Karyer bir cho‘michli ekskavatorlarning ish rejimlarini optimallashtirish

Kirish. Karyerlarda qazish va yuklash asosiy texnologik jarayon hisoblanadi. Shunday ekan, asosiy vositasi hisoblangan ekskavatorlarning elektr yuritmalarini avtomatlashtirish muhim vazifa hisoblanadi. Bir cho‘michli ekskavatorning elektr yuritmalarini avtomatlashtirish orqali eng katta texnik va iqtisodiy samaraga erishish mumkin. Biroq bir cho‘michli ekskavatorlar uchun barcha elektr yuritmalarni avtomatlashtirish imkoniyati sikldan siklga ish sharoitida sezilarli o‘zgarishlar tufayli qazish yuzaning mumkin bo‘lgan o‘zgarishlarning xilma-xilligida, cho‘michni to‘ldirish va tushirish shartlarida va boshqa xususiyatlar tufayli qiyin. Shuning uchun bir cho‘michli ekskavatorning asosiy elektr yuritmasining ish rejimini takomillashtirish maqsadga muvofiq [1-5]. Kon korxonalarida bir cho‘michli ekskavatorlarni avtomatlashgan tizimda boshqarish inson omilining ish unumdorligiga ta’sirini yo‘q qilish yoki cheklash imkonini beradi. Malakasiz boshqaruv, tunda va noqulay ob-havo sharoitida ko‘rishning cheklanganligi, uzun ish olib boriladigan qismlarda ishlashda mexanizmlarning ishlash tezligining pasayishi va ekskavator “Развитие науки и технологий” Научно–технический журнал №2/2025 122 Машинасозлик ва энергетика mashinistining charchashi bir cho‘michli ekskavatorlarning ish unumdorligini sezilarli darajada pasaytiradi [6-7]. Qazish jarayonining mashinist tomonidan optimal bo‘lmagan nazorat (cho‘michni tosh massasi bilan to‘ldirish) natijasida energiya sarfi ko‘payadi. Mikroprotsessor texnologiyasidan foydalangan holda zamonaviy kompyuter axborot texnologiyalari bir cho‘michli konchilik ekskavatorining qazish jarayonini boshqarishning ishonchli va samarali avtomatlashtirilgan tizimini yaratish imkonini beradi. Bunday usulda ekskavatorni boshqarish juda murakkab jarayon va juda katta miqdordagi ma’lumotlarni o‘z ichiga oladi. Bu boshqaruv ikki darajali avtomatik boshqaruv tizimidan iborat. Yuqori daraja ekskavator mashinisti uchun avtomatlashtirilgan ish stansiyasidir. Bunda ekskavatorning ish mexanizmlari qo‘zg‘alishlarini va ularning ish jarayonlarini takomillashtirish, qazish va yuklash jarayonlarini optimallashtirish va vizualizatsiya qilish muammolari boshqaruv kompyuteri orqali hal qilinadi [1-2]. Pastki daraja – bunda asosiy qurilma mikroprotsessorli komanda nazorat apparatlari guruhi bo‘lib, ular mexanizmlarning elektr yuritmalari bilan birgalikda ishlaydi. Ekskavatorning ko‘tarish, bosim berish, aylanish yurish mexanizmlari harakatini boshqarish dasturlarini shakllantiradi va amalga oshiradi (1-rasm). 1-rasm. Karyer ekskavator kompleksining funksional elektrotexnik sxemasi. 1- yuqori kuchlanishli qo‘shib beradigan punkt, 2- kabel barabani, 3- gorizontal tok qabul qilgich, 4- vertikal tok qabul qilgich, 5- yuqori kuchlanishli kompleks taqsimlovchi qurilma, 6- o‘zgartiruvchi agregat (elektr mashinali yoki tiristorli), 7- asosiy harakatlantiruvchi elektr motor, 8- yordamchi harakatlantiruvchi elektr motor, 9- dvigatelni qo‘zg‘atish tizimi, 10- axborot va diagnostika tizimi Boshqaruv kompyuterining asosiy vazifalari: ▪ turli yuzalar uchun blok kon dasturlarini saqlash. Bunday har bir dastur quyidagilarni o‘z ichiga oladi: a) qazishning boshlang‘ich nuqtalari koordinatalari ketma-ketligi va yuzalardagi kon qazish jarayonlari parametrlari asosida aniqlangan cho‘mich tushirish nuqtasi koordinatalari; b) joriy qazish