Способ взаимосвязанного управления электроприводами подъема и тяги драглайна

 

20228I

ПИСАНИЕ

Союз Ссеетсккх

Социалистических

Республик

„Ю„уф

Всесаюз т

Кл. 21с, 59r Ь.

21с, 62/01

К АВТОРСКОМУ СВЙДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 30.Ч.1966 (№ 1081462/24-7) с присоединением заявки №

МПК Н0гр

Н 02р

ЧДК 621 879 38 83 (088.8) П р иор итет

Комитет по делам изобретенкй н открытий прн Совете Министров

СССР

Опубликовано 14.IX.1967. Бюллетень № 19

Дата опубликования описания 2.XII.1967

Авторы изобретения

В. Я. Ткаченко, В, П. Ломакин, И. Я. Фаустова, Г. М. Ярцев и А. И. Пискунов

Харьковский автомобильно-дорожный институт

Заявитель

СПОСОБ ВЗАИМОСВЯЗАННОГО УПРАВЛЕНИЯ

ЗЛЕКТРОПРИВОДАМИ ПОДЪЕМА И ТЯГИ ДРАГЛАЙНА

Защита от ударов ковша по стреле в известных драглайнах осуществляется в функции суммы длин канатов при неизменной уставке срабатывания защиты и со ступенчатым изменением скоростей приводов при срабатывании защиты. Введение ступенчатого изменения скорости приводов в процессе защиты неизбежно оказывает влияние на производительность экскаватора. Неизменная уставка срабатывания при таком выполнении защиты выбирается из условия безопасности работы при максимальных скоростях приводов. При величинах скоростей приводов, меньше максимальных значений, защита останавливает ковш в зоне возможных рабочих траекторий, что отрицательно сказывается на маневренности экскаватора. Кроме того эллиптическая кривая защиты, соответствующая постоянной сумме длин канатов, равной уставке срабатывания системы защиты, у головы и у основания стрелы проходит в зоне возможных рабочих траекторий ковша, что ограничивает движение ковша при копании, уменьшает возможную высоту разгрузки ковша, увеличивает опасность входа ковша в зону самопроизвольной разгрузки, т. е. ухудшает рабочие характеристики экскаватора, затрудняя для машиниста маневровые операции у головы и у основания стрелы.

Существующая система защиты требует регулярной переналадки после перепасовки канатов и при вытяжке канатов в процессе работы. Точность этой системы защиты и ее надежность определяются точностью изготовления громоздких и протяженных механических передач, наличие которых затрудняет производство и эксплуатацию системы защиты.

Предложен способ управления приводами, 10 при котором управление приводом тяги осуществляют в функции суммы статических моментов нагрузки двигателей приводов, а уставку срабатывания защиты регулируют в функции алгебраической суммы скоростей

15 приводов. Для повышения надежности работы приводов уставку защиты регулируют в функции загрузки ковша.

Благодаря введению такого регулирования уставка срабатывания защиты, пропорцио20 нальная сумме статических нагрузочных моментов, автоматически изменяется в зависимости от скорости движения ковша по направлению к стреле, таким образом, что независимо от величин скоростей приводов в момент

25 начала действия з",ùèòû ковш в результате се действия плавно, без перерегулирования подходит к кривой минимально допустимого приближения к стреле и продолжает двигаться вдоль этой кривой в направлении, заранее

30 заданном машинистом. Нормальный ход ра202281 бочего процесса не нарушается, и исключается отрицательное влияние защиты на маневренность экскаватора, Для уменьшения динамических нагрузок в рабочем оборудовании экскаватора кривая минимально допустимого приближения ковша к стреле располагается в непосредственной близости к кривой стопорного статического момента привода подъема для груженого ковша.

Поскольку динамические нагрузки в рабочем оборудовании определяются загрузкой ковша и траекторией его движения относительно оси стрелы, то при всех значениях загрузки ковша, меньше максимальной, динамические нагрузки в рабочем оборудовании экскаватора, соответствующие расположению ковша на указанной кривой минимально допустимого приближения, будут меньше, чем и р и груженом ковше.

Ввиду того, что при подъеме мало загруженного или порожнего ковша уставка срабатывания системы защиты, пропорциональная сумме токов главных цепей приводов (или сумме статических нагрузочных моментов), может быть достигнута только при существенном приближении ковша к стреле, для обеспечения защиты от захода ковша любой загрузки, включая и порожний ковш, в зону у стрелы, ограниченную кривой минимальнодопустимого приближения, в систему вводится регулирование уставки срабатывания защиты в функции загрузки ковша. Судить о степени загрузки ковша по изменению тока главной цепи привода подъема нельзя, поскольку величина тока главной цепи привода подъема или усилия в канатах подъема зависит не только от веса ковша, но и от пространственного расположения траектории его движения относительно оси стрелы.

Существует однозначная зависимость, определяемая весом ковша, между усилием Г„ в канате подъема и производной этого усилия по сумме длин канатов подъема и тяги

Р,=f(). Для одного и того же значения

dРгт г ) этой производной величина усилия в канатах подъема, полученная из этой зависимости, определяется только весом ковша.

