Способ управления рабочим процессом землеройно-транспортной машины

 

Изобретение относится к управлению процессом разработки грунта землеройно-транспортными машинами, преимущественно бульдозерно-рыхлительными агрегатами, технологический цикл которых состоит из этапов набора грунта, транспортировки грунта и холостого хода. Цель - повышение эффективности управления рабочим процессом путем повышения уровня реализуемой полезной мощности на этапе транспортировки. Способ предусматривает стабилизацию текущей силовой загрузки бульдозерного оборудования (БО) в ходе набора грунта. Стабилизация осуществляется на оптимальном уровне, соответствующем максимуму полезной мощности копания. На этапе транспортировки стабилизируют загрузку БО на уровне, определяемом его объемом и типом грунта. При этом производят дозагрузку машины через рыхлительное оборудование (РО) до величины, оптимальной для набора. Уровень силовой загрузки РО определяют по разности значений силовых загрузок БО, оптимального для этапа набора грунта и установленного для этапа транспортировки. При стабилизации текущего значения силовой загрузки РО на уровне этой разности осуществляют рыхление на этапе транспортировки. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (5))5 E 02 Р 9/20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ этого процесса.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4410144/31-03 (22) 13. 04, 88 (46) 30.05.90. Бюл. 9 20 (71) Московский автомеханический институт (72) С.В.Гостев, Р.А.Беленков и P.À.Òåïåð (53) 622.325(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 881225, кл, Е 02 Г 9/20, 1981.

Авторское свидетельство СССР

М 1271951, кл. Е 02 F 9/20, 1986. (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ РАБОЧИМ ПРОЦЕССОМ ЗЕМЛЕРОЙНО-ТРАНСПОРТНОЙ МАШИНЫ (57) Изобретение относится к Управлению процессом разработки грунта землеройно-транспортными машинами, преимущественно бульдозерно-рыхлительными агрегатами, технологический цикл которых состоит из этапов набора грунта, транспортировки грунта и холостого хода. Цель — повышение эффективности управления рабочим процесИзобретение относится к управлению процессом разработки грунта с помощью землеройно-транспортных машин (ЗТМ),преимущественно бульдозернорыхлительных агрегатов (БРА),технологический цикл которых состоит из этапов набора грунта, его транспортирЬвки и холостого хода, и может быть использовано для автоматизации сом путем повышения уровня реализуемой полезной мощности на этапе транспортировки. Способ предусматривает стабилизацию текущей силовой загрузки бульдозерного оборудования (БО) в ходе набора грунта. Стабилизация осуществляется на оптимальном уровне, соответствующем максимуму полезной мощности копания. На этапе транспортировки стабилизируют загрузку БО на уровне, определяемом его объемом и типом грунта. При этом производят дозагрузку машины через рыхлительное оборудование (PO) до величины, оптимальной для набора. Уровень силовой загрузки PO определяют по раз- а ности значений силовых загрузок БО, оптимального для этапа набора грунта и установленного для этапа транспортировки. При стабилизации текущего С значения силовой загрузки PO на уровне этой разности осуществляют рыхле- 2 ние на этапе транспортировки. 2 з.п, ф-лы, 3 ил, Цель изобретения — повышение эффективности управления рабочим процессом путем повышения уровня реализуемой полезной мощности на этапе транспортировки грунта.

На фиг. 1 приведены зависимости полезной мощности N, мошности N Ä силовой передачи, теоретической скорости Чт и коэффициента 3 буксования от силы P сопротивления (силовой за1567731 грузки); на фиг. 2 — схема этапов технологического цикла БРА, Оптимальность режима БРА при использовании бульдозерного оборудова5 ния (БО), либо рыхлительно го оборудования (PO), или оптимальная величина его силовой загрузки рассматривается по отношению к максимуму полезной мощности N>. Согласно графику на фиг. 1 оптимальным является значение силы сопротивления (силовой загрузки) Р . По принципу действия силовой передачи БРА при этом справедливо выражение 15

P Ч

О где АЧ„=Ч „„-Ч,, где Ч, „„- теоретическая скорость, соответствующая силе сопротивления 2р самопередвижения Р

V — теоретическая скорость, соответствующая оптимальной силе сопротивления Р

Ввиду того, что нормативное ве- 25 дение рабочего процесса набора грунта предполагает соответствие категории грунта и номера силовой передачи, а также то, что при данном способе предусматривается отсутствие черезмерного превышения загрузки, буксование (кривая 0 на фиг. 1) в ходе набора сведено к минимуму. В связи с этим полезной мощности N на рабочем оборудовании можно поставить в соответствие мощность N,„ силовой передачи, например на выходе гидротрансформатора..Несмотря на различие амплитуд, расположение их максимумов с допустимой погрешностью можно счи- 4р тать идентичным. Следовательно, в качестве критерия оптимальности можно принять максимум мощности силовой передачи..

