Устройство для взвешивания ковшадраглайна

 

О. А. Залесов, А. М. Мартынов, Л. И. Балагуроу„, А H Csnanneaao! ""(МОЯ"ду:

ИЛ Щ (72) Авторы изобретения

Государственный научно-исследовательский конструкторский институт по автоматизац промышленности и Московский ордена Тр

Знамени ro ный институт (l ) Заявители (64) УСТРОЙСТВО ЛЛЯ ВЗВЕШИВАНИЯ

КСВША ДРАГЛАЙНА

Изобретение относится к автоматическому измерению параметров работы экскаватора — драгпаййа и, в частности предназначено дпя автоматического определения массы груженого ковша экскаватора.

Известно устройство дпа взвешивания ковша экскаватора - драглайна, которое содержит узел контропа операции запопнениа ковша, узел режима работы привода, узел контроля операций разгрузки ксвша, узел фиксации ковша в пространстве, счетчик суммарного угла поворота платформы экскаватора, узел измерения величины загрузки ковша и измери-, тельный датчик. Наряду с другими функциями данное устройсчзо обеспечивает намеренно,массы ковша экскаватора в про-. цессе его перемещеияа в пространстве )if.

Однако при этом измеряема положение ковша в пространстве, я определение массы ковша производится с учетам его положения в пространстве во время взвешивания путем введениа соочветст» вующих коэффициентов, т.е процесс сложен.

Известно устройство дпя учета рабо1ы экскаватора - драгпайяв, включающее аналого-дискретный преобразователь, реверсивные счетчики, счетчик числа преобразований, элементы И, ИЛИ, генератор импульсов, усилитель низкой частоты, двухпсщупериодный выпрямитель и пороговое устройство 2 .

Однако устройство сложно и при его использовании также требуется определение координат ковша в момент его взв ешив ания.

Наиболее близким по технической сущности и реализации явлается устро1Ь ство для взвешивания ковша экскаватора - драгпайна, включающее блок выдеnews статической составляющей токов приводов механизмов подьема и тяги ковша, связанный с якорными цепами этих приводов и подключенный ко sxoдам блока измерения вепичины загрузки

804 ша, выходы блока 1 по цепям 9 и 10 подключены к соответствующим входам блока 2. Блок 2 по цепям 11-13 соединен со входами блока 3, по цепям

14 и 15 — с выходами блока 3. Входы блока 4 соединены с выходами блока 3 по цепи 15 и с выходами блока 2 — по цепи 16. Блок 1 выделения статических токов приводов содержит (фиг. 2) даъчики токов 1 7 и 1 8 и н апряжений 1 9 и 20 якорных цепей приводов механизмов тяги и подъема ковша, дифференциаторы 21 и 22 и сумматоры 23 и 24.

Входные цепи сумматоров 23 и 24 связаны соответственно с выходами датчиков 1.7 и 18 тока и с выходами дифференпиаторов 21 и 22, входы которых свя45 заны с соответствующими выходами дат чиков 19 и 20 напряжений. Блок 2 измерения величины загрузки ковша содержит (фиг. 3) элементы 25 и 26 выделения модуля аналогового сигнала, ин5О вертор 27, сумматор 28, ключи 29-31, интеграторы 32 и 33, компаратор 34, одновибратор 35 и переключатель 36.

Элемент 26 через инвертор 27 подключен к одному входу сумматора 28, к другому входу которого подключен элемент 25. Выход сумматора 28 через ключ 29 связан с одним входом интегратора 32, другой вход которого через з ковша, к другим входам которого подклю чены выходной блок и блок управления, блок фиксации области пространства, блок измерения угла поворота платформы, датчики длины тягового каната и угла поворота платформы, которые свя:-аны с соответствующими блоками(3 .

Однако устройство хотя и обеспечивает измерение. массы ковша драглайна, оно сложно, поскольку в устройстве используется блок фиксации области прост ранства с. соответствуюп1ими датчиками, который обеспечивает введение координатной поправки .при определении массы ковша. Кроме того, необходимость измерения координат ковша во время взвешивания создает и эксплуатационные неудобства: при кратковременном обесточивании экскаватора, при перетяжке канатов, при их замене необходимо настраивать блок фиксации области пространства.

Бель изобретения — упрощение устройства и повышение его надежности.