Поскольку кривая минимально допустимого приближения ковша к стреле определяется уставкой срабатывания защиты для случая подъема груженого ковша, для защиты от захода легкого ковша за пределы этой кривой уставка срабатывания системы регулируется в функции загрузки ковша по величине разности усилий в подъемных канатах при подьеме груженого ковша (F„„p) и при подъеме ковша действительно загрузки (Р„д ), вычисленной для каждого значения производной

dF

dal

Таким образом, уставка срабатывания за. щиты по предлагаемому способу может быть выражена следующим образом:

У: — Ку(+ „)+ К (V„+ V,) + Кр(F„„p+

5 +F„,), где У вЂ” уставка срабатывания защиты;

К вЂ” коэффициент зависимости уставкн срабатывания защиты от суммы статических составляющих токов главных цепей приводов подъема 1„„и тяги 1„,, пропорциональных загрузке приводов;

К,, — коэффициент зависимости уставки в функции суммы скоростей приво15 дов подъема V и тяги V

Кр — коэффициент регулирования уставки срабатывания в функции загрузки ковша;

F ð — значение усилия в канатах подъема при подъеме груженого ковша, определяемое действительной загрузкой ковша для того же значения указанda F ной nPoH3I3olf non, To и Р„„г.

d=!

25 На чертеже показана структурная схема устройства для осуществления предлагаемого способа.

Управление приводом тяги 1 в устройстве осуществляется с помощью однотактного магнитного усилителя 2, в нагрузочную цепь которого включена обмотка задания скорости привода тяги 3. Токи управления обмоток 4 пропорциональны статическим составляющим загрузки приводов соответственно и определяют уставку срабатывания защиты, пропорциональную загрузке приводов, для случая подъема груженого ковша с минимальными скоростями приводов, то есть кривую минимально-допустимого приближения ковша к

40 стp еле

Регулирование уставки срабатывания защиты в функции алгебраической суммы скоростей приводов осуществляется суммарным действием ампервитков управления обмоток 5

45 магнитного усилителя. Цепи этих обмоток управления питаются выходными напряжениями тахогенераторов приводов подъема б и тяги 7, пропорциональными скорости соответствующего привода.

При работе приводов в сторону уменьшения длин канатов ампервитки обмоток б направлены согласно с ампервитками обмоток 4, благодаря чему уставка срабатывания защиты увеличивается тем больше, чем больше абсолютная величина скорости уменьшения суммы длин канатов подъема и тяги. По окончании переходного процесса после срабатывания защиты независимо от момента ее срабатывания ковш выходит на кривую мини60 мально допустимого приближения и движется по ней вдоль стрелы в направлении, заданном машинистом.

Одновременно ампервитки обмоток управления 5 создают скоростную отрицательную

65 обратную связь в системе защиты, обеспечи20228.! можно вая ее стабилизацию и хорошее качество регулирования.

Регулирование уставки срабатывания защиты в функции загрузки ковша осуществляется с помощью обмотки управления 8. Ампервитки этой обмотки действуют согласно с ампервитками обмоток 4, уменьшая уставку срабатывания защиты при подъеме недогруженного или порожнего ковша.

Величина тока в обмотке управления 8 определяется разностью усилий F ð — F в подъемных канатах при подъеме полностью загруженного ковша и при подъеме ковша действительной загрузки, вычисленных для 1 п одного значения производной

dE l

Усилие Р„ в подъемных канатах, определяемое действительной загрузкой ковша, пропорционально статической составляющей тока главной цепи привода подъема. Усилие F„ð в подъемных канатах может быть вычислено с помощью заданной зависимости F ð— 1 п

"), если известно значение произ,1 ) 1 п

ВОДНОЙ

dal 1 п

Выражение для производной

d=1 представить в следующем виде:

d F„1 ! т + и

Исходя из него, определение производной 1 п может быть сведено к дифференцироdз :l ванию во времени усилия F в канатах подъема, пропорционального статической составляющей нагрузке привода подъема, с последующим делением полученной произ 1 п водной " на сумму скоростей приводов

dt подъема и тяги. Для вычисления производной служат дифференциатор 9, делитель 10 и сумматор 11.

Напряжение, пропорциональное усилию в канатах подъема, дифференцируется по времени в дифференциаторе, с выхода которого

d F сигнал, пропорциональный производной

dt подается на вход делителя. На другой вход делителя подается напряжение с сумматора, пропорциональное сумме скоростей приводов подъема и тяги.

Выходное напряжение делителя, пропор 1 Fï циональное искомой производной ", nodE1 дается на вход нелинейного блока 12, форми 1 п рующего заданную зависимость Р„„р — f

dal для случая подъема груженого ковша.

Полученное в этом блоке значение усилия в подъемных канатах при подъеме груженого

20 ковша Р„„р сравнивается с F«, определяемым действительным весом поднимаемого ковша, в блоке сравнения 18, выходное напряжение которого, пропорциональное искомой разности усилий F„„— F„определяет ве25 личину тока в обмотке управления 8.

Предмет изобретения

1. Способ взаимосвязанного управления электроприводами подъема и тяги драглайна с защитой от ударов ковша по стреле, отличающийся тем, что, с целью повышения маневренности и производительности драглайна, а также упрощения эксплуатации, управление приводом тяги осуществляют в функции суммы статических моментов нагрузки двигателей приводов, а уставку срабатывания защи4О ты регулируют в функции алгебраической суммы скоростей приводов.

2. Способ управления по и. 1, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности

45 работы приводов, уставку срабатывания защиты регулируют дополнительно в функции загрузки ковша.

2О2281

Составитель Ситникова

Редактор Л. А. Утехина Техред Т. П. Курилко Корректоры: А. П. Татаринцева н Е. Ф. Полионова

Заказ 3618 9 Тираж 535 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений н открытий при Совете Министров СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4

Типография, пр. Сапунова, д. 2