Устройство для регулируемогопредохранительного торможения под'ем-ной машины

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскнк

Социалистических е еспублнк

<1ц812683

Ф

1 б .::

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свнд-ву 9 691375 (22) Заявлено 14.05.79 (21) 2765889/29-11 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 150381, Бюллетень № 10 (51) М. Кл.з

В 66 В 1/32

Государствеииый комитет

СССР по делам изобретеиий и открытий (53) УДК 621.876..113(088.8) Дата опубликования описания 1503.81 (72) Авторы изобретения

В.А. Мурзин, А.М. Селезнев и N.À. Горфункель (71) Заявитель

Днепропетровский ордена Трудового Красно о

Знамени горный институт им. Артема (54 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРУЕМОГО ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНОГО

ТОРМОЖЕНИЯ ПОДЬЕМНОЙ МАШИНЬ) Изобретение относится к шахтному подъему, в частности к предохранительному торможению шахтных подъем. ных машин.

По основному авт.св. Р 691375 известно устройство для регулируемого предохранительного торможения подъемной машины, которое содержит блок сравнения сигналов, соответствующих программному и действительному замедлениям подъемной машины, который выходом связан с управляемым регулятором давления, а входами — с сигнализатором действительной скорости подъемной машины и источником программного сигнала, снабженным дополнительным сигнализатором скорости, вход которого подключен к подъемной машине через управляемый элемент отключения входа в момент начала .торможения, связанный с контактором предохранительного торможения подъемной машины (1) .

Недостатком этого устройства является то, что источник программного сигнала содержит элементы, подвергаюшиеся механическому износу в процессе эксплуатации: управляемый элемент отключения входа дополнительного сигнализатора скорости в виде 30 электромагнитной муфты и инерционное регулируемое звено калибровки ускорения затухания сигнала дополнительного сигнализатора скорости в виде маховика с регулируемым элементом его подторможения. В результате в процессе эксплуатации имеется вероятность отказа в работе устройства и вероятность снижения точности регулирования предохранительного торможения.

Цель изобретения — повышение надежности работы и точности регулирования предохранительного торможения.

Эта цель достигается тем, что источник программного сигнала снабжен кодирующим преобразователем, к выходу которого подключены -соединенные последовательно управляемый элемент отключения входа дополнительного сигнализатора скбрости в момент начала торможения и дополнительный сигнализатор скорости, причем дополнительный сигнализатор скорости содержит последовательно включенные задающий генератор импульсов и вычитакюций счетчик, выход которого является выходом программного сигнала.

Кроме того, задающий генератор импульсов может быть выполнен ре812683

15

25 гулируемым с возможностью изменения частоты импульсов, Задающий генератор импульсов может быть подключен к счетному входу вычитающего счетчика посредством элемента отключения генератора при отсутствии торможения, который связан с контактором предохранительного торможения и выполнен в виде схемы И. Вычитающий счетчик выполнен на Т-триггерах, а задающий генератор импульсов может быть подключен к счетному входу вычитающего счетчика посредством элемента отключения генератора в момент перехода всех триггеров счетчика в нулевое состояние, который выполнен в виде схемы ИЛИ, подключенной входами к групповому выходу вычитающего счетчика, а выходом — к схеме И, посредством которой задающий генератор импульсов подключен к счетному входу вычитающего счетчика.

Кроме того, вычитающий счетчик содержит элементы отключения счетных входов триггеров при отсутствии торможения, выполненные на схемах

2И, установленные между счетными триггерами, выход каждого из которых подключен к счетному входу последующего триггера, а один из входов подключен к инверсному выходу предыдущего триггера, при этом вторые их входы соединены между собой и связаны с контактором предохранительного торможения.

Групповой выход вычитающего счетчика связан с одним из входов блока сравнения через декодирующий преобразователь "код-напряжение".

Кодирующий преобразователь выполнен в виде последовательно соединенных датчика частоты, пропорциональной скорости подъемной машины, и преобразователя "частота-код".

Кодирующий преобразователь выполнен в виде последовательно соединенных тахогенератора и преобразователя "напряжение-код".

Управляющий эле ме н т от ключе ни я входа дополнительного сигнализатора скорости в момент начала торможения выполнен в виде группы ячеек, количество которых равно количеству разрядов кодирующего преобразователя и вычитающего счетчика причем i-ая

) ячейка соединяет i ûé разряд кодирующего преобразователя с i ûì разрядом вычитающего счетчика и выполнена в виде двух схем 2И, причем один иэ входов первой схемы 2И присоединен к прямому выходу разряда кодирующего преобразователя, а один иэ входов второй схемы 2И присоединен к инверсному выходу разряда кодирующего преобразователя,,выход первой схемы 2И i-ой ячейки присоединен к S-входу счетного триггера вычитающего счетчика, а выход второй схемы 2И присоединен к R-входу укаЗО

65 занного триггера, вторые входы схем 2И всех ячеек соединены между собой и связаны с контактором предохранительного торможения подъемной машины.

Сигнализатор действительной скорости выполнен в виде дополнительного кодирующего преобразователя, групповой выход которого связан с другим входом блока сравнения.

