Устройство для управления процессом копания карьерного экскаватора

 

СОЮЗ СОЕЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧ ЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„1425 (у 4 Е 02 F 9/20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н люто скомы свидкткльствм

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (61) 910956 (21) 4122266/29-03 (22) 19.09.86 (46) 23 ° 09.88, Бюл. Ф 35 (71) Московский инженерно-строитель" ный институт им. В.В.Куйбышева (72) Ю.М.Иржак, B.È.Êóçíåöoâ, В.Ф.Иванков, В.Н.Полузадов, В,С,Агафонов и А.В.Шлыков (53) 62 1.879.34 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 910956, кл. Е 02 Р 9/20, 1980. (54} УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ КОПАНИЯ КАРЬЕРНОГО ЭКСКАВАТОРА (5 ) Изобретение предназначено для управления копанцими механизмами в процессе заполнения ковша грунтом.

Цель — повышение производительности экскаватора путем регулирования усилия привода (П) подъема. Для этого устройство дополнительно снабжено датчиком 20 скорости П 5 подъема, коман) оаппаратами 16 и 17 П подъема

14

5 и напора 10, логическим блоком (ЛБ) 21 определения операции хопа-

Ния, интегратором И 18 и включенным в цепь его обратной связи стабилитроном 19. Выходы датчика 20 и ЛБ 21 под- . ключены ко входам И 18, выход которого соединен с входом однополярного силителя 13. Командоаппараты 16 и

7 подключены к входам регуляторов и 7 напряжения систем 1 и 6 управения П 5, 10 и к двум входам ЛБ 21. ретий вход ЛБ 21 подключен к выходу атчика 11 нагрузки П 5 подъема. Наряжение с датчика 11 действует стречно сигналу с источника 15 потоянного напряжения, пропорциональному заданному значению нагрузки

25284

П 5 подъема. Сигнал с выхода усилителя 13 действует в сторону увеличе" ния выходного сигнала второго однополярного усилителя 14, подключенного к регулятору 8 тока напора. При копании сигнал с выхода ЛБ 21 снимается и И 18 деблокируется, на его вход поступает сигнал только с датчика 20. Сигнал на выходе И 18 пропорционален пути ковша при наполнении его грунтом. Ограничение макс. сигнала на выходе И 18 обеспечивается включенным в его обратную связь стабилитроном 19. Выходной сигнал И 18, по» ступающий на вход усилителя 13„ увеличивает значение стабилизируемого усилия П 5 подъема. 1 э.п.ф-лы, 3 ил, Изобретение относится к одноковшо ым экскаваторам типа прямой лопаты, предназначено для управления копающи и механизмами в процессе заполнения ковша грунтом и является усовершенстованием устройства по авт.св.

910956.

Целью изобретения является повышеие производительности экскаватора утем регулирования усилия привода одъема.

На фиг. 1 кзображена функциональ ая схема устройства для управления процессом копания карьерного экскавагора; на фиг. 2 — характеристика первого усилителя; на фиг. 3 — характеристика второго усилителя.

Устройство содержит систему 1 управления приводом подъема с регулятором 2 напряжения подъема и регулятором 3 тока подъема, преобразователь 4 подъема и двигатель 5 подъема, систему 6 управления приводом напора с регулятором 7 напряжения привода напора и регулятором 8 тока напора, преобразователь 9 напора, двигатель 10 напора, датчик 11 нагрузки привода подъема, датчик 12 произВодной нагрузки привода подъема, первый однополярный усилитель 13, второй однополярный усилитель 14, источник 15 постоянного.напряжения, 2

1 командоаппарат 16 привода подъема, командоаппарат 17 привода напора, интегратор 18, стабилитрон 19„ датчик

20 скорости привода подъема, логический блок 21. Логический блок 21 определения операции копания содержит первый 22, второй 23, третий 24 и четвертый 25 релейные элементы.

Устройство включает в себя систему 1 управления приводом подъема, состоящую иэ последовательно соеди" ненных регулятора 2 напряжения подъеМа и регулятора 3 тока подъема. Система 1 управления подключена к преобраэователю 4 подъема с подключен ным к нему двигателем 5 подъема.

Система 6 управления приводом напо ра, состоящая из последовательно

30 включенных регуляторов 7 напряжения напора и регулятора 8 тока напора, подключена к преобразователю

9 напора с подключенным к нему двигателем tO напора. Датчик. 11 нагрузки привода подъема и датчик 12 производной нагрузки привода подъема подключены к входам первого однополярного усилителя 13, выход которого соединен с одним иэ входов второго однополярного усилителя 14, другим входом связанного с выходом регулятора 7 напряжения привода напора. Источник 15 постоянного напряжения подключен к

3

14252 входам первого 13 и второго 14 усилителей.

