Устройство для управления приво-дом поворота ковша экскаватора

 

(t t) афф) 3

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 07.05.79 (21) 2761896/29-03 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 07.03.81. Бюллетень № 9 (45) Дата опубликования описания 07.03.81 (51) М. Кл.

Е 02F 9/20

Государственный комитет (53) УДК 621.879 (088.8) по делам изобретений и открытнй (72) Авторы изобретения

P. T. Франко, М. С. Фельзер и И. Д. Стец1ок

Гран !c- y, Киевский институт автоматики им. ХХЧ съеода КПСС .

1 (71) Заявитель (54) УСТРОЙ СТВО ДЛЯ УП РАВЛ ЕН ИЯ П Р И В ОДОМ

ПОВОРОТА КОВША ЭКСКАВАТОРА

Изобретение относится к горно-добывающей промышленности и может быть использовано на открытых горных разработках для автоматического управления поворотом ковша экскаватора, оборудованного выемочным органом с поворотным ковшом, в процессе копания и разгрузки.

Известны устройства для управления поворотом ковша, в которых ручное управление реализуется поворотом ковша машинистом экскаватора по результатам визуального наблюдения,(1).

Однако при ручном управлении не обеспечивается необходимая точность установки ковша по углу в процессе разгрузки и копания и возрастает загрузка машиниста экскаватора, который, кроме операций по управлению главными приводами экскаватора должен выполнять операции по управлению поворотом ковша, что приводит, в конечном счете, к снижению производительности работы экскаватора.

Известно автоматическое устройство для управления ковшом экскаватора, содержащее гидравлический силовой агрегат, управляемый гидравлическими клапанами (2).

Это устройство обеспечивает автоматическую установку ковша при копании в некоторое фиксированное положение.

Однако это устройство не может обеспечить как поддержание оптимального угла резания в процессе копания, так и автоматическую установку ковша на разгрузку.

Известно устройство для управления одноковшовым экскаватором, включающее привод поворота ковша с регулятором, входы которого соединены с датчиком угла поворота ковша, задатчиком угла резания и через сумматор — с датчиком угла поворота рукояти и угла наклона экскаватора и задатчиками углов наклона стрелы и лобового откоса (3). Это устройство обеспечивает автоматическое поддержание оптимального угла резания по всей траектории копания. Но автоматическое управление поворотом ковша в процессе транспортирования и разгрузки этим устройством не обеспечивается, что приводит к недостаточной

20 эффективности управления в течение рабочего цикла, ввиду большой длительности цикла при ручном управлении поворота ковша в процессе транспортирования и разгрузки и связанного с этим снижением

25 производительности работы экскаватора.

Известно устройство для управления приводом поворота ковша экскаватора с контактором открывания днища ковша и командоаппаратом, содержащее задатчики уг30 лов установки ковша при копании и раз810913 грузке, привод поворота ковша с регулятором, к одному входу которого подключен датчик угла поворота ковша, а к другому— через сумматор — датчики угла наклона экскаватора и угла поворота рукояти (4).

В этом устройстве при подъеме ковша и транспортировании к месту разгрузки регулятор, используя сигнал датчика поворота ковша и сигнал сумматора, соединенного с датчиком угла поворота рукояти и угла наклона экскаватора, а также задатчиком угла установки ковша при разгрузке, воздействует на привод поворота ковша. При подъеме ковш непрерывно поворачивается, устраняя сигнал рассогласования, соответствующий разности углов поворота ковша и рукояти с учетом углов наклона экскаватора и заданного угла установки ковша на входе регулятора. За счет поворота ковша, согласованного таким образом с поворотом рукояти экскаватора, обеспечивается горизонтальное положение ковша, что предотвращает просыпание горной массы в процессе транспортирования и приводит к эффективной разгрузке ковша при открывании его днища.

Однако эффективность управления поворотного ковша с использованием устройства по прототипу недостаточна вследствие того, что автоматическое управление осуществляется только при выполнении части рабочего цикла экскаватора (транспортирование и разгрузка ковша), а вследствие ручного управления ковшом в процессе копания увеличивается длительность рабочего цикла из-за медленного заполнения ковша и невозможности поддержания оптимального угла резания. Хотя известно устройство, автоматизирующее управление поворотом ковша в процессе копания, в случае использования для автоматического управления поворотом ковша в течение полного рабочего цикла двух вышеописанных устройств не обеспечивается переход от одной части процесса управления к другой и наоборот, что вызывает также удлинение цикла, т. е. снижение производительности экскаватора из-за неэффективного управления.

