Устройство для управления механизмом поворота экскаватора

 

Устройство содержит регуляторы напряжения (РН) и тока (РТ). Преобразователь подключен к двигателю поворота, к цепи якоря которого подключен датчик тока. Устройство снабжено нелинейным звеном (Н) с зоной нечувствительности, блоком (БФ) формирования дополнительного сигнала и задатчиком уровня сигнала. При малых значениях выходного сигнала РН сигнал через Н на БФ не проходит. Выходной сигнал БФ равен нулю. Т.о. в таких режимах, как позиционирование ковша, исключается неоправданное увеличение длительности переходных процессов. За счет этого увеличивается производительность экскаватора. При больших расстояниях ковша от стрелы горизонтальные .нагрузки на стрелу незначительны, поэтому , в отличие от известного устройства, дополнительный сигнал, поступающий с выхода БФ на вход РТ, не увеличивают. Тем самым также исключается затягивание переходных процессов и повышается производительность комбайна. 2 ил. сл с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ, РЕСПУБЛИК (я)э Е 02 F 9/20

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

Г1РИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4794269/03 (22) 26.12.89 (46) 30.06.92. Бюл. N 24

{71) Московский инженерно-строительный институт им. В.В,Куйбышева, Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт по автоматизированному приводу в промышленности, сельском хозяйстве и на транспорте и Производственное объединение "Уралмаш" (72) В,Я.Ткаченко, Г.А.Школенок, А.А;Михантьев, В.А.Холкин, Д.В.Ткаченко, Б.В.Ольховиков, В.В.Березин и В.А.Оленев (53) 622,082.74(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 1384682, кл. Е 02 F 9/20, 1986

Авторское свидетельство СССР

N 682615, кл. Е 02 F 9/20, 1977. Ь

Авторское свидетельство СССР "

N. 1209783, кл. Е 02 F 9/20, 1984. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ МЦ;,, ХАНИЗМОМ ПОВОРОТА ЭКСКАВАТОРА :: (57) Устройство содержит регуляторы напряИзобретение относится к области управления экскаваторами, а именно к механизмам поворота драглайна и механической лопаты.

Целью изобретения является повышение производительности экскаватора. за счет ограничения колебаний ковша и упрощение устройства.

На фиг.1-2 приведены функциойальная схема устройства (фиг.1) и поясняющие его работу графики (фиг.2)..

Устройство. для управления механизмом поворота экскаватора включает регулятор напряжения 1, выход которого соединен... Ы„, 1744209 А1 жения (PH) и тока (РТ). Преобразователь подключен к двигатЕлю. поворота. к цепи якоря которого подключен датчик тока. Устройство снабжено нелинейным звеном (Н) с зоной нечувствительности, блоком (БФ) формирования дополнительного сигнала и задатчиком уровня сигнала. При малых значениях выходного сигнала PH сигнал через Н на БФ не проходит. Выходной сигнал БФ равен нулю. T.o, в таких режимах, как позиционирование ковша, исключается неоправданное увеличение длительности переходных процессов. За счет этого увеличивается производительность экскаватора, При больших расстояниях ковша от стрелы горизонтальные

:нагрузки на стрелу незначительны, поэто- 3 ,. му, в отличие от известного устройства, дополнительный сигнал, поступающий с выхода БФ на вход РТ, не увеличивают. Тем самым также исключается затягивание переходных процессов и повышается произ- 2 водительность комбайна. 2 ил, с первым входом регулятора тока 2, выход которого через преобразователь 3 подключен к двигателю поворота 4, к цепи якоря которого подключен датчик тока 5, выход которого соединен с вторым входом регулятора тока 2, нелинейное звено 6 с зоной нечувствительности, блок формирования дополнительного сигнала 7 и задатчик уровня сигнала 8, причем выход регулятора напряжения 1 подключен через последовательно соединенные нелинейное звено 6, задатчик уровня сигнала 8 и блок формирования дополнительного сигнала 7 к третьему входу регулятора тока 2. Задатчик уровня сигнала

1744209

8 может быть выполнен в виде потенциометра, а блок формирования дополнительного сигнала 7 включает операционный . усилитель 9 с инвертирующим и неинверти рующим входами, четыре резистора 10, 11, 12, 13 и два конденсатора 14 и 15, причем вход блока 7 формирования дополнительного сигнала через первый резистор 10 и первый конденсатор 14 подключен к инвертирующему входу операционного усилителя 9, второй резистор 11 и второй конденсатор 15 включены параллельно между выходом усилителя 9 и его инвертирующим входом, третий резистор 12 включен между выходом усилителя 9 и его неинвертирующим входом, который через четвертый резистор 13 соединен с общей точкой усилителя, а выход усилителя 9 подключен к третьему входу регулятора тока 2.

На фиг. 2 кривая 16 характеризует изменение выходного сигнала усилителя 9 (блока формирования дополнительного сигнала 7), а кривая 17 — изменение угла ф(фиг.1) отклонения ковша экскаватора от вертикальной плоскости при торможении поворотной платформы экскаватора.

Устройство работает следующим образом.

При разгоне, торможении и реверсировании поворотной платформы экскаватора на выходе регулятора напряжения 1 формируют сигнал, поступающий на вход регулятора тока 2 и обеспечивающий формирование тока и момента двигателя 4 для выполнения указанных режимов. После выбора зазоров в механизме поворота это вызывает изменение скорости поворотной платформы и увеличение угла ротклонения ковша от вертикальной плоскости (кривая 17 на фиг,2). Когда выходной

U» сигнал регулятора напряжения 1 превысит зону нечувствительности Ь 0нз нелинейного звена 6, это превышение 0рн- Л0нз через задатчик уровня сигнала 8 с понижающим коэффициейтом р поступает на вход блока 7 формирования дополнительного сигнала, предложенная схема которого обеспечивает зависимость его выходного напряжения.0дс от выходного сигнала нелинейного звена 6 в соответствии с передаточной функцией

Rt2 — сс(1+д — ) Ссс Rtt Р

1 + (Сн . Яср+ Ссд 22» — Ссс Rtt)P + Ссд Rts Cts 2212 Р йс2 где R), C(— величины параметров соответствующих резисторов и конденсаторов;

Р— оператор преобразования Лапласа.