siklida ekskavatorning elektr yuritmalarini yoqish va to‘xtatish buyruqlari ketma-ketligi [1-7]; ▪ sikldagi operatsiyalar ketma-ketligini nazorat qilish; ▪ ovozni boshqarish; ▪ qazish jarayonini himoya qilish va blokirovka qilish; ▪ ish mexanizmlarining harakat tezligini o'zgartirish dasturlarini yaratish uchun mikroprotsessor kontrollerlariga uzatiladigan paqir o'tkazish operatsiyalari uchun drayverlarning barqaror holatdagi harakat tezligining davomiyligi va qiymatlarini hisoblash; “Фан ва технологиялар тараққиёти” Илмий–техникавий журнал №2/2025 123 Машиностроение и энергетика ▪ tugallangan qazish sikllari sonining joriy qiymatlarini va jo‘natilgan kon massasi miqdorini aniqlash; ▪ qazish jarayonining borishi, ekskavatorning holati va yuza haqidagi ma’lumotlarni vizualizatsiya qilish; ▪ boshqaruv jarayoni tarixini hujjatlashtirish. Bitta ekskavator stansiyasidan yuza blokini qazib olish dasturini tanlash va bajarilishini nazorat qilish va kerak bo‘lganda, qo‘zg‘alish boshqaruvchi boshqaruvchilariga to‘g‘ridan-to‘g‘ri ta’sir qilish orqali ishchi mexanizmlarning harakat trayektoriyalarini sozlash ekskavator haydovchisi tomonidan amalga oshiriladi. Yuz blokini qazib olgandan so‘ng, haydovchi ekskavatorning yangi to‘xtash joyiga harakatini va ma’lum geometrik parametrlarga - balandlik, kenglik va chuqurlikka ega bo‘lgan keyingi blokni avtomatik qazib olish boshlanadigan joyda chelakni o‘rnatishni ham boshqaradi [4-6]. Bir cho‘michli ekskavatorlarning individual jarayonlarini avtomatlashtirish iqtisodiy va texnik jihatdan maqsadga muvofiqdir. Hozirgi vaqtda bir qator ilmiy-tadqiqot va tajribakonstruktorlik tashkilotlari quyidagi asosiy yo‘nalishlarda bir cho‘michli ekskavatorlarni avtomatlashtirish uskunalarini ishlab chiqmoqdalar: 1. Mashinalarni haddan tashqari yuklanish va favqulodda vaziyatlardan avtomatik himoya qilish tizimlarini yaratish. Bunday tizimlarga misol sifatida dragline ekskavatorining cho‘michini haddan tashqari ko‘tarish va cho‘zishdan avtomatik himoya qilish uchun qurilmalardan foydalaniladi. 2. Ekskavator tomonidan bajarilgan ishlarning hajmi va sifatini qayd etish, shuningdek, uning texnik holatini nazorat qilish uchun avtomatik boshqaruv tizimlarini yaratish. Nazorat va hisobga olish tizimini joriy etish karyerlarda texnologik jarayonlarni avtomatlashtirilgan boshqarish tizimini ishlab chiqishning zarur shartidir. 3. Ekskavator qazish jarayonini avtomatik boshqarish tizimlarini yaratish, elektr uzatgichlar kuchidan optimal foydalanishni ta’minlash va buning natijasida unumdorlikni oshirish. Qo‘lda boshqarilsa, qazish mexanizmi motorining yuklash rejimi o‘rnatiladi mashinist sub’ektiv ravishda, maydalangan tog‘ jinslarining o‘lchamini nazorat qilish orqali amalga oshadi. Qazish jarayonini avtomatlashtirish uni qazish mexanizmi yuritmasini optimal yuklash va cho‘michni to‘ldirish bilan amalga oshirish uchun mo‘ljallangan [5-7]. Eksperiment va olingan natijalarning tahlili. Bir cho‘michli ekskavatorlar cho‘michlari ish unumdorligining ularni to‘ldirish ish rejimini avtomatik boshqarish tizimlarini yaratishdan iborat. Bir cho‘michli ekskavatorning bir ish siklining davomiyligi 20÷70 s oralig‘ida bo‘lsa, bu holda ekskavator operatori 12÷18 nazorat operatsiyasini bajaradi, daqiqada 60÷70 tagacha harakatni amalga oshiradi, shundan taxminan yarmi transport jarayonlari hisoblanadi. Ekskavatorni ishlatish katta e’tibor va inson mushaklarining kuchini talab qiladigan ko‘p