Устройство управления копающим механизмом экскаватора

 

Изобретение относится к управлению экскаваторами, а именно к механизмам .тяги драглайна и механизмам подъема экскаватора-лопаты. Цель - повышение производительности экскаватора за счет увеличениябыстродействия механизма в режиме разгона. Устройство содержит регуляторы скорости 4 и момента 3. В цепь регулятора 4 скорости включен ограничитель, управляемый сигналом с первого суммирующего усилителя 8. На входы первого суммирующего усилителя 8 поступают сигнал от источника 9 постоянного напряжения, представляющий напряжение задания ограничения момента, сигнал с второго суммирующего усилителя 11 м сигнал с блока 13 перемножения. Основную задачу ограничения момента выполняет сигнал с блока 13 перемножения, который формирует сигнал, пропорциональный произведению скорости, поступающей с датчика 4 через диод 14, на выходной сигнал второго суммирующего усилителя 11. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)ю Е 02 F 9/20

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ усилителя 11. 1 ил 4

О

0с 4

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

I (61) 1641951 (21) 4788477/03 (22) 01.02.90 (46) 07.02.92. Бюл. hk 5 (71) Московский инженерно-строительный институт им. В,В.Куйбышева (72) B.ß,Têà÷åíêî и Д.В.Ткаченко (53) 621.879(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1641951, кл. Е 02 F 9/20, 1989. (54) УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ КОПАЮЩИМ МЕХАНИЗМОМ ЭКСКАВАТОРА (57) Изобретение относится к управлению экскаваторами, а именно к механизмам. тяги драглайна и механизмам подъема экскаватора-лопаты. Цель — повышение производительности экскаватора за счет увеличения

„„Я „„1710676 А2 быстродействия механизма в режиме разгона. Устройство содержит регуляторы скорости 4 и момента 3. В цепь регулятора 4 скорости включен ограничитель, управляемый сигналом с первого суммирующего усилителя 8. На входы первого суммирующего усилителя 8 поступают сигнал от источника

9 постоянного напряжения, представляющий напряжение задания ограничения момента, сигнал с второго суммирующего усилителя 11 и сигнал с блока 13 перемножения, Основную задачу ограничения момента выполняет сигнал с блока 13 перемножения, который формирует сигнал, пропорциональный произведению скорости, поступающей с датчика 4 через диод 14, на выходной сигнал второго суммирующего

1710676

Изобретение относится к управлению где выражение (1+рТ) в знаменателе второго экскаваторами, а именно к механизмам тяги члена в скобках приведенного выражения драглайна и механизмам подъема экскава- (1) определяет задержку выходного сигнала тора-лопаты, и является усовершенствова- инерционного звена 12 с постоянной времением устройства по авт,св, М 1641951. 5 ни Т(р- оператор преобразования Лапласа).

Целью изобретения является повыше- Если, например, момент M увеличиваетние производительности экскаватора за ся линейно, также линейно увеличивается счет повышения быстродействия меха- сигнал, указанный первым в скобках привеФ низма в режиме разгона при сохранении денного выражения,, а второй сигнал в скобвысокой эффективности ограничения дина- 10 ках остается по времени от первого мических нагрузок в канатах капающего ме- вследствие инерционности звена 12, приханизма в режиме стопорения ковша. чем это отставание тем больше, чем больше

На чертеже приведена функциональная скорость нарастания момента, поэтому и . схема устройства. величина выходного сигнала второго сумУстройство управления копающим ме- 15 мирующего усилителя 11 при этом увеличиханиэмом экскаватора включает двигатель вается.

1 экскаваторного копающего механизма с Диод 10 включается так, что при возрапитающим его преобразователем 2, к входу стании момента он открыт, и выходной сигкоторого подключены соединенные по- нал Ucy2 второго суммирующего усилителя следовательно регуляторы момента 3 и 20 11 поступает на вход блока 13 перемножескорости 4 с подключенными к их входам ния, на второ:; вход которого через второй датчикам момента 5 двигателя и скорости 6, диод 14 подают выходной сигнал датчика 6

В цепи обратной связи регулятора 4 скоро- скорости и> и). где,и„т- масштабный коэфсти включен управляемый ограничитель 7 фициент датчика 6 скорости а . Диод 14 выходного сигнала. 25 включен так, что на второй вход блока 13

Управляющий вход ограничителя 7 под- перемножения выходной сигнал датчика 6 ключен к выходу одного суммирующего уси- скорости поступает только при знаке скоролителя 8, два входа которого соединены стив, соответствующем направлениюдвисоответственно с выходом источника 9 по- жения ковша в сторону его заполнения в стоянного напряжения и через первый диод 30 процессе копания.