Входной сигнал блока формирования дополнительного сигнала 7 вызывает появление на его выходе нарастающего напряжения Одс (кривая 16 на фиг.2) вследствие увеличения заряда второго конденсатора 15,. но затем, по мере увеличения заряда первого конденсатора 14, этот выходной сигнал уменьшается до нуля. Этот сигнал подают на вход регулятора тока 2 со знаком, проти10 воположным сигналу с выхода регулятора напряжения 1 Ор21, причем максимум этого сигнала достигается при приближении к максимальной интенсивности нарастания угла ротклонения ковша, что позволяет ог15 раничить максимальное отклонение ковша практически установившимся значением этого отклонения рус, определяемым ускорением платформы при ее повороте, с несущественным перерегулированием. Это

20 обеспечивается при выборе параметров схемы блока 7 формирования дополнительного сигнала и задатчика 8 уровня сигнала в сооТветствии с рекомендациями: С14=С1, R10=Й11, C14R,10=C15R11=1/N к

55 где а к — собственная частота колебаний . ковша, ()к — желаемый коэффициент затухания колебаний ковша. который из условия практического исключения колебаний и условия минимальных потерь времени на переходный процесс следует выбирать равныч (®=.0,6-0,7 (перерегулирование при этом не пРевышает 107), (к — собственный коэффициент затухания колебаний ковша. который. обычно не превышает 0,05-0,1. Тогда при скачкообразном изменении выходногосигнала Орн регулятора напряжения 1 выходной сигнал блока 7 формирования дополнительного сигнала будет изменяться во времени t согласно выражению

USc(t) = (Орн Ь0нс) . — (— — ) х l-

- к Ык С

x e sin 27:Д tsx а угол отклонения ковша р будет увеличиваться до установившегося значения руст практически без колебаний при выбранном желаемом коэффициенте затухания (кривые

16 и 17 на фиг.2): .) .и„.t

22=2русс(1 1 S X

1 gн

x sin (t-Д в,t + O) ), 1744209

Количество используемых в предложентае Q=QQ+g — — 1 . ном устроастее елементое значительно ь и . меньше, чем а прототипе, и они л роще, что

Тем самым обеспечивается эффектив- упрощаетустройствоиегоналадку. ное ограничение колебаний ковша и гори- 5 Изобретение позволяет повысить прозонтальныхнагрузокнастрелу,повышение изводительность экскаватора и упростить надежности экскаватора. устройство и его наладку при обеспечении

8 приведенных выражениях значение высокой эффективности ограничения колесо к целесообразно выбирать в соответствии баний ковша и горизонтальных нагрузок на с собственной частотой колебаний ковша 10 стрелу, что повышает надежность рабочего при его нахождении у вершины стрелы пе- оборудования экскаватора, ред разгрузкой, где опасность возникнове- Предложенное устройство может примения больших горизонтальных нагрузок на няться нетолькодляуправлениямеханизмам стрелу является наибольшей.. поворота драглайна, но и на мощных экскаваПри больших расстояниях ковша от 15 тарах — механическихлопатах,для ограничестрелы(например. в глубоком забое)собст- ния раскачивания ковша с рукоятью и тем венная частота колебаний ковша уменьша- самым Упрощения позиционирования ковша ется (увеличивается период колебаний), но при разгрузке и в забое, что также повысит одновременно уменьшается опасность воз- производительность экскаватора, никновения больших горизонтальных на- 20 грузок на стрелу и здесь. согласно . формула изобретения предложению, не увеличивают, в отличие от Устройство для управления механиэпрототипа, длительность воздействия сиг- мом поворота экскаватора, содержащее нала, обеспечивающего гашение колеба- Регулятор напряжения, выходкоторогосоний, на вход регулятора тока 2, тем самым 25 единен с первым входом регулятора тока.. исключают неоправданное затягивание пе- выход которого нерез преобразователь реходных процессов и увеличивают произ- подключен к двигателю поворота, к цепи водительность экскаватора. якоря которого подключен датчик тока, о тПрималыхзначенияхвыходногосигнал. h и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью регулятора напряжения 1(в процессе выбора 30 повышения производительности экскаватозазороввпередачемеханизма,припозицио- ра за счет ограничения колебаний ковша и нировании ковша) нелинейное звено 6 с зо- Упрощения устройства, оно снабжено нелиной нечувствительности не пропуСкает HBAHblM звеномсэрной нечувствительности, сигнал на вход блока 7 формирования допол- блоком формирования дополнительного нительного сигнала, т.е. его выходной сигнал 35 сигнала и задатчиком уровня сигнала, равен нулю, и в этих режимах, когда отсутст- причем выход регулятора напряжения вуетопасность возникновения больших гори- подключен через последовательно соеэонтальных нагрузок на стрелу, тем самым диненные нелинейное звено, задатчик исключают неоправданное увеличение дли- . Уровня сигнала и блок формирования дотельности переходных процессов, что повы- 40 полнительного сигнала к третьему входу шает производительность экскаватора, регулятора тока.

1744209

Составитель В,Ткаченко

Редактор Т.Пилипенко Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Т.Ваш

Заказ 2174 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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