Цель изобретения — повышение эффективности управления поворотом ковша.

Указанная цель достигается тем, что устройство снабжено датчиком нагрузки привода подъема, управляемым двухпозиционным ключом и блоком формирования сигнала переключения режимов, входы которого соединены с выходами командоаппарата, датчика нагрузки привода подъема и контактора открывания днища ковша, а выход подключен к управляющему входу .управляемого двухпозиционного ключа, другие входы которого подключены к выходам задатчиков установки ковша при копании и при разгрузке, а выход соединен со входом сумматора, 5

При этом за счет введения управляемого двухпозиционного ключа, выход которого соединен с сумматором, один из входов — с задатчиком угла установки ковша при копании, другой — с задатчиком угла установки ковша при разгрузке, а управляемый вход ключа подключен к выходу блока формирования сигнала переключения режимов, обеспечивается автоматический переход устройства от режима управления поворотом ковша в процессе копания к режиму управления поворотом ковша в процессе транспортирования и разгрузки, а также обратный переход. Причем, выбор момента переключения режимов обеспечивается благодаря логической обработке сигналов командоаппарата привода поворота экскаватора, контактора открывания днища ковша и введенного в устройство датчика нагрузки привода подъема экскаватора, осуществляемой в блоке переключения режимов. Таким образом, обеспечивается повышение эффективности управления поворотом ковша в течение всего рабочего цикла экскаватора.

На чертеже приведена функциональная схема устройства.

Привод 1 поворота ковша соединен с выходом регулятора 2, один из входов которого связан с выходом сумматора 3, а другой — с датчиком 4 угла поворота ковша, например сельсином. Входы сумматора 3, например, магнитного усилителя соединены соответственно с датчиком 5 угла поворота рукояти, например сельсином, датчиком 6 угла наклона экскаватора и выходом управляемого двухпозиционного ключа 7.

Один из входов ключа соединен с датчиком

8 угла установки ковша при копании, другой вход соединен с задатчиком 9 угла установки ковша при разгрузке, а управляемый вход ключа подключен к выходу блока

10 формирования сигнала переключения режимов. Входы блока 10 соединены соответственно с командоаппаратом 11 привода поворота экскаватора, датчика 12 нагрузки привода подъема, выполненного, например, в виде подключенных к обмотке дополнительных полюсов генератора привода подьема порогового элемента и контактором 13 открывания днища ковша (его блок-контактами), Структура блока 10 формирования сигнала переключения режима работы может быть следующей. Командоаппарат 11 привода поворота экскаватора подключен ко входу элемента задержки 14 и одному из входов элемента И 15, второй вход которого соединен с выходом элемента задержки 14. Выход элемента И 15 подключен к одному из входов элемента ИЛИ 16, второй вход которого соединен с выходом элемента И 18. Выход элемента ИЛИ 16 подключен к одному из входов элемента И

18, два других входа которого соединены с выходами элементов HE 17 и 25. Выход

810913 элемента И 18 соединен также со входом элемента НЕ 19 и одним из входов элемента И 24. Датчик 12 нагрузки привода подъема подключен к входу элемента задержки 20 и одному из входов элемента И 21, второй вход которого соединен с выходом элемента задержки 20. Выход элемента И 21 соединен со входом элемента HE 17 и одним из входов элемента

ИЛИ 22, второй вход которого подключен к выходу элемента И 23. Выход элемента И2 соединен с одним из входов элемента И 24.

Контактор 13 открывания днища ковша подключен ко входу элемента НЕ 25 и одному из входов элемента ИЛИ 26, второй вход которого соединен с выходом элемента И 27. Выход элемента ИЛИ 26 соединен с входом элемента И 27, второй вход которого соединен с выходом элемента НЕ 19.

Выход элемента И 27 соединен также с одним из входов элемента ИЛИ 28, второй вход которого соединен с выходом элемента И 24, а выход подключен к управляющему входу двухпозиционного ключа 7.

