Способ управления рабочим органом бульдозерного агрегата

 

Изобретение относится к строительному и дорожному машиностроению и позволяет управлять рабочим органом бульдозерного агрегата во время рабочего хода. Цель изобретения - повышение производительности бульдозерного агрегата путем исключения перерегулирования при управлении рабочим органом. Для этого сначала в процессе копания измеряют тяговое усилие РТ и сравнивают его с максимальНЫМ Ртмакс И МИНИМалЬНЫМ Ртмин первоначально заданными уровнями. По результатам сравнения изменяют положение рабочего органа по высоте h. Затем дополнительно определяют скорость изменения тягового усилия РТ , скорость h перемещения рабочего органа, задают ширину отвала В и находят плотность С разрабатываемого грунта по формуле /(К -В -гГ), где К - коэффициент пропорциональности. На основании полученных результатов и экспериментальных данных для различных грунтов и бульдозерных агрегатов корректируют заданные максимальный и минимальный уровни тягового усилия. Оптимальные минимальный и максимальный заданные уровни тягового усилия ориентировано должны составлять, например, 0,7 Ртмакс и 0,9 РТ мах 2 ил. сл

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК Ы 1677194 А1 (я)5 Е 02 Р 9/20

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

МСЕСОЮЗЦЯ

ОП ИСАН И Е ИЗОБРЕТЕНИЯ ">««+-«ì÷èâí ÿ

БИБЛИОТЕКА

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Изобретение относится к строигельному и дорожному машиностроению, а именно к системам управления рабочим органом бульдозерного агрегата.

Цель изобретения — повышение производительности бульдозера путем устранения перерегулирования при управлении рабочим органом.

На фиг. 1 изображена структурная схема устройства, реализующего предлагаемый способ; на фиг. 2 — укрупненная схема (21) 4602259/03 (22) 09,11.88 (46) 15,09.91. Бюл. М 34 (71) Производственное объединение "Чебоксарский завод промышленных тракторов" и Челябинский филиал

Государствен ного союзного научно-исследо вател ьс кого тра кто рно го института (72) В.Ю. Егоров и В.А. Коровин (53) 622.878 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1352011, кл. Е 02 F 9/20, 1985.

Авторское свидетельство СССР

М 870614, кл. Е 02 F 9/20, 1980.

Алексеев Т.А. и др. Машины для земельных работ. M.: Машиностроение, 1964. (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ РАБОЧИМ ОРГАНОМ БУЛЪДОЗЕРНОГО АГРЕГАТА (57) Изобретение относится к строительному и дорожному машиностроению и позволяет управлять рабочим органом бульдозерного агрегата во время рабочего хода. Цель изобретения — повышение производительности бульдозерного агрегата путем исключения перерегулирования при управлении рабочим органом. Для этого сначала в процессе копания измеряют тяговое усилие Рт и сравнивают его с максимальн ым Ртмакс и л1иниMçë ьным Ртути« первоначально заданными уровнями, По результатам сравнения изменяют положение рабочего органа по высоте h. Затем дополнительно определяют скорость изменения тягового усилия Рт, скорость h перемещения рабочего органа, задают ширину отвала

В и находят плотность С разрабатываемого грунта по формуле С=Рт /(К В h), где К— коэффициент пропорциональности. На основании полученных результатов и экспериментальных данных для различных грунтов и бульдозерных агрегатов корректируют заданные максимальный и минимальный уровни тягового усилия. Оптимальные минимальный и максимальный заданные уровни тягового усилия ориентировано должны составлять, например, 0,7 PTìÂêñ и 0,9 Рт м3х

2 ил.

° ц 1 О алгоритма формирования сигналов управления рабочим органом.

Устройство управления рабочим орга-,3: ном бульдозерного агрегата содержит блок 1 —

1 измерения тягового усилия, электрогидравлический привод 2 рабочего органа, блок

3 силовых ключей, а также связанные общей сис-емной магистралью г1икроЭВМ 4, блок

5 ввода аналоговой информации и блок 6 вывода дискретных сигналов. МикроЭВМ содержит микропроцессор 7, оперативное

1677194 запоминающее устройство 8 и постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) 9.

Суть предлагаемого способа управления заключается в следующем.

При разработке грунта тяговое усилие 5 бульдозера определяется по широко изве, стной формуле

Рт=К1Вп+ q yp (1) где Рт — тяговое усилие бульдозера;

K< — коэффициент сопротивления грун- 10, та резанию;

 — ширина отвала;

h — толщина срезаемой стружки грунта;

q — объем грунта в призме волочения; у- объемная масса грунта; 15 ,и — суммарный коэффициент трения грунта о грунт и сталь.

У бульдозера с нерегулируемой скоро стью перемещения рабочего органа его за, глубление (выглубление) осуществляется в течение коротких отрезков времени (напри- 20, мер, для бульдозера на базе трактора T=130, — в среднем 0,3 с). Приращение объема грун, та в призме волочения за такие интервалы времени незначительно. Поэтому

ЛРт = К1ВЛИ, (2) 25 где Л h и Л Рт — соответственно прираще1ния толщины срезаемой стружки грунта и, тягового усилил бульдозера во время включенного состояния гидропривода. Соответственно 30

ЛРт hh л =" х (3)

Переходя к пределу, получим

PT K1Bh (4) 35 где Рт — скорость изменения тягового усилия;

h — скорость перемещения рабочего органа;

h =- const, так как предполагается ис- 40 пользование на бульдозере гидропривода рабочего органа с нерегулируемой скоростью, Установлено, что коэффициент сопротивления грунта резанию подавляющего 45 большинства грунтов пропорционален плотности С грунта, определяемой динамическим плотномером ДорНИИ

К1=К С, (5) где С вЂ” плотность разрабатываемого грунта;

K=const — коэффициент пропорциональности.