10 с выходом другого суммирующего усили- 1"1ри этом на выходе блока 13 перемнотеля 11, два входа которого, включенного по жения формируют сигнал, пропорциональсхеме вычитания, подключены к выходу дат- ный произведению скорости в на выходной чика 5 момента непосредственно и через сигнал Осутвторогосуммирующегоусилитеинерционное звено 12 соответственно, 35 ля 11:

Дополнительно в устройство введены ОБП = КБП,и,„СО Ucyr, (2) блок 13 перемножения и второй диод 14. где КБг1 — коэффициентблока13перемножеВыход блока 13 перемножения подключен к ния. третьему входу первого суммирующего уси- Выходные сигналы второго суммирую- . лителя 8, первый вход блока 13 перемноже- 40 щегоусилителя11 иблока13 перемножения ния соединен через первый диод 10 с поступаютсоответственнона первыйитревыходом второго суммирующего усилителя тий входы первого суммирующего усилите11, а второй его вход через второй диод 14 ля 8, где вычитаются из выходного сигнала подключен квыходудатчикабскорости. источника 9 постоянного напряжения, Устройство работает следующим обра- 45 представляющего собой напряжение зазом. дания ограничения момента U><, пропорциВ слУчае увеличениЯ нагРУзки мехдниз ональное стопоРномУ моментУ Мстоп ма возрастает сигнал с вцхода датчика 5 Озо = /4дм Мстро. (3) момент,идт М, где,ид — масштабный ко- В результате на выходе первого сумэффициент датчика. Этот сигнал поступает 50 мирующего усилителя 8 формируется пона входы второго суммирующего усилителя ступающий на ограничитель 7 сигнал

11 непосредственно и через инерционное ограничения выходного сигнала регулятора звено 12, где происходит вычитание и умно- 4 скорости Uo, который пропорционален тежение разности на коэффициент усиления кущему ограничению момента М, поступаюуСИЛИтЕЛя 11 Ксу2 .ПрИ ЭТОМ На ВЫХОДЕ ВтО- 55 щЕМу На ВХОД рЕГуЛятОра 3 МОМЕНта С рого суммирующего усилителя 11 формиру- выхода регулятора скорости в режиме ограется сигнал ничения

Ucy2 Ксу2 (Рдм M — ), 1+рТ (1)

Uo = Озо Ксу1-3 ОБП Kcyi-1 UCY2 (4) 1710676 где Ксу)-3 и К у1-> — коэффициенты усиления первого суммирующего усилителя 8 соответственно по третьему и первому входам.

Коэффициент К ут- усиления первого суммирующего усилителя 8 по первому входу в предлагаемом устройстве может быть выбран значительно меньше коэффициента

Ксу -з усиления этого усилителя по третьему входу (а в ряде случаев может быть принатым равным нулю), что практически исклю10 чает его влияние на ограничение момента при разгоне механизма. Основную задачу по ограничению момента выполняет сигнал, поступающий на третий вход первого суммирующего усилителя 8 с выхода блока 13 перемножения 0ьп.

Чем больше скорость нарастания момента и чем больше скорость механизма в процессе копания, т.е, чем больше опас20 ность превышения моментом его стопорноro значения, тем больше при этом выходной сигнал блока 13 перемножения Usn, что сле.дует из выражений (1) и (2). При этом сигнал задания ограничения 0, как следует из выражения (4), уменьшается, и действие огра25 ничения начнется еще до достижения . допустимого значения, а следовательно, заблаговременное снижение скорости механизма существенно уменьшит вероятность

30 превышения моментом допустимого значения, т.е. эффективность ограничения момента существенно повысится, поскольку увеличение опасности возникновения больших динамических нагрузок вследствие увеувеличения скорости движения механизма увеличивает упреждение срабатывания огран ичения.

В то же время в режиме разгона, когда

40 увеличение момента двигателя М. происходит при близкой к нулю скорости N, выходной сигнал Оьп блока 13 перемножения, как это следует из выражения (2), практически равен нулю, При этом сигнал Uo ограниче45 ния момента практически равен допустимому уровню U><, т.е, момент ограничивается стопорным допустимым значением, момент двигателя быстро достигает этого значения и в процессе разгона сохраняется на этом уровне, обеспечивая максимальное ускоре- 50 ние в процессе разгона, т.е. максимальное быстродействие механизма в этом режиме.

Работа механизма с постоянным или медленно изменяющимся моментом также

55 личения скорости нарастания момента и 35 сохраняет задание ограничения момента на допустимом уровне U o. вследствие близости к нулю выходного сигнала Ucyz второго суммирующегб усилителя и близости к нулю при этом выходного сигнала блока 13 перемножения, что обеспечивает работу механизма с максимальными скоростями при нагрузках вплоть до стопорных и тем самым способствует повышению быстродействия механизма.

При уменьшении момента меняет знак выходной сигнал U

10, а при движении механизма в направлении, противоположном направлению движения при копании, меняется знак выходного сигнала датчика 6 скорости. что запирает второй диод 14. В обоих случаях, при которых отсутствует опасность превышения моментом допустимого значения, выходной сигнал Usa блока 13 перемножения равен нулю, вследствие чего задание Uo на ограничение момента также. сохраняется на допустимом уровне Оз, что также обеспечивает максимальное быстродействие механизма.

Таким образом, предлагаемое устройст-. во позволяет повысить быстродействие механизма в режиме разгона в обоих направлениях, обеспечивает максимальное быстродействие при торможении и реверсировании механизма, за счет чего обеспечивается повышение производительности экскаватора, и-в то же время обеспечивается высокая эффективность ограничения динамических нагрузок в процессе копания и высокая надежность механизма

Формула .изобретения

Устройство управления копающим механизмом экскаватора по авт.св. М 1641951, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения производительности экскаватора за счет увеличения быстродействия меха.низма в режиме разгона, в него введены дополнительный диод и блок перемножения, при этом выход блока перемножения подключен к третьему входу второго суммирующего усилителя, первый вход блока перемножения объединен с первым входом второго суммирующего усилителя, а второй вход блока перемножения через прямовключенный дополнительный диод объединен с вторым входом регулятора скорости.