Поставленная цель достигается тем, что блок измерения величины загрузки ковша выполнен B виде двух элементов выделения модулей сигналов, сумматора, трех ключей, двух интеграторов, одновибратора, компаратора, инвертора и переключателя, причем один из элементов выде ления модулей сигналов непосредственно, а другой через инвертор подключен к сумматору, выход которого через последовательно соединенные первый ключ, первый ин1 егратор, компаратор, одновибратор, второй интегратор, второй ключ подключен ко второму входу первого интегратора, вход второго интегратора через третий ключ связан с переключателем, управляющие входы первого и .третьего ключей подключены параллельно, а блок управления выполнен в виде интегратора, ком», и:аратора, трех одновибраторов, трех элементов И,двух триггеров и двух инверто-! ров, причем выход интегратора через последовательно соединенные компаратор, первый элемент И и первый одновибра..ор соединен с соответствующим входом интегратора, выход компаратора через последовательно соединенные второй одновибратор, первый инвертор подключен ко вто-. рому входу первого элемента И и к первому входу второго элемента И, а через последовательно соединенные третий одповибратор и второй инвертор; подключен к первому входу третьего элемента И, вторые входы второго и третьего элементов И соединены с выходом компара. ора непосредственно, третий и четвер5

1О

2О

25 тый входы второго элемента И под:,люче ны к инвертирующим входам первого и второго триггеров, прямой выход первого триггера связан с третьим входом третьего элемента И, а выходы второго и третьего элементов И связаны с соот ветствующими входами первого и второго триггеров, На фиг. 1 приведена блочная схема устройства для взвешивания ковша экскаватора — драглайна," на фиг. 2 — функпиональная схема блока выделения статических токов приводов, на фиг. 3функциональная схема блока измерения величины загрузки ковша, на фиг. 4— функциональная схема блока управления, на фиг. 5 — схема расположения линий равных отношений статических усилий и средние траектории движения ковша при верхней и нижней разгрузке последнего.

Устройство для взвешивания ковша драглайна содержит (фиг. 1) блок 1 выделения статических токов приводов, блок 2 измерения величины загрузки ковша, блок

3 управления и выходной блок 4. Елок 1 по цепям 5-8 подключен соответственно к якорным цепям -тока и напряжения двигателей механизма подъема и тяги ков4775

1 0

15 о

5 80 ключ 3.1 подкпючен к выходу интегратора 33. Выход инте) рвторв 32 через последовательно соединенные компаратор

34, одновибратор 35 подключен к одному из входов интегратора 33. Другой вход интегратора 33 через кпюч 30 связан с переключателем 36. Управляющие входы ключей 29 и 30 соединены параллельно. Блок 3 управления содержит (фиг. 4) интегратор 37, KOMIIBpBTop 38, одновибрвторы 39-41, эпементы И 4244, триггеры 45 и 46, инверторы 47 и

48. Выход интегратора 37 подключен к соответствующему входу компаратора 38, выход которого связан входами одновибраторов 40 и 41 и элементами И 42-44.

Выход одновибратора 40 через инвертор

47 подключен к входам элементов И

42 и 43, выход одновибратора 41 через инвертор 48 связан с входом элемента

И 44. Выходы триггеров 45 и 46 соединены с соответствующими входами элементов И 43 и 44, выходы которых подключены к входам триггеров 45 и 46, Устройство работает следующим образом.

В процессе экскавации на входы бпока 1 по цепям 5 и 7 поступают сигналы I > и ? .„, пропорциональные полным токам якорйых цепей двигателей меха- . низмов подъема и тяги ковша по цепям

6-8 - сигналы, пропорциональные наприжениям в тех же цепях. B соответствий с уравнением м,=м -s, где М (cP 1

g М

ut--Y QIA

) где 3 — момент инерции прьюодв, (р 1р"- скорость и .ускорение двигатепа, М6, М вЂ” момент двигателя и момент сопротивленияия;

См„Сс - постоянные, зависящие от типов электродвигателей;

1„- сопротивление цепи якоря эпектроприводв, Ф с — магнитный поток возбуждения е дв игвтеля, - ток цепи якоря, И „- — напряжение генератора и при условии (g - И,=, Ф -00tl5t» а

Рй пренебрежимо мало, на выходе сумматоров 23 и 24 формируются сигналы

I p u I пропорциональные статичес«

C ким составляющим якорных токсв двйгателей подъема и тяги. Указанные сигна«.

6 лы по цепи 9 и 10 поступают в блох 2 на элементы 26 и 25 выделения модулей сигналов. Модули этих сигналсв поступают на сумматор 28, на выходе которого формирутся сигнвп y — с — с

С4 П т ° поскольку модуль сигнала I . инвертируется инвертором 27. Сигнал у» поступает через ключ 29 на интегратор 32, который реализует сцедующую функцию

6 .

Сигналы I > и I т по цепям 11 и 12

С с поступают соответственно нв компара тор 38 и интегратор 37. Компаратор 38 срабатывает через время Р с/1с„ с, поскольку на его выходе сигнал вйрабатывается при выполнении условия с с и n-=- K< ï "ч где к < — коэффициент пропорциональности.