mehnat talab qiladigan jarayondir. Masalan, bitta poyezdni yuklash paytida bitta cho‘michli ekskavatorning mashinisti faqat ko‘tarish mexanizmi elektr yuritmasining boshqaruv tutqichidan foydalangan holda 4000 ga yaqin almashtirishni amalga oshiradi va qo‘lda 2,5 km masofani bosib o‘tadi [6]. Transport jarayonlarini boshqarishni avtomatlashtirish–ekskavator mashinistini cho‘michni ko‘tarish mexanizmi boshqarishdan ozod qiladi, bu unga ish siklining asosiy bosqichlariga e’tibor qaratish imkonini beradi. Buning tabiiy natijasi sifatida ish unumdorligi va sifati oshishi kutilmoqda. Avtomatik boshqaruvga ega ekskavatorlarning mahsuldorligini oshirish, shuningdek, mashinaning ish harakatlarini oqilona birlashtirish masalan, cho‘michni ko‘tarish va aylantirish orqali ham erishish mumkin. Ekskavatorlarni dasturiy avtomatik boshqarish tizimlarini yaratish, bu nafaqat mashinaning ish unumdorligini oshirish va uning ishonchliligini oshirishni ta’minlaydi, balki kon ishlarini optimal texnologik parametrlar bilan amalga oshirish imkonini beradi. Ishchi maydon yuzani ma’lum bir tarzda tayyorlash va chelakni tushirish uchun shartlar bilan ish sikllari ketma-ketligi va “Развитие науки и технологий” Научно–технический журнал №2/2025 124 Машинасозлик ва энергетика sikl ichidagi jarayonlarning borishi uchun dasturni o‘rnatish mumkin. Ekskavator dasturiy ta’minotini boshqarish algoritmlari yuza va otval shakllantirishning tizimli rivojlanishini, shuningdek, ish jarayonlarining oqilona kombinatsiyasini ta’minlashi kerak. Mahalliy avtomatlashtirish tizimlarini ishlab chiqishdan keyin bu muammoni muvaffaqiyatli hal qilish mumkin. Bir cho‘michli ekskavatorlarning ish rejimlarini avtomatlashtirish va nazoratga olish uchun berilgan ishchi uskuna va mexanizmlarining nominal parametrlari quyidagi 1-jadvalda keltirilgan. 1-jadval Karyer bir cho‘michli ekskavatorlarining ishchi uskuna va mexanizmlari yuritmalari nominal parametrlari Asosiy ko‘rsatkichlari Ekskavotor turi EKG-5А EKG-8I EKG-10 EKG-12 EKG-15 EKG-20А Bosh mexanizm elektr yuritma tizimi G-D G-D G-D G-D G-D G-D Ko'tarish elektr dvigateli Elektr dvigatelining quvvati, kVt Nominal ish aylanishi qiymati, % Aylanish tezligi, ayl/min 2270 80 450 2270 80 450 4175 2500 2150 220 100 750 100 500 Bosim elektr dvigateli Elektr dvigatelining quvvati, kVt Nominal ish aylanishi qiymati, % Aylanish tezligi, ayl/min 100 450 100 1000 2150 54 100 1200 175 100 450 200 100 750 80 750 80 750 100 490 Burilish elektr dvigateli (aylanish) 4150 60 мин 490 Yurish elektr dvigateli Elektr dvigatelining quvvati, kVt Nominal yuk bilan ish vaqti, min Aylanish tezligi, ayl/min 260 80 % 2100 2100 4120 2150 60 мин 490 Elektr dvigatelining quvvati, kVt Nominal ish aylanishi qiymati, % Aylanish tezligi, ayl/min 80 % 80 % 80 % 2150 60 490 Ekskavatorlarni dasturiy avtomatik boshqarish tizimlarini yaratish, bu nafaqat mashinaning ish unumdorligini oshirish va uning ishonchliligini oshirishni ta’minlaydi, balki kon ishlarini optimal texnologik parametrlar bilan amalga oshirish imkonini beradi. Ishchi maydon yuzani ma’lum bir tarzda tayyorlash va chelakni tushirish uchun shartlar bilan ish sikllari ketma-ketligi va sikl ichidagi jarayonlarning borishi uchun dasturni o‘rnatish mumkin. Biroq tizim jarayon o‘zgarishlarini nazarda tutmaydi. Cho‘michni ko‘tarish trayektoriyalarining holati, ularning pozitsiyasi cho‘michning ko‘tarilish nuqtasiga bog‘liq. Mashinani aylantirganda yuzaning boshqa