回轉(zhuǎn)速度。經(jīng)測算，本發(fā)明的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)運行速度控制方法使用后，可提高邊界處取料流量50%以上。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種懸臂式斗輪取料機(jī)臂架回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)運行速度的控制方法，其特征在于，包括下述步驟 (1)確定窄料堆邊界區(qū)域設(shè)定邊界區(qū)域?qū)?yīng)的水平方向的長度為A，A=h/tana, 其中h為層與層之間的高度，取斗輪的切削高度； a為料堆的安息角； (2)確定邊界區(qū)域?qū)?yīng)的回轉(zhuǎn)角度ββ =2Xarcsin (A/2) /R, 其中R為斗輪取料機(jī)懸臂的的臂長； (3)將懸臂旋轉(zhuǎn)運行中與軌道之間形成的任意夾角Φ與回轉(zhuǎn)角度β進(jìn)行比較； 如果Φ > β，則回轉(zhuǎn)速度按照下述公式計算Vn = VOX l/cosC>, 其中Vn為區(qū)別于邊界處的任意處的回轉(zhuǎn)速度，Φ為任意處的回轉(zhuǎn)角度，VO為初始回轉(zhuǎn)速度； 如果Φ < β，則回轉(zhuǎn)速度按照下述公式計算 Vn ; =KXVOX l/cosO X 1/cos α，其中Vn '為邊界處的理論回轉(zhuǎn)速度，K為現(xiàn)場調(diào)試經(jīng)驗系數(shù)； (4)將邊界處的理論回轉(zhuǎn)速度Vn'與最大取料回轉(zhuǎn)速度比較，同時將斗輪電機(jī)實時電流值與斗輪電機(jī)額定電流值進(jìn)行比較，如果邊界處的理論回轉(zhuǎn)速度Vn '小于最大取料回轉(zhuǎn)速度，且斗輪電機(jī)實時電流值小于斗輪電機(jī)額定電流值，則將計算得到的邊界處的理論回轉(zhuǎn)速度Vn丨作為邊界取料回轉(zhuǎn)速度；否則，將最大取料回轉(zhuǎn)速度作為邊界處取料的回轉(zhuǎn)速度。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的懸臂式斗輪取料機(jī)臂架回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)運行速度的控制方法，其特征在于，所述現(xiàn)場調(diào)試經(jīng)驗系數(shù)K為I. 2-1. 5。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種懸臂式斗輪取料機(jī)臂架回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)運行速度的控制方法，而提供一種能夠提高懸臂式斗輪取料機(jī)取料效率的方法。確定窄料堆邊界區(qū)域設(shè)定邊界區(qū)域?qū)?yīng)的水平方向的長度為A，確定邊界區(qū)域?qū)?yīng)的回轉(zhuǎn)角度β；將懸臂旋轉(zhuǎn)運行中與軌道之間形成的任意夾角Φ與回轉(zhuǎn)角度β進(jìn)行比較；如果Φ≥β，則回轉(zhuǎn)速度為Vn＝V0×1/cosΦ，如果Φ＜β，則回轉(zhuǎn)速度為Vn＇=K×V0×1/cosΦ×1/cosα；如果邊界處的理論回轉(zhuǎn)速度Vn＇小于最大取料回轉(zhuǎn)速度,且斗輪電機(jī)實時電流值小于斗輪電機(jī)額定電流值同時成立,則將計算得到的邊界處的理論回轉(zhuǎn)速度Vn＇作為邊界取料回轉(zhuǎn)速度；否則,將最大取料回轉(zhuǎn)速度作為邊界處的取料的回轉(zhuǎn)速度。
文檔編號G05D13/62GK102902284SQ201210356168
公開日2013年1月30日 申請日期2012年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月21日
發(fā)明者王超峰, 張茂林, 李強(qiáng), 田煜達(dá), 謝河滄, 田保東, 邵晨, 江恒山 申請人:天津港中煤華能煤碼頭有限公司