1 45

На этапе набора грунта, изображенном на фиг. 2, происходит стабилиз ация текущей силовой загрузки Р бульдозерного. оборудования на оптимальном уровне Р, соответствующем максимуму полезной мощности копания.

Подобный критерий оптимальности силовой загрузки БО для этапа транспортировки неэффективен, так как требуемая (для этого этапа.) силовая

1 55 загрузка P зависит уже от габаритов

Б

БО и параметров грунта. При этом

Р0 Рв > Р Ч„g р, где Ч„ - объем полной призмй транспортируемого грунта; — удельный вес грунта с учетом влажности; 1М вЂ” коэффициент внутренне1 го трения грунта. Поэтому стабилизация силовой загрузки на уровне Р0 обуславливает на этапе транспортировки недоиспользование полезной мощности на величину ЬN No N, где Бо и

N — полезная мощность соответстI венно при Р=Р и Р=Р (фиг, 1) . Согласно способу повышение реализуемой полезной мощности на этапе транспортировки на величину 5N осуществляют путем дополнительной загрузки БРА через рыхлительное оборудование, при этом должно выполняться равенство

Р +РБ-Р у

Б о (2) где P — текущее значение силовой заР груэки на PO.

Следовательно, при известных pV и P иэ выражений (1) и (2) можно определить требуемое значение силовой

I загрузки P на рыхлительном оборудоP вании.

Способ реализуют следующим образом.

Рабочий процесс начинается либо по целиковой, либо по предварительно разрыхленной тем же БРА поверхности и предусматривает последовательность однотипных технологических циклов: набор — транспортировка — рыхление— откат. Цикл начинается операцией набора. Параметрами, определяющими ход набора, являются параметры грун та р,, категория грунта, параметры движителей БРА, передаточное отношение трансмиссии i и текущее значение силовой загрузки P 0Ч =Ч V

5 т ноч т (фиг. 1). Параметры грунта и движетелей определяют кривую буксования h, которая в комплексе с „,определяет характер кривой N (фиг. 1). Осуществляя заглубление БО, определяют соответствующее текущее значение силовой загрузки БО путем измерения Рв или hV Измеряя текущее значение действительной скорости БРА VA или с допустимой погрешностью (не более

7X), Ч,, получают текущие значения

Н=Р ЧА или N,„ ЬЧт Ч . При достижении максимумов No или N Ä фиксируют соответствующие значения P или b,V, о являющиеся оптимальными, а в дальнейшем — рабочими. Заглубление БО в этот момент прекращают. Приведенные операции осуществляют автоматически с использованием известных типовых

5 15677 устройств управления БРА. Далее производят стабилизацию процесса набора на определенном уровне силовой эа— грузки, компенсируя накопление грунта

5 на БО его пропорциональными перемещениями, т.е. реализуя классическую кли— новую схему копания. В ходе набора определяют ошибку стабилизации Ья =

rrepeMemasr B0 уменьшения, Этот процесс осуществляют как полностью. автоматически, так и через оператора с условием получения им всей возможной информации в той или ином виде о ходе набора. Выбор конкретного метода стабилизации влияет в основном на средние уровни 5 и N . В качестве датчиков РБ б о могут быть использованы серийные тензорезистивные устройства, устанавли- 20 ваемые на БО в местах с наибольшим

45 силовым напряжением, например, в упряжных шарнирах крепления БО к тележкам ходовой части. Для определения

KЧ. применимы тахогенераторы, уста- 25 навливаемые в любой точке трансмиссии.

Выходными величинами для этапа набора являются значение P и средний уроо вень N,.

После заполнения БО грунтом произ- gp водят операцию транспортировки. Основными параметрами при этом являются приведенные параметры грунта и паспортный объем БО, определяющие требуемое значение его силовой загрузки P . Это значение может быть

Б введено оператором в виде одного из ряда эталонных величин, которые установлены заранее экспериментальным путем для каждого из типовых грунтов. 4р

Набор подобных величин может быть реализован в виде последовательно расположенных элементов, выполняющих функции делителя напряжения. Вместе с этим оператор может установить

1 требуемое значение Р непосредственно в ходе перехода на режим транспортировки, Для этого он оценивает степень заполнения БО и определяет момент выхода БРА из участка набора, а затем фиксирует присутствующую на

Б загрузку, закладывая в память устройства управления это значение.

