Устройство для управления копающиммеханизмом экскаватора

 

т.ю9 техаса чесн

IN А

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (11) 798251 (61) Дополиительиов к авт. свид-ву (22) Заявлено 31.1 078 (21) 2679925/29-03 (51)М. К .

Е 02 F 9/20 с присоединением заявки ¹

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 2301.81. Бюллетень № 3

Дата опубликования описания 23.01.81 (53) УДК 621 879 .34(088.8) (72) Авторы изобретения

В. С. Агафонов. Г. Е. Иванченко, О. М. Иржак.и В. Э. Ягнятинский (71) заявители (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ КОПАЮЩИМ

МЕХАНИЗМОМ ЭКСКАВАТОРА

Изобретение относится к системам управления копающими механизмами од ноковшовых экскаваторов, кранов и ряда других машин с тяжелыми условиями работы и предназначено для ограничения динамических нагрузок.

Известно устройство содержит систему "управляемый преобразователь— двигатель" с двухконтурной системой подчиненного регулирования и узел ограничения динамических нагрузок, состоящий из источника постоянного напряжения, элемента сравнения и ключа, и позволяет уменьшить динамические нагрузки на механизм P1).

Однако процесс ограничения нагрузок носит колебательный характер.

Известно устройство для ограничения динамических усилий в электроприводе рабочего органа экскаватора, включающее электрические вентили и систему управления электропривода, регулятор тока, датчик усилия и узел ограничения нагрузки, состоящий из . формирователя уровня рекуперативного тока с ограничением в цепи обратной связи и стабилитронов, последовательно соединенных с упомянутым формирователем, обеспечивающее эффектив«ое снижение динамического коэффициента нагрузок в электромеханическом оборудовании экскаватора при стопорении кг вша (2).

Однако процесс ограничения нагрузок путем рекуперации энергии при стопорении ковша имеет колебательный характер, что отрицательно сказывается на надежности и долговечности оборудования и канатов.

Известно также устройство для управления копающим механизмом э1<скаватора, содержащее регулируемый привод копающего механизма с регуляторами напряжения и тока, управляемым

15 преобразователем и датчиком тока, датчики усилия и производной усилия, узел ограничения нагрузки, сумматор и ключевой элемент, позволяющее ограничивать производную тока якорной

2О цепи и величину тока якоря двигателя в тормозном режиме (3 ).

Однако колебательность процесса ограничения нагрузок при этом не устраняется. Это объясняется тем, что контур ограничения нагрузок такой же,как и в устройстве (2).

Цель изобретения — повышение надежности управления и производительЗо ности экскаватора.

798251

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено датчиком скорости и днумя диодами, причем датчик производной усилия через последовательна соединенные ключевой элемент, один из диодов и сумматор подключен к регулятору тока, а управляющий вход ключа через второй диод соединен с датчиком скорости.

На чертеже изображена функциональ- ная схема устройства.

Устройство содержит регулятор 1 тока, ко входам которого подсоединены датчик 2 тока, узел 3 ограничения нагрузки, состоящий, например, из формирователя 4 уровня рекуперативного тока с элементами 5 ограничения в цепи обратной связи, и регулятор 6 напряжения. Датчик 7 усилия через стабилитроны 8 и 9 подсоединен к узлу 3. Электродвигатель 10 получает 20 питание от преобразователя 11, управляемого системой 12 импульсно-фазового управления. Датчик 13 скорости двигателя 10 подключен через первый диод 14 к управляющему входу ключе- 5 ного элемента 15. Датчик 16 производной усилия через последовательно соединенные ключевой элемент 15, нто. рой диод 17 и суви>атор 18 связан со входом регулятора 1 тока. 30

Устройство работает следующим образом.

Ограничение динамических усилий осуществляется путем перевода днига° теля н режим рекуператнвного тормо>кения. Если усилие в механизме превышает стопоряое значение Р, то стабилитроны 8. и 9 пробиваются, и сигнал с датчика 7 усилия поступает на вход формирователя 4, на выходе которого появляется напряжение 0ф, 40 величина которого больше максимального з начения напряжения U» > на выходе регулятора б напряжения в режиме стопорения. Полярность напряжения U4, на выходе фоРмиРователя 45

4 противоположна полярности сигнала

Up„ на выходе регулятора б напряженйя. При Оф 7 U>H>„ „ èçìåíÿåòñÿ полярность напряжения как на входе, так и на выходе регулятора 1 тока, и двигатель переходит в режим рекуперативного торможения. Процесс тормо>кения .злектропривода с рекуперацией энергии в сеть происходит до тех пор, пока усилие в механизме не становится меньше стопорного значения.

Величина рекуперативного тока определяется разностью напряжений Офрт—

0Рн,пс». Ве>>ичина стопоРного тока, задаваемая Up„ „, ограничивается максимально возможным усилием в ме- Я) ханизме при работе на упор. Максимальная величина рекуперативного тока двигателя определяется Uq ограничиваемой перегрузочной способностью по условиям коммутации. 65

Максимальное значение усилия в упругом элементе в режиме ограничения нагрузки, определяемое запасенной в механизме кинетической энергией, величиной рекуператинного тока и рядом других параметров, соответствует во времени переходу скорости двигателя через нулевое значение, во время которого сигнал с датчика

13 скорости проходит через первый диод 14 н открывает ключевой элемент

15. Сигнал с датчика 16 производной усилия через ключевой элемент 15, второй диод 17 и сумматор 18 поступает на вход регулятора тока. Этот сигнал, предстанляющий собой гибкую положительную связь по усилию, устраняет колебательность процесса ограничения нагрузок, вызываемую упругим элементом механизма. Превый диод 14 не пропускает сигнал с датчика скорости при положительном направлении скорости двигателя. Это позволяет не затягивать переходные прОцессы н приводе в рабочих режимах.

В качестве ключевого элемента используется полупронодниковое реле или микросхема серии 901 общепромышленного применения.

Применение предлагаемого устройства полностью устраняет колебательность процесса при рекуперации энергии, сокращает длительность процесса жесткого стопорения более, чем в

3 раза, что повышает производитель"ность и надежность экскаватора.

Формула изобретения

Устройство для управления копающим механизмом экскаватора, содержащее регулируемый привод капающего механизма с регуляторами тока и напряжения, управляемым преобразователем и датчиком тока, датчики усилия и производной усилия, узел ограничения нагрузки, сумматор и ключевой элемент, о т л и ч а ю щ е е с я тем, ч о, с целью повышения надежности управления и производительности экскаватора, оно снабжено датчиком скорости и двумя диодами, причем датчик производной усилия через последовательно соединенные ключевой элемент, один иэ диодов и сумматор подключен к регулятору тока, а управляющий .вход ключа через второй диод соединен с датчиком скорости.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 613037, кл. E 02 F 9/20, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 442272, кл. Е 02 F 9/20, 1974.

3. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2676411/03, кл. Е 02 F 9/20, 12.10.78 (прототип).

798251

Составитель Р. Гладун

Редактор И. Черный 1ехред Н.Бабурка Корректор С. Щомак

Заказ 9967/35 1 ираж 701 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж"35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ПЯН "Патент", г . Ужгород, ул. Проектная, 4