С учетом изложенного

Рт =К CBh или Рт=ч, (С= N Рт);(6)

С. т

Р

К В h где — К Bh — коэффициент, имеющий

1 постоянное значение для каждого конкретного бульдозерного агрегата.

Функция Ртма«(С) непрерывна и дифференцируема. Поэтому ее можно разложить в ряд Тейлора. Ограничиваясь членами до второго порядка включительно, получим:

Р с=а„+а1с-а2с, 2 (7) где ао,..., az — постоянные коэффициенты, имеющие размерность тягового усилия.

Например, для бульдозера на базе трактора Т-130

Ртмакс=1,48+3,13 С 0,2 С (8)

Экспериментальное подтверждение этой формулы для определения максимально возможного по сцеплению тягового усилия бульдозерного агрегата ДЗ-27С на базе трактора Т-130 можно найти в книге Ю.В.

Гинзбурга и др. Промышленные тракторы.

М.: Машиностроение. 1986, с. 96, рис. 4, 13б.

Можно также не аппроксимировать эту зависимость какой-либо функцией, а представить ее в виде таблицы и занести в память микроЭВМ.

Оптимальные минимальный и максимальный заданные уровни тягового усилия должны составлять ориентировочно 0,7

Ртмах и 0,9 Ртмах. Конкретные значения коэффициентов при Ртмах зависят от типа трактора и уточняются в ходе испытаний. Так, для трактора Т-170 с гидромеханической трансмиссией уточненные значения этих коэффициентов составляют соответственно 0,6 и

0,8, Микропроцессор 7, входящий в состав микроЭВМ 4, всегда является активным модулем, Остальные модули, подключенные к системной магистрали — пассивные, В постоянном запоминающем устройстве (ПЗУ)

9 хранится программа микроЭВМ, таблица значений Ртп ах (С) и константы М: 0,7; 0,9 и т.д. В оперативном запоминающем устройстве (ОЗУ) хранятся результаты промежуточных вычислений.

Блок 5 ввода аналоговой информации преобразует выходной сигнал блока измерения тягового усилия 1 в двоичный код и обеспечивает передачу этого кода на системную магистраль в процессе ввода информации о тяговом усилии в микропроцессор 7, Блок 6 вывода дискретных сигналов обеспечивает передачу информации с системной магистрали на входы блока 3 силовых ключей. Блок 3 силовых ключей имеет два силовых ключа для включения заглубления.и выглубления рабочего органа и обеспечивает усиление выходных сигналов микроЭВМ 4 по мощности.

1 В7194 ф) Алгоритм управления рабочим процессом заключается в следующем (см. фиг. 2).

Первоначально при помощи блока 5 ввода аналоговой информации осуществляется ввод значения тягового усилия Рт. Это значение сравнивается с минимально воэ- 5 можными значениями тягового усилия Ро, соответствующими максимуму производительности бульдозера на самом слабом грунте. Если условие PT > Ро не выполняется, включается заглубление рабочего орга- 10 на. Это обеспечивает начальный запуск системы управления.

При выполнении условия P >Po анализируется состояние гидропривода. Если он включен, то последовательнс определяется: 15 производная тягового усилия PT плотность разрабатываемого грунта С, максимально возможное по сцеплению движителя с грунтом тяговое усилие Ртмакс (путем обращения микропроцессора 7 к табли- 20 це РТМВКс (С), хранящейся в ПЗУ 9) и заданные уровня Рмакс и Рмин.

Далее осуществляется циклическое сравнение тягового усилия Рт с заданными уровнями Рмин и Рмакс и соответственно 25 включение гидропривода на заглубление или выглубление рабочего органа или поддержание его в выключенном положении.

Если гидропривод выключен, то новые значения Рилакс и Рмин не определяются. 30

Определение значений Рмин и Рмакс осуществляется без выхода текущего режима работы бульдозера эа пределы эоны максимальной тяговой мощности, Благодаря этому достигается повышение 5 производительности бульдозера за счет устранения перерегулирования — ошибок в управлении, приводящих в отдельные моменты времени к повышенному буксованию или существенной недогрузке бульдозера.

Формула изобретения

Способ управления рабочим органом бульдозерного агрегата, основанный на измерении тягового усилия во время рабочего хода, сравнении его с максимальным и минимальным первоначально заданными уровнями, по результату сравнения изменения положения рабочего органа по высоте, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности бульдозерного агрегата путем исключения ïåðåðåгулирования при управлении рабочим органом, дополнительно определяют скорость перемещения рабочего органа, задают ширину отвала, определяют скорость изменения тягового усилия и находят плотность разрабатываемого грунта по формуле т

РГ

К 8 h где С вЂ” плотность разрабатываемого грунта;

PT — скорость изменения тягового усилия;

h — скорость перемещения рабочего органа;

8 — ширина отвала;

К вЂ” коэффициент пропорциональности и на основании полученных результатов и экспериментальных данных. для различных грунтов и бульдозерных агрегатов корректируют заданные максимальный и минимальный уровни тягового усилия.

1677194

Составитель Б,Барабаш

Техред M,Moðãåíòàë Корректор М.Кучерявая

Редактор С. Рекова

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 3090 Тираж v Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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