Способ регулирования рабочих процессов землеройно- транспортных машин и устройство для его осуществления

 

1 . Способ регулирования рабочих процессов землеройно-транспортных машин , включающий измерение действительной и теоретической скорости, определение по разности измеренных скоростей величины буксования, сравнение ее с заданной величиной буксования и изменение положения рабочего органа в зависимости от величины рассогласования , отличающийся тем, что, с целью повьшения эффективности регулирования за счет реализации нестандартных процессов копания, в процессе набора грунта определяют величину поступательного перемещения Машины и при ее увеличении увеличивают заданную величину буксования. g (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) А1 (51) 4 E 02 F 9/20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИф,—

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3793356/29-03 (22) 24.09.84 (46) 30.05.86. Бюл. У 20 (71) Челябинский филиал Государственного союзного ордена Трудового Красного

Знамени научно-исследовательского тракторного института (72) В.А. Коровин, Ю.В. Гинзбург, В.И. Курченков и М.С. Телятников (53) 622.878(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 805678, кл. E 02 F 9/20, 1978.

Авторское свидетельство СССР

В 1082914, кл. Е 02 F 9/20, 1984.

Ерофеев А.A. Автоматизированные системы управления строительными машинами. Л.: Машиностроение, 1977, с. 122-123. (54) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ РАБОЧИХ

ПРОЦЕССОВ ЗЕМЛЕРОЙНО-ТРАНСПОРТНЫХ

МАШИН И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТ

ВЛЕНИЯ (57) 1 . Способ регулирования рабочих процессов землеройно-транспортных машин, включающий измерение действительной и теоретической скорости, определение по разности измеренных скоростей величины буксования, сравнение ее с заданной величиной буксования и изменение положения рабочего органа в зависимости от величины рассогласования, о т л и ч а ю щ.и и с я тем, что, с целью повьппения эффективности регулирования за счет реализации нестандартных процессов копания, в процессе набора грунта определяют величину поступательного перемещения машины и при ее увеличении увеличивают заданную величину буксования.

1234537

2. Способ по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что измеряют величину тягового усилия и при ее увеличении уменьшают заданную величину буксования.

3. Устройство для регулирования рабочих процессов землеройно-транспортных машин, содержащее задающий блок, блок определения буксования, входы которого соединены с выходами датчиков действительной и теоретической скоростей машины, а выход подключен к одному из входов блока сравнения, выход которого соединен с приводом управления рабочим органом, Изобретение относится к автоматизации рабочих процессов и может быть использовано в системах управления приводом рабочего органа бульдозерных агрегатов.

Цель изобретения — повышение эффективности .регулирования за счет реализации нестандартных процессов копания.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства, реализующего способ регулирования рабочих процессов землеройно-транспортных машин; на фиг. 2 блок коррекции; на фиг. 3 — задающий блок.

Устройство содержит электрогидравлический привод управления рабочим органом 1, блок 2 сравнения, блок 3 определения буксования, датчики действительной 4 и теоретической 5 скорости движения машины, выходы которых подключены к входам блока 3 определения буксования, блок 6 коррекции, вход которого подключен к первому входу блока 2 сравнения, второй вход и выходы которого подключены соответственно к выходу блока 3 определения буксования и входам электрогидравлического привода управления рабочим органом 1, блок 7 интегрирования, включенный между выходом датчика 4 действительной скорости и первым входом блока 6 коррекции, второйвход которого подключен к выходу задающего блока 8. о т л и ч а ю щ е е с я тем, что оно снабжено последовательно соединенными блоком интегрирования и блоком коррекции, второй вход которого соединен с выходом задающего блока, а выход подключен к второму входу блока сравнения, при этом к входу блока интегрирования подключен выход датчика действительной скорости.

4, Устройство по и. 3, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что оно снабжено блоком измерения тягового усилия, выход которого подключен к входу задающего блока.

Устройство дополнительно содержит блок 9 измерения тягового усилия машины, подключенный к входу задающего блока 8.

В качестве датчика 4 действительной скорости используется ультразвуковой допплеровский датчик или датчик скорости вращения неприводного колеса машины. Блок 3 определения буксования

1О определяет разность теоретической и действительной скорости или осуществляет вычисление коэффициента буксования. Блок 6 коррекции выполнен в виде цифро-аналогового вычислительного

15 устройства.

Блок 8 коррекции реализует зависимость

U„,„= Ug„. F (х) (1) где F (х) — зависимость буксования от поступательного перемещения машины.

Блок 8 коррекции содержит низкоомную реэистивную цепочку r....ã,„ 9, линейный делитель 10 напряжения с постоянным выходным сопротивлением, управляющий блок 11, сигналы которого осуществляют коммутацию ключей 12 (I и проводимостей I ...Х 13. Выходное напряжение схемы изменяется

ЗО по кусочно-линейному закону

U„,,„„= =а3 + Ь3х, где Gj, bj — постоянные коэффициенты, величины которых уточняются по результатам испытаний машины.

123458?

Задающий блок 8 выполнен в ниде регулируемого источника постоянного напряжения. Регулировка выходного напряжения, соответствующего заданной величине буксования, может осуществляться вручную при помощи переменного резистора или переключателя, или автоматически в зависимости от выходного сигнала блока 9 измерения тягового усилия машины. В последнем случае задающий блок 8 выполнен в виде функционального преобразователя, -содержащего источник 14 опорного напряжения, задающий величину 3,, и усилитель 15, подключенные к входам блока t6 вычитания, реализующего следующую зависимость

8 оп о рт у (2)

E „, — оптимальная величина коэффициента буксования;

Р, — текущее значение тягового усилия машины; „,К вЂ” постоянные коэффициенты, определяющие максимальную величину буксования на слабых грунтах и интенсивность снижения буксования при переходе на бо-лее плотный грунт.