Данный момент следует рассматривать как фактическое начало транспортиров5 ки. Способ не регламентирует строгой временной последовательности операций, связывая ее с субъективной оценкой процесса оператором. Далее в ходе транспортировки определяют текущее значение Р и сравнивают его с требуемым P, вычисляя тем самым ошибку

Э у стабилизации ЬБ =Р -P . При этом стабилизируют режим транспортировки, стремясь сохранить набранный объем

I грунта, т.е. свести Ь Б к нулю путем перемещений БО в соответствии со зна1 ком и модулем Ь Б, Дополнительно можно отметить, что помимо непосредствен1 ной стабилизации P применима косБ венная, когда компенсацию осуществляют путем автоматического сохранения положения SQ независимо от рельефа под движителями (3) . Стабализацию транспортировки осуществляют как в автоматическом, так и в ручном режимах. Выходными величинами для трансt портировки являются значения Р и средний уровень полезной мощности N

Операцию транспортировки проводят до момента доставки грунта в требуемое место.

Одновременно с транспортировкой осуществляют режим рыхления. Формально способ предполагает начало рыхлеI ния в момент фиксации P и вычисБ ления значения Рр=Р -Р>, являющегося базовым для операции рыхления. При этом текущее значение Р равно нулю и в соответствии с имеющейся ошибкой

=Р -P рыхлитель начинает заглубР Р ляться до тех пор, пока Рр не достиг1 нет уровня Р . В то же время оператор на свое усмотрение может заблокировать прохождение сигнала на включение рыхления, осуществив еro в любой момент транспортировки.

Для операции рыхления определяющими параметрами являются оптимальное значение силовой загрузки БО в ходе набора P и требуемое в ходе транспортировки Ря, а также требуемое значение силовой загрузки íà Pe -P

Стабилизацию рыхления производят .автоматически путем компенсации Ь, при этом выходным параметром является среднее значение мощности рыхления N . Рыхление прекращают одновре1 менно с окончанием транспортировки или ранее, в соответствии с решением оператора. Компенсацию ошибок Ь производят перемещением PO со скоростью, соответствующей величинам этих ошибок, и в направлении, соответствующем их знакам. В конечном итоге способ предусматривает соблн1дение соотношения мощностей, справедливого для всех

1567731 технологических циклов рабочего процесса:

N =N +Й

5

В данном способе сохраняется ин1 формация о значениях Р и Р в течеБо ние всего технологического цикла. С этой целью применяют типовые устройства запоминания на R, С вЂ” элементах.

Для реализации функций сравнения (определение S Р ) используют известные схемы на основе операционных усилителей.

Таким образом, в ходе транспортировки за счет автоматического введения рыхления осуществляется дополнительная силовая загрузка, позволяющая повысить реализуемую полезную мощность, а следовательно, производи- gp тельность БРА. Положительный эффект обеспечивается: и улучшением условий для ведения-последующего технологического цикла, так как ведется по разрыхленному грунта. Дополнительный 25 положительный эффект заключается также в том, что ведение рыхления в ходе транспортировки обеспечивает более равномерную эпюру давлений под движителями за счет догружения задних опорных катков, что позволяет снизить потери полезной мощности на самопередвижение БРА.

Формула изобретения

1 ° Способ управления рабочим процессом землеройно-транспортной машины, основанный на измерении текущего значения силовой загрузки бульдозерного оборудования машины и стабилизации этой загрузки на оптимальном уровне, сеответствующем максимуму полезной мощности копания бульдозерным оборудованием на этапе набора грунта, 4 отличающийся тем, что, I с целью повышения эффективности управления рабочим процессом путем повышения уровня реализуемой полезной мощности на этапе транспортировки, устанавливают требуемый по параметрам грунта и объему бульдозерного оборудования уровнеь силовой загрузки последнего на этапе транспортировки и стабилизируют текущую силовую загрузку бульдозерного оборудования на установленном уровне, определяют уровень силовой загрузки рыхлительного оборудования машины по разности значений силовых загруэок бульдозерного оборудования оптимального для этапа набора грунта и установленного для этапа транспортировки, измеряют текущее значение силовой загрузки рыхлительного оборудования, и на этапе транспортировки осуществляют рыхление при стабилизации текущего значения силовой загрузки рыхлительного оборудования на уровне указанной разности.

2. Способ по и. 1, о т л и ч аю шийся тем, что текущее значение силовой загрузки бульдозерного и рыхлительного оборудования определяют по текущим значениям сил сопротивления на указанных оборудованиях.

3. Способ по и. 1, о т л и ч аю шийся тем, что текущее значение силовой загрузки одного из видов рабочего оборудования определяют по текущему значению приложенной к нему силы сопротивления, а текущее значение силовой загрузки другого вида рабочего оборудования определяют как разность величины, пропорциональной превышению теоретической скорости при самопередвижении машины над теоретической скоростью при ее рабочем режиме, и величины текущего значения силы сопротивления на первом рабочем оборудовании.

15(i 7 731 л/Ч

Ф

NcnO

4

Фиг.1

Составитель Ю.Элькин

Техред Л.Сердюкова

Редактор Н,Горват

Корректор М.Максимишинец

Заказ 1308

Тираж 535

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгор д, ул. Гагарина, 101