Командоаппарат 16 подъема связан выходом с системой 1 управления, командоаппарат 17 напора — с системой 6 управления приводом напора. К входу интегратора 18, соединяющего в обратной связи стабилитрон 19, подключены выходы датчика 20 скорости привода подъема и логического блока

21 Логический блок 21 содержит первый 22 релейный элемент, входом подключенный к датчику 11 нагрузки привода подъема, второй 23 релейный эле

° мвнт, связанный с выходом командоаппарата 16 подъема, третий 24 релейный элемент, входом соединенный с выходом командоаппарата 17 напора, и четвертый релейный элемент 25, входами под- 20 ключенный к выходам первого 22, второго 23 и третьего 24 релейных эле- . ментов, а выходом — к входу интегратора 18.

Устройство работает следующим 25 образом.

При отсутствии сигналов на входе первого усилителя 13 его характеристика имеет вид 26а,(фиг. 2). Напряжение, снимаемое с источника 15 постоянного напряжения, действует в сторону уменьшения выходного напряжения усилителя 13, т.е. смещает его характеристику в положение 26б. Напряжение с датчика 11 нагрузки привода подъема действует встречно сигналу с ис. точника 15 постоянного напряжения. Сигнал, снимаемый с источника 15 по" стоянного напряжения, пропорционален заданному значению нагрузки привода 40 подъема. Это значение нагрузки выбирается равным (0,8-0,9) от величины усилия, соответствующего зоне отсечки механической характеристики привода. При нагрузке на привод 45 подъема больше заданной на выходе первого усилителя 13 появляется сигнал, а при нагрузке на привод подъема меньше заданной выходной сигнал этого Усилителя Равен нУлю. Напряже" ние с выхода первого усилителя 13 поступает на вход второго усилителя

14 имеющего при отсутствии сигналов на его входе характеристику 27а (фиг. 3). Напряжение с источника 15 постоянного напряжения действует в сторону уменьшения выходного сигнала этого усилителя и смещает характеристику усилителя 14 в положение 27б.

84

Максимальный сигнал с выхода регулятора 7 напряжения системы 6 управле ния приводом напора смещает характеристику второго усилителя 14 из положения 27б вправо в положение 27в,, если полярность регулятора 7 напряжения соответствует моменту двигателя

10 напора, направленному на втягивание рукояти, и влево в положение

27а — если момент двигателя напора действует на выдвижение рукояти.

Сигнал с выхода первого усилителя

13 действует в сторону увеличения выходного сигнала усилителя 14.

Входные параметры второго усилителя 14 рассчитываются таким образом, что сигнал íà его выходе равен разности входных сигналов, если напряжение на выходе первого усилителя 13 больше сигнала на выходе регулятора

7 напряжения, измеренного от максимального значения, действующего на втягивание рукояти. Если же этот сигнал больше напряжения на выходе первого усилителя 13, то напряжение на выходе второго усилителя 14 равно нулю. Таким образом, результирующий сигнал на входе регулятора тока равен наибольшему из двух: сигналу с выхода первого усилителя 13 или сигналу с выхода регулятора 7 напряжения.

При превышении нагрузкой привода подъема заданного значения на вход регулятора 8 тока поступает сигнал, уменьшающий давление рукояти на забой или реверсирующий напорное усилие, Заданное значение усилия привода. подъема определяется суммой сигналов с выхода источника 15 постоянного напряжения и с выхода интегратора

18. Этот интегратор во всех операциях экскаваторного цикла, кроме операции копания, заблокирован сигналом с логического .блока 21. В момент начала операции копания сигнал с выхода логического блока 21 снимается и интегратор деблокируется.

Поскольку на вход интегратора 18 в этом случае поступает только сигнал с выхода датчика 20 скорости привода подъема, то сигнал на выходе интегратора 18 пропорционален пути, проходимому ковшом при наполнении его грунтом. Параметры интегратора выбираются таким образом, чтобы за весь путь наполнения ковша грунтом напряжение на его выходе достигало (0,21425284

О,25) значения сигнала, с11пл.-.мо o с

Источника 15 постоянного 1;апряжения.

Ограничение максимального c!11 нала на вьмоде интегратора 18 достигаетс> б включением в его обратную связь стабилитрона 19, Таким образом,, сигнал, подаваеь 1й с выхода интегратора 18 на вход ервого усилителя 13, увеличивает 1О начение стабилизируемого усилия ивода подьема„ обеспечивая тем амым постоянство толщины стружки рунта, снимаемой ковшом в процессе опания.

