Устройство для ограничения динамических усилий в канатах экскаватора

 

Сонэз Советсннн

С оцналнстнческнк

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено07.02.77 (21)2449433/29-03 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликована05.06.78.Бюллетень № 21 (53) М. Кл.2

Е 02 Р 9/20

Гасударственный комитет

Соната Министров СССР на делам иэабрвтаний н открытий (53) ÀK 621.879 (088.8) (45) Дата опубликования опнсаиия04.05.78 (72) Автор изобретения

В. Я. Ткаченко

Московский ордена Трудового Красного Знамени инженернь-строительный институт им. В. В. Куйбышева (7!) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОГРАНИЧЕНИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ

УСИЛИЙ В КАНАТАХ ЭКСКАВАТОРА

Изобретение касается управления экскаваторами.

Известно устройство для ограничения динамических усилий в канатах экскаватора, содержащее амортизаторы, встраиваемые между подвеской ковша и блоком или между блоком и головой стрелы «11.

Это устройство позволяет уменьшить жесткость механизма и за счет этого сни вить динамические усилия в канатах. Одна- 1Е ко при этом усложняется конструкция экскаватора, а низкая надежность и долговечность амортизаторов не позволяют эффективно решить задачу ограничения усилий.

Наиболее близким по технической сущное И ти к предложенному является устройство для ограничения динамических усилий в канатах экскаватора, включающее двигатель экскаваторного механизма с питающим его преобразователем, на входе которого подклто-ртт чен регулятор тока, связанный с выходом датчика тока, и датчик скорости f2 ), Недостатком этого устройства является недостаточная эффективность ограничения усилий в канатах при быстром их нараста- щ нии в режиме стопорения ковша. Устройство вступает в действие только после превышения этими усилиями стопори ог о значения, поэтому вследствие инерционности механизма и регулятора в этом режиме возможно существенное превышение допустимого значения усилий, что снижает надежность экскаватора.

Цельто изобретения является повышение надежности экскаватора за счет увеличения эффективности ограничения динамических усилий в канатах в режиме стопорения ковша.

Эта пель достигается тем, что устройст во дополнительно снабжено нелинейным элементом, операционным усилителем конденсатором и двумя вентилями, один из которых включен в цепь обратной связи усилителем„ а второй подкпючен между датчиком тока и одним из входов операционного усилителя, ко второму входу которого через конденсатор подключен датчик скорости, а выход операционного усилителя соединен через нелинейный резистор с регулятором тока

609848

На чертеже изображена схема предлагаемого устройства.

Устройство включает двигатель 1, вал которого соедин;:: i с лебедкой 2 экскаваторного механизма, которая через канаты 3 соединена с ковшом 4. Двигатель 1 питается от преобразователя 5, на входе которого включен регулятор 6 тока, связанный с выходом дат tNE

8 с двумя входами. В цепи eI"o первого входа включен конденсатор 9, в цепи второго входа. включен первый вентиль 10, а в пепи Обратной связи операционного усилителя включен второй вентиль 11. Выход 15

Операционного усилителя 8 через дополнительный нелинейный резистор 12 с Bозрастающей в функции приложенного к нему напряжения проводимостью соединен со

/ входом регулятора тока 6, Первый вход 2 операционного усилителя 8 с включенным в его цепи конденсатором 9 соединен с выходом датчика 13 скорости, а второй вход этого операционного усилителя с включен:»„EM в его пепи первым вентилем 10 соединен с выходом датчика 7 тОка, Нелинейный резистор 12 с возрастающей в функции приложенного к нему напряжения проводимостью может быть выполнен, например, путем параллельного включения линейного резистора 14 и карборундовога резистора 15.

Ус тр ойств о работает следующим образом, Вентиль 10 включается так, что при зназ. ке тока двигателя 1, соответствующем усилиям в канате 3, вызываемым нагрузкой на ковш 4 в процессе копания, оп заперт (для приведенной на чертеже схемы напряжение на выходе датчика 7 тока при этом

40 имее т отрицательный знак) .

Включение вентиля 11 согласовано с включением вентиля 10 так, что при противоголожном знаке тока и соответствующем ему моменте двигателя 1, обеспечивающем

45 ускорение - лебедки 2 в сторону сматывавания каната 3, вентили 10 и 11 открыты (для приведенной на чертеже схемы это соответствует положительному знаку выходного напряжения датчика 7 тока и отрицательному знаку выходного напряжения операцион» ного усилителя 8).

Одновременно полярность подключенного к первому входу операционного усилителя 8 через конденсатор 9 датчика 13 скорости согласуется с полярностью включения вентиля 11 таким образом, что при запертом вентиле 10 вентиль 11 также заперт при замедлении двигателя 1 в режиме стопореиия ковша 4 (при уменьшении положительно-60 го напряжения датчика скорости 13).