Устройство работает следующим образом.

При отсутствии сигналов на всех входах блока 10 формирования сигнала переключения режимов выходной сигнал блока соответствует положению ключа 7, при котором на один из входов регулятора 2 через сумматор 3 поступает алгебраическая сумма сигналов датчика 5 угла поворота рукояти, датчика 6 угла наклона экскаватора и задатчика 8 угла установки ковша при копании, а на другой вход регулятора поступает сигнал датчика 4 угла поворота ковша.

Сигнал задатчика 8 угла установки ковша при копании соответствует разности угла лобового откоса заооя и оптимального угла резания.

Этот сигнал подается на сумматор со знаком «минус». В процессе копания регулятор воздействует на привод поворота ковша так, что ковш поворачивается на тот же угол, на который поворачивается рукоять экскаватора. За счет этого непрерывно поддерживается оптимальный угол резания в процессе копания. При достижении заданного значения нагрузки привода подъема в процессе копания на выходе датчика 12 нагрузки привода подъема появляется сигнал, который поддерживается на входе элемента

И 24 за счет цепочки элементов ИЛИ 22 и

И 23 до тех пор, пока не появится сигнал от контактора 13 открывания днища ковша.

Сигнал датчика 12 через элемент НЕ 17 запирает элемент И 18, блокируя сигнал от командоаппарата 11. Переключение ключа

7 при этом не происходит, так как элемент

И 24 заблокирован отсутствием на его входе сигнала от командоаппарата 11. После заполнения ковша и включения командоаппарата 11 для поворота экскаватора на разгрузку на входе элемента И 24 появля5

:30

65 ется и поддерживается сигнал от командоаппарата 11. Элемент И 24 отпирается и сигнал, пройдя через элемент ИЛИ 28, вызывает переключение ключа 7. При этом ко входу сумматора вместо задатчика 8 подключается задатчик 9 угла установки ковша гри разгрузке и устройство переходит в режим управления поворотом ковша в процессе транспортирования и разгрузки.

Использование новых элементов — датчи«а нагрузки привода подъема, блока формирования сигнала переключения режимов и управляемого двухпозиционного ключа с соответствующими связями — повышает эффективность управления поворотом ковша экскаватора за счет сокращения рабочего цикла, достигаемого путем более быстрого заполнения ковша и поддержания оптимального угла резания в процессе копания при сохранении эффективности управления поворотом ковша в процессе транспортирования н разгрузки. Кроме того, при автоматическом управлении поворотом ковша в процессах копания и разгрузки с автоматическим переходом от одного режима управления к другому снижается интенсивность загрузки машиниста за счет освобождения его от ручного управления поворотом ковша, что также приводит к повышению эксплуатационной производительности экскаватора.

Формула изобретения

Устройство для управления приводом поворота ковша экскаватора с контактором открывания днища ковша и командоаппаратом, содержащее задатчики углов установки ковша при копании и разгрузке, привод поворота ковша с регулятором, к одному входу которого подключен датчик угла поворота ковша, а к другому через сумматор — датчики угла наклона экскаватора и угла поворота рукояти, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности управления, оно снабжено датчиком нагрузки привода подъема, управляемым двухпозиционным ключом и блоком формирования сигнала переключения режимов, входы которого соединены с выходами командоаппарата, датчика нагрузки привода подъема и контактора открывания днища ковша, а выход подключен к управляющему входу управляемого двухпозиционного ключа, другие входы которого подключены к выходам задатчиков установки ковша при копании и при разгрузке, а выход соединен со входом сумматора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США Хо 3243063, кл. 214 — 137, опублик. 1966.

2. Патент США Хо 3792640, кл. 91 — 358, опублик. 1974, 810913

Составитель P. Гладун

Техред А. Камышникова

Корректоры: А. Галахова и О. Тюрина

Редактор С. Титова

Заказ 641/1 Изд. № 269 Тираж 694 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова. 2

3. Авторское свидетельство СССР № 308153, кл. E 02F 9/20, 1971.

4. Авторское свидетельство СССР № 290998, кл. E 02F 3/42, 1971 (прототип).