При малых тяговых усилиях напря- З0 жение на выходе задающего блока 8 определяется выходным напряжением источника 14 опорного напряжения. При увеличении тягового усилия выходное напряжение уменьшается, что обеспечи-З5 вает уменьшение заданной величины буксования при переходе на более плотный грунт.

Построение блока 9 измерения тягового усилия машины базируется на ис- а0 пользовании тензометрических датчиков, установленных на опорах толкающих брусьев бульдозера, или однозначной связи передаточного отношения гидротрансформатора с тяговым усили- 45 ем машины.

Сущность способа заключается в следующем.

Для получения максимальной производительности землеройно-транспортной машины цикличного действия необходимо, чтобы в начале процесса копания реализуемое тяговое усилие соответствовало максимуму тяговой мощности и в дальнейшем возрастало по мере накопления грунта перед рабочим органом. Поэтому оптимальная величина буксования должна увеличиваться по мере поступательного перемещения машины в процессе набора призмы грунта.

Если устройство не содержит блок 9 измерения тягового усилия машины, то перед началом копания оператор вручную устанавливает величину коэффициента буксования, соответствующую, по его мнению, максимальной производительности машины в данных грунтовых условиях. Установленная величина буксования с выхода задающего блока 8 через блок 6 коррекции поступает на первый вход блока 2 сравнения. В начальной стадии копания выходные сигналы датчика 4 действительной скорости и блока 7 интегрирования равны нулю. Поэтому блок 6 коррекции не изменяет заданный уровень буксования.

После начала движения машины блок

3 определения буксования анализирует выходные сигналы датчиков действи-. тельной 4 и теоретической 5 скорости движения и устанавливает на втором входе блока 2 сравнения уровень сигнала, соответствующий текущему значению буксования движителей машины. Если текущее значение буксования незначительно отличается от заданного, выходные сигналы блока 2 равны нулю.

В противном случае в зависимости от знака рассогласования формируется сигнал включения электрогидравлического привода 1 на заглубление или выглубление рабочего органа.

Одновременно интегрирующий блок 7 о=уществляет интегрирование выходного сигнала датчика 4 действительной ско рости. Выходной сигнал на.выходе этого блока, а следовательно, и на вто-, ром входе блока 6 коррекции соответствует длине |тути, пройденного машиной от начала копания. При возрастании этого сигнала происходит увеличение коэффициента передачи блока 6 коррекции, приводящее к увеличению заданной величины буксования движителей машины. Благодаря этому происходит автоматическое возрастание буксования и тягового усилия машины по мере накопления грунта перед отвалом, что обеспечивает приближение процесса копания к оптимальному и соответствующее повышение производительности маШИНЫ.

При движении машины в обратном направлении (например, откате бульдозера) выходной сигнал датчика 4 действительной скорости меняет знак, 1234537 благодаря чему происходит установка блока 7 интегрирования в исходное состояние.

При работе землеройно-транспортной машины разрабатываемый грунт выступает в двух качествах — как рабочее тело, взаимодействующее с рабочим органом, и как фон, взаимодействующий с движителем машины, При изменении грунтовых условий закономерности из менения этих качеств различные. Поэтому оптимальная величина буксования не остается постоянной, а уменьшает- ся при возрастании плотности грунта.

Оператор не имеет точной априорной информации о физико-механических свойствах грунта и устанавливает такую величину буксования,. которая по его субъективному мнению соответствует максимальной производительности машины. Неточность установки заданной величину буксования .приводит к существенному снижению потенциальных возможностей земперойно-транспортной машины.

Дальнейшее повышение производительности машины может быть получено за счет автоматической установки оптимальной величины коэффициента буксования при изменении грунтовых условий. С этой целью в устройство дополнительно вводят блок 9 измерения тягового усилия машины. Оптимальная величина буксования однозначно связана с тяговым усилием машины. При работе на слабых грунтах реализуемое тяговое усилие невелико. Поэтому на выходе блока 9 измерения тягового усилия машины и соответственно на входе задающего блока 8 устанавливается невысокий уровень сигнала. Задающий блок 8 в этом случае формирует повьппенный уровень буксования. При переходе на более плотный грунт тяговое усилие

10 возрастает, уровень сигнала на входе задающего блока 8 также возрастает, и устройство переходит в режим поддержания более низкого уровня буксования.

1 По мере поступательного перемещения машины блок 6 коррекции увеличивает заданный уровень буксования, поступающий на вход сравнивающего устройства 2. Это в конечном счете при2О водит к увеличению реализуемого тягового усилия машины.

При оптимальном управлении рабочим процессом эемлеройно-транспортной машины тяговое усилие близко к макси25 мально возможному, определяемому сцепными свойствами движителя на данном грунте. Поэтому в рабочей области кривая буксования имеет большую крутизну и работа блока 6 коррекции не оказывает существенного влияния на величину выходного сигнала задающего блока 8.

3а счет реализации нестандартных процессов копания и более точного учета изменения грунтовых условий предлагаемый способ позволяет повысить производительность на 5-10Х.

123453 ц Фых.

ЫХ

Составитель P. Гладун

Техред О.Сопко

Редактор И. Касарда

Корректор А. Ференц

Заказ 2961/36 Тираж 641 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4