В режиме копания вентиль 10 заперт.

Если при этом в результате увеличения нагрузки на ковш 4, например, при встрече ковша с непреодолимым препятствием, возрастают усилия в канатах 3, замедляется двигатель 1 и уменьшается напряжение на выходе датчика 13 скорости, приводя к появлению сигнала на выходе операционного усилителя 8 (вентиль 11 заперт), поступающего на вход регулятора тока 6 через нелинейный резистор 12 с возрастающей в функции приложенного к нему напряжения проводимостью. Двигатель 1 переводится в режим торможеиия, чем обеспечивается ограничение динамических усилий в канатах 3, причем это ограничение начинает действовать в момент начала возрастания усилий в канатах еще до достижения ими допустимого значения и продолжается до момента окончания вызываемого этими усилиями замедления двигателя, что увеличивает эффективность ограничения этих усилий.

Увеличение проводимости нелинейного резистора 12 с увеличением приложенного к нему выходного напряжения операционного усилителя 8 также увеличивает эффективность ограничения усилий в канатах 3, поскольку благодаря этому величина тока через этот резистор, т.е. величина поступак » щего на вход регулятора тока сигнала, осу« щесгвляющего ограничение усилий в канатах, возрастае т быстрее, чем в озрас гает напряжение иа выходе операционного усилителя 8, В то же время в режимах управления (разгон, торможение, реверс двигателя) при от сутствии опасности возникновения больших усилий в канатах выходное напряжение,операционного усилителя 8 равно нулю, благодаря чему регулятор 6 тока осуществляет в этих режимах юграничение тока и соотвегствующего ему момента двигателя, а следовательно, и вызываемых этим моментом ускорений и динамических нагрузок в экскаваторном механизме и рабочем оборудоваНИИ

Равенство нулю выходного напряжения операционного усилителя 8 в режиме разгона двигателя 1 в сторону наматывания каната 3 на лебедку 2 обеспечивается за счет того, что сигнал, поступающий на первый вход операционного усилителя 8 через конденсатор 9 с выхода датчика 13 скорости вызывает появление на выходе этого операционного усилителя напряжения со знаком при котором открывается вентиль 11, закорачивающий обратную связь этого усилителя, Точно так же осуществляется равенство нуmo выходного напряжения операционного усилителя 8 с помощью открывающегося вентиля 11 в режимах торможения и реверса, когда вследствие изменения направления тока двигателя 1 изменяется знак выходного напряжения датчика 7 тока, вентиль

10 открывается и на второй вход операционного усилителя 8 поступает сигнал, исключающий возможность появления напряжения на выходе этого усилителя при лю бом сигнале на его первом входе.

Таким образом, устройство обеспечивает ограничение допустимыми значениями тока и момента двигателя и вызываемых им ускорений и динамических нагрузэк в механизме и рабочем оборудовании в режимах управления, а в режиме нагружения при сто порении ковша обеспечивает увеличение эффективности ограничения динамических усилий в канатах за счет подачи на вход 20 регулятора тока, осуществляющего это ограничение сигнала в момент начала возрастания этих усилий еще до достижения ими допустимых значений и сохранения aroго сигнала до момента окончания вызываемого этими усилиями замедления двигателя, а также за счет введения нелинейного резистора с возрастающей в функции приложенного к нему напряжения проводимостью, через который подается этот сигнал.

ЗО

Формула изобретения

Устройство для ограничения динамичес. ких усилий в канатах экскаватора, включаю:щее двигатель экскаваторного механизма с питающим его преобразователем, на входе которого подключен регулятор тэка, связанныи с выходом датчика тока, и датчик ско. рости, о т л и ч а ю щ е е с я тем, чтэ, с целью повышения надежности экскаватора за счет увеличения эффективности ограничения динамических усилий в канатах в режиме стопорения ковша, оно снабжено нелинейным элементом, операционным усилителем, конденсатором и двумя вентилями, один из которых включен в цепь обратной связи усилителем, а в-орой пэдключен между датчиком тока и одним из,входов опер»ционного усилителя, ко второму вхэду которого через конденсатор подключен датчик скорости, а выход операционного усилителя соединен через нелинейный резистор с регулятором тока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Волков Д. П. Динамика и прочность одноковшовых экскаваторов. Машин ос тр эение, М., 1865, с. 318-320.

2. Авторское свидетельство СССР № -442272, кл. Е 02 F 9/20, 1972.

ЦНИИ ПИ Заказ 2875/23 Тираж 829 Подписное

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул; Проектная, 4