Блок сравнения выполнен в виде сумматора-вычитателя,выход которого связан с управляющим регулятором давления через декодирующий преобразователь "код-напряжение".

На фиг.1 изображена блок-схема устройства, пунктирными линиями показаны возможные варианты выполнения; на,фиг.2 — один из вариаитов выполнения кодирующе ro преобраз ователя, на фи r. 3 другой вариант выполнения кодирующего преобразователя; на фиг.4 — диаграммы скорости подъемной машины в период торможения, где Ч- — текущая скорость, и соответствующие им диаграммы ускорения а; на фиг. .5 — один из вариантов выполнения источника программного сигнала.

Устройство для регулируемого предохранительного торможения подъемной машины содержит источник программного сигнала 1, в котором имеется кодирующий преобразователь 2, своим входом подключенный к кинематической цепи подъемной машины З.Групповой выход кодирующего преобразователя связан с групповым входом дополиительного сигнализатора скорости 4 через управляемый элемент отключения 5 его входа в момент начала торможения.

Дополнительный сигнализатор скорости соцержит вычитающий счетчик 6 и регулируемый задающий генератор импульсов 7, подключенный к счетному входу вычитающего счетчика. Групповой выход вычитающего счетчика связан с одним из входов блока сравне-. ния 8, к другому входу которого подключен сигналиэатор скорости 9, контролирующий действительную скорость подъемной машины. Вь|ход блока сравнения связан с обмоткой 10 управляемого регулятора давления 11 через размыкающийся контакт 12 контактора предохранительного торможения. В цепи питания обмотки управляемого регулятора давления имеется также замыкающийся контакт 13 контактора предохранительного торможения. Кодирующий преобразователь может быть выполнен в виде тахогенератора 14 и преобразователя 15 "напряжение-код", соединенных друг с другом через мост 16 для исключения изменения полярности сигнала при

Реверсировании подъемной машины (фиг.2). Кодирующий преобразователь может быть выполнен в виде последо812683 вательно соединенных датчика частоты

17 и преобраэонателя 18 "частотакод" (фиг.3). Сигнализатор скорости может быть выполнен в виде описанного, но дополнительного кодирующего преобразователя. Сигнализатор скорости в том виде., н каком он показан на фиг.1,может отсутствовать, а быть совмещенным с кодирующим преобразователем источника программного сигнала, с тахогенератором кодирующего преобразователя, имеющегося 1О в источнике программного сигнала (фиг.2) .с датчиком частоты, имеющимся в кодирующем преобразователе источника программного сигнала (фиг.3). Линии взаимосвязи выхода сигнализатора скорости с блоком сравнения для последних вариантов выполнения показаны на фиг. 1,2,3 и 5 пунктиром. Если сигнал сигнализатора скорости представляет собой физичес- 20 кий параметр, например, н виде напряжения, дополнительный сигнализатор скорости должен быть связан с блоком сравнения через декодирующий преобразователь 19, например, в виде преобразователя "код-напряжение".В случае подвода к блоку сравнения сигналов в виде кодов блок сравнения должен быть выполнен н виде сумматора-нычитателя, выход которого связан с управляемым регулятором давления через декодирующий преобразователь

20 "код-напряжение". Управляемый элемент отключения входа дополнительного сигнализатора скорости н момент начала торможения выполнен н виде группы ячеек (фиг.5), количество которых равно количеству разрядов кодирующего преобразователя и вычитающего счетчика. Каждая из ячеек содержит две схемы 21 и 22 2И, которые 40 соединяют i-ый разряд кодирующего преобразователя с i-ым разрядом нычитающего счетчика. Один из входов первой схемы 2И присоединен к прямому ныходу i ão разряда кодирующего преобразователя, а один из входов второй схемы 2И присоединен к инверсному выходу этого же разряда кодирующего преобразователя. Выход первой схемы 2И присоединен к S-входу счетного триггера 23 вычитающего счетчика, а выход второй схемы 2И присоединен к R-входу указанного триггера. Вторые входы указанных. схем 2И всех ячеек соединены между собой и подключены к цепи управления, связанной с контактором предохранительного торможения подъемной машины.

Вычитающий счетчик содержит элементы отключения счетных входов триггеров при отсутствии торможения в виде . ф() схем 24 2И, установленных между счетными триггерами, выход каждой из которых подключен к счетному входу последующего триггера, а один из входов подключен к инверсному выходу предыдущего триггера. Вторые входы этих схем соединены между собой и подключены к цепи управления. В счетчике установлены триггеры,срабатывающие при переходе сигнала на счетном входе с"единицы" в "нуль".

Задающий генератор импульсов подключен к счетному входу вычитающего счетчика посредством элемента отключения генератора при отсутствии торможения, выполненного в виде схемы 25 И, которая через цепь управления связана с контактором предохранительного торможения. Задающий генератор импульсов подключен. к счетному входу вычитающего счетчика также посредством содержащегося в цепи управления, элемента отключения генератора в момент перехода всех триггеров счетчика в нулевое состояние, который выполнен в виде схемы 26 ИЛИ, подключенной входами к групповому выходу вычитающего счетчика, а выходом к схеме И, посредством которой генератор импульсов подключен к счетному входу вычитающего счетчика.