nuqtalaridan ko‘tarilgan cho‘mich pichoqlari bilan to‘qnashishi mumkin. Ikkinchisi boshqaruv ishonchliligini pasaytiradi va shuningdek, ortib borayotganligi sababli mashina unumdorligini pasaytiradi. Siklning davomiyligi, chunki yuzaning uzoq nuqtalaridan qazish paytida, cho‘michni birinchi navbatda ajratish nuqtasiga tortib olish kerak, undan ko‘tarish trayektori otval zonasiga kirmaydi. Shuni ta’kidlash kerakki, ushbu tizimlar ancha murakkab boshqaruv algoritmlari va shuning uchun ularni amalga oshirish bilan ajralib turadi hamda qo‘shimcha tadqiqotlar va komplekslarni talab qiladi ularni soddalashtirish va ishonchliligini oshirish ustida ishlash kerak bo‘ladi. 254 254 250 290 60 750 54 45 1200 45 1200 45 1200 60 490 “Фан ва технологиялар тараққиёти” Илмий–техникавий журнал №2/2025 125 Машиностроение и энергетика 2-rasm. EKG-20A bir cho‘michli ekskavatorning elektr yuritmalari uchun elektr ta’minotining TO‘-D sistemasi chiziqli sxemasi: XT- yuqori kuchlanishli halqali tok qabul qilgich, QF-avtomatik o‘chirgich, T-transformator, M1-M4- burilish mexanizmi dvigatellari, TO‘T1- TO‘T4- tiristor o‘zgartirgichli to‘g‘rlagich, FKQ- filtirlovchi kompensator qurilmasi, M5-M6- ko‘tarish mexanizmi dvigatellari, TO‘1- TO‘2- ko‘tarish mexanizmi uchun tiristorli o‘zgartirgich, TO‘- tiristorli o‘zgartirgich, XT1-XT2-past kuchlanishli halqali tok qabul qilgich, M7-M8- yurish mexanizmi dvigatellari, M9-M10- bosim berish mexanizmi dvigatellari. Boshqaruv kompyuterining yaratilgan dasturi quyidagi asosiy vazifalarini bajaradi: turli kon yuzalari uchun blok kon dasturlarini saqlash. Har bir bunday dastur quyidagilarni o‘z ichiga oladi: a) qazishning boshlang‘ich nuqtalari koordinatalari ketma-ketligi va yuzalardagi kon operatsiyalari parametrlari asosida aniqlangan cho‘mich tushirish nuqtasi koordinatalari; b) joriy qazish siklida ekskavatorning elektr yuritmalarini yoqish va to‘xtatish buyruqlari ketma-ketligi. Sikldagi operatsiyalar ketma-ketligini nazorat qiladi. Ovoz signalini boshqaradi. Qazish jarayonini himoya qiladi va blokirovka qiladi. Ish mexanizmlarining harakat tezligini o‘zgartirish dasturlarini yaratadi hamda mikroprotsessor kontrollerlariga uzatadi. Cho‘mich o‘tkazish operatsiyalari uchun yuritmalarning barqaror holatdagi harakat tezligining davomiyligi va qiymatlarini hisoblaydi. Tugallangan qazish sikllari sonining joriy qiymatlarini va jo‘natilgan kon massasi miqdorini aniqlaydi. Qazish jarayonining borishi, ekskavatorning holati va yuza haqidagi ma’lumotlarni vizualizatsiya qiladi. Boshqaruv jarayoni tarixini hujjatlashtiradi. Xulosa. Ishda cho‘michni qazish trayektoriyasi bo‘ylab ko‘tarish imkonini beruvchi avtomatlashtirish tizimi taklif etildi. Hamda ko‘taruvchi motorlarning doimiy optimal statik yuklamasini saqlab, qolgan holda boshqaradigan dasturiy ta’minotni yaratish taklifi berilgan. Hamda maqolada tashish rejimida cho‘mich holatini avtomatik boshqarish tamoyillarini ishlab chiqishga bag'ishlangan; o‘rtasidagi funksional bog‘liqliklardan foydalanib, cho‘michning holati haqida ma’lumot olish imkoniyatlarini o‘rganib chiqildi. Tortish arqonlardagi statik kuchlar va ularning strela o‘qidan burchakka qancha og‘ish miqdori uchun dasturiy ta’minoti qurilish taklif qilingan. Tadqiqotlar shuni ko‘rsatdiki, avtomatik boshqarish mashinaning ish unumdorligini va ishonchliligini oshirishni ta’minlaydi, balki kon ishlarini optimal texnologik parametrlar bilan amalga oshirish imkonini beradi