Функционирование логического лока 21, деблокируюшего интегратор а время операции копания, основано а следующем.

При выполнении операции копания ашинист устанавливает командоаппа.-" ат 17 напора в крайнее положение На выдвижение рукояти"„ а командоппарат 16 подъема вЂ, в крайнее полоение "На подъем ковша", 28

Поскольку такое положение командопнаратов возможно и при выполнении ранспортных операций по переносу ко -. овша, то для выявления операции

t опания необходима еще дополнительая информация. Такой информацией ожет служи".ь усилие, развиваемое

Приводом подьема. Это усил .е Е3 проессе кот1ания превышает усилие, обходимое дпя подъема груженого ков-3r> а при выполнении транспортной опера-. и. Таким образом, логический блок в гявляет операцию копания по инфор-ации о нагрузке привода подъема и пр величине сигналон на выходе коман--l: 1 доаппаратов подьема и напора, Сигнал с датчика 11 нагрузки !;p". вода подъема поступает на первый релейный элемент 22. При нагрузке подъема, большей веса груженого ковша, на вьмоде первого релейного эле" мента 22 имеется напряжение., а прк нагрузке подъема, меньшей веса груже-. ного ковша, напряжение равно нулю.

Аналогично на выходах втoporo 23

50 и третьего 24 репейных элементов снгналы появляются только в том случае, если командоаппараты г:.одъема

16 и напора 17 находятся в крайнем положении соответственно H : .1о,,гье:. и н (. Э

1.; Г ковша и На выдвиженис рукоят=- „

При наличии сигиалов на выходах пер вого 22, второго 23 и третьего 24 релейных элементов напряжение на выходе четвертого релейного элемента

25 равно нулю, интегратор 18 деблокировал и напряжение на его выходе при движении привода подъема возрастает.

Если же на выходе одного из трех первых релейных элементов 22 — 24 пропадает напряжение, что свидетель-. ствует об окончании или прерывании

o1 :åpàöèè копания „то на выходе четвертого релейного элемента 25 появляется сигнал. Этот сигнал, имеющий поляр. ность обратную Г10лярности выходного

5 напряжения датчика 2О скорости подъеl.!à при подъеме ковша, с большим коэффициентом усиления поступает на интегратор 18, уменьшая до нуля напряжение на его выходе. Однополярное напряжение на выходе интегратора 18 достигается включением в его обратную связь стабилитрона 19.

Системь1 управления приводами подъе-„ ма 1 и напора 6 заполняются двухконтурными, подчиненного регулирования.

Регуляторы 2 и 7 напряжения могут быть выполнены пропорциональными, а регуляторы 3 и 8 тока — пропорционально-интегральными, На базе операционных усилителей, например серии К551УД2, могут быть реализованы первый и второй однополярные усилители с насыщением.

Командоаппараты 16 и 17 для управления главными электроприводами выполняются бесконтактными.

Первый 22, второй 23, третий 24 и четвертый 25 релейные элементы и интегратор I8 могут быть реализованы на базе операционных усилителей.

Стабилитрон 19 может быть принят, например, типа Д 814.

P. качестве датчика 20 скорости привода г1одъема может использоваться датчик ЭДС двигателя.

Дзтчик 12 нагрузки привода подъема может быть реализован на базе операционных усилителей как датчик упругого момента. -формула из обретения

Устройство для управления процессом копания карьерного экскаватора по авт„св, ¹ 9 10956, о т л и— ч а ю ш е е с я тем, что, с целью

;.oiÿ!,iøåíèÿ производительности экскаватора оно дополнительно снабжено! 425284

Составитель В.Чуприн

Техред M.Õoäàéè÷ Корректор Л.Патай

Редактор А.Ворович

Заказ 4745/27

Тираж б37 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 датчиком скорости привода подъема, командоаппаратами приводов подъема и напора, логическим блоком определения операции копания, интегратором и стабилитроном, включенным в цепь обратной связи интегратора, входы которого подключены к выходу датчика скорости привода подъема и к выходу логического блока определения опера- 10 ции копания, а выход интегратора подключен к входу первого однополярного усилителя, причем командоаппараты приводов подъема и напора подключены к входам регуляторов напряжения 15 . систем управления приводами и к перному и второму входам логического блока, третий вход которого подключен к выходу датчика нагрузки привода подъема.

2. Устройство по и. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что логический блок определения операции копания содержит четыре релейных элемента, вход первого релейного элемента является третьим входом логического блока, первым входом которого является вход второго релейного элемента, а второи вход логического блока является входом третьего. релейного элемента, причем выходы первого, второго и третьего релейных элементов подключены к входам четвертого релейного элемента, выход которого является выходом логического блока.