Выходной сигнал с компаратора 38 поступает на входы одновибраторов 40 и

41 и элемента И 42. Если длительность бопьше длительности импульса одновибратора 40, то на выходе элемента

И 43 появляется сигнап, триггер 45 переключается и по цепи 14 сигнал с начала интегрирования (момент пересечения ковшом линии g < фиг. 5) поступает на ключи 29 и 30, интегратор 32 блока 2 начинает интегрировать входной сигнал у1, а интегратор 33 начинает интегрировать опорный сигнал О 4 ипи

0, поступающий через ключ 30 в зависимости от положения переключателя

36. При возрастании величины а до значения, превышающего длительность импул ьсв одновибраторв 41, срабатывает элемент И

44, в результате чего переключается триггер 45 в исходное состояние и переключается триггер 46, в результате чего вырабатывается сигнал 1 окончания интегрирования (момент пересечения ковшом линии 1, фиг. 5). Интеграторы 32 и ЗЗ прекращают интегрирсвать входные сигналы, поскольку ключи 29 и 30 переключаются в непроводящее сос50 тояние. Одновременно ключ 31 переключается в проводящее состояние и сигнал

1с выхода интегратора 33 поступает на вход интегратора .32. В связи с тем, что сигнал выхода интегратора ЗЗ имеет противоположный знак по сравнению с сигналом, поступаюпптм на интегратор 32 через ключ 29, то интегратор начинает интегрировать выходной сигнал

4775 8

7 80 интегратора 33 до нулевого значения.

При достижении нулевого состояния интегратора 32 срабатывает компаратор 34 и на его выходе формируется сигнал, который переключает однсвибратор 35 и по цепи 3.6 поступает в блок 4. Выходной сигнал одновибратора 35 приводит в нулевое состояние интегратор 33 и переключает триггер 46. Поскольку на инте1 раторе 33 при интегрировании входного сигнала выходное напряжение достигло уровня, пропорционального времени, то при подаче вго на вход интегратора 32. определяется отрезок времени 1., равный. среднему значению разности. и т за время 2 - 4 с с в соответствии с выражением

1 2 к (a -t,)Ц =) (> „-t,)dt, J (i „-i;)í ъ

,(1,-а„) и, где 9o - IJ < — при разгрузке гружекого ковша выше горизонта стояния,"

Ц- 02 — при разгрузке груженого ковша ниже горизонта стояния; к — коэффициент пропорцио2 напьнос тие

Предлагаемое устройство проще, поскольку в нем отсутствует блок измерения координат, а блок измерения величины загрузки ковша и блок управления содержат меныпее число элементов и взаимосвязей между ними. Все это .повышает надежность предлагаемого устройся ва и позволяет в производственных условиях получать оперативную информацию о текущей производительности экскаватора, что дает возможность экипажу эк- скаватору рационально распределить ресурсы (физические сипы, время и т.д.) в течение смены, наилучшим образом планировать последовательность видов работ в объеме сменного задания.

Ф о рм у л а изобретения

Устройство для взвешивания ковша драглайна, включающее блок выделения статической составляющей токов приво дов механизмов подъема и тяги ковша,, . связанный с якорными цепями этих приводсв и подключенный ко входам блока измерения величины загрузки ковша, к другим входам которого подключены вы5

Эо

45 ходной блок и блок- управления, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения устройсжа и повышения его надежности, блок иэм ерения величины загрузки ковша выполнен в виде двух элементов выделении модулей сигнаюв, сумматора, трех ключей, двух интеграторов, одновибра тора, компаратора, инвертора и переключателя, причем один из элементов выделения модулей сигналов непосредст". венно, а другой через инвертор подключены к сумматору, выход которого через последовательно соединенные первый ключ, первый интегратор, компаратор, однсвибратор, второй интегратор, второй

«люч подключен ко второму входу первого интегратора, вход второго интеграторе через третий ключ с изан с переключате » лем, управляющие входы первого и третьего ключей подключены параллельно, а блок управления выполнен в виде интегратора, компаратора, трех одновибраторсв, трех элементов И,двух триггеров и двух инверторов, причем выход интег- .

pampa через последовательно соединенные компаратор, первый элемент И и первый однсвибратор соединен с соответствующим входом интегр:.1тора, выход компаратора через носледсвательно соединенные второй одновибратор, первый элемент

НЕ подключен ко второму входу первого элемента И и к первому входу второго элемента И, а через последоватетюьно соединенные третий одновибратор и втэ рой элемент НЕ подключен к первому входу третьего элемента И, вторые входы второго и третьего элементов И соединены с выходом компаратора непосредственно, третий и четвертый входы второго элемента И подключены к инвертирующим входам первого и второго триггеров, прямой выход первого триггера связан с третьим входом третьего элемента И, а выходы второго и третьего элементов И связаны с соответст вующими входами первого и второго три1 . геров.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 32730, кл. Е 02Г9/20, l969.

2. Авторское свидетельство СССР № 446599, кл. Е 02 V9/20, 1973.

3. Авторское свидетельство СССР по

:заявке № 2344689/03, кл. Е 02P9/20, 19 76.