Кроме того, в цепи управления источника программного сигнала содержатся связанные между собой RS-триггер 27, однонибратор 28, схема 29 2И, схема

30 ИЛИ, подключенная входами к групповому прямому выходу кодирующего преобразователя, схема 31 HE. Снязь цепи управления и элементов схемы с контактором> предохранительного торможения подъемнои машины осуществлена при помощи реле времени (на схеме не показано) с размыкающим контактом 32 и замедлителем его возврата. Данный- контакт расположен в цепи подключения последней схемы

2И к источнику постоянного "единичного" сигнала. На фиг. 4 семейство прямых 33 соответствует частоте импульсов задающего генератора,, семейство прямых 34 соответствует частоте Г (f . Каждому семейству прямых скорости при торможении соответствует свое значение ускорения а„а 1 (замедления) подъемной майинй — прямые 35; 36.

Отладка и непосредственная работа устройства заключается в следующем.

В процессе отладки, изменяя частоту импульсов задающего генератора

7 импульсов, задают тем самым семейство диаграмм скорости с необходимым программным замедлением подъемной машины. При этом уменьшение частоты импульсов генератора (прямые 34) приводит к уменьшению величины программного замедления (прямая 36), увеличение частоты импульсов генератора (прямые 33) ведет к увеличению программного замедления (прямая 35). При подводе напряжения к цепям управления подъемной машины и устройства для регули812683 руемого предохранительного торможения в начальный момент контактор предохранительного торможения остается обесточенным вследствие того, что предохранительный тормоз находится в невзведенном состоянии, а блокировка, контролирующая данное состояние, содержит разомкнутые контакты в цепи питания контактора предохранительного торможения. В этот момент контакты 12 и 32 замкнуты контакт 13 разомкнут. При подво1 де напряжения питания к указанным цепям вследствие того, что подъемная машина не вращается, на входе кодирующего преобразователя 2 сигнал равен нулю, на его выходе появляется 15 нулевой парафазный сигнал, т.е. на прямом выходе каждого разряда—

"нуль", на инверсном — "единица".

При этом на всех входах схемы 30 ИЛИ сигналы — "нули", на ее выходе сиг- 2О нал — "нуль", на выходе схемы 31 НЕ имеется сигнал "единица". Это приводит к тому, что триггер 27 устанавливается в состояние, когда на его инверсном выходе появляется сигнал

"единица", который поступает на вход схем 21,22 2И управляемого элемента

5 отключения входа дополнительного сигнализатора 4 скорости в источнике

1 программного сигнала. В результате на всех входах схем 22 2И оказываются сигналы "единицы", что приводит к появлению сигнала "единица" на их выходах. Эти сигналы поступают на

R-входы счетных триггеров 23 вычитающего счетчика б и устанавливают их в нулевое состояние, когда сигналы на прямых выходах разрядов равны нулю.

Перед пуском подъемной машины 3 предохранительный тормоз переводят 4О во взведенное состояние. При этом в цепи питания контактора предохранительного торможения снимается блокировка, указанный контактор подключается к питающей сети, в результа- 4$ те чего размыкается контакт 2, замыкается контакт 13, что приводит к подключению обмотки 10 управляемого регулятора 11 давления к источникупостоянного напряжения, в результате чего выпускное отверстие регулятора давления перекрывается, предохранительный тормоз растормаживается. В этот момент реле времени (не показано), связанное с контактором предохранительного торможения, раз,ает 55 свой контакт 32. В период движения подъемной машины на групповом выхо" де кодирующего преобразователя 2 имеются сигналы в двоичном коде в виде набора "единиц" и "нулей", Щ соответствующие текущим значениям скорости вращения подъемной машины.

В результате этого на выходе схемы

30 ИЛИ сигнал имеет значение "единица", на выходе схемы 31 НЕ &5

"нуль". Триггер 27 продолжает находиться в указанном состоянии. При этом вследствие того, что на его прямом выходе сигнал — "нуль", который поступает на один из входов схемы 25 И и схем 24 2И, задающий генератор 7 импульсов отключен от счетного входа вычитающего счетчика б, счетные триггеры 23 рассоединены между собой. Сигналы АХ,A3 ...,Ai,Ai„ через схемы 21, 22 2И каждой ячейки поступают на R- u S- âõîäû триггеров 23 и переводят их в состояния> соответствующие текущим значениям скорости подъемной машины. К блоку

8 сравнения с группового выхода вычитающего счетчика б направляются сигналы Q ......Qi, равные по значениям сигналам А I А i . B этот период сигнализатор 9 скорости, выполненный, например, в виде дополнительного кодирующего преобразователя, подводит к другому входу блока

8 сравнения сигналы, равные по значениям сигналам AI...Аi. Из-за того, что сигналы на входах блока 8 сравнения одинаковы, на его выходе сигнал равен нулю. Сказанное справедливо для исправного состояния устройства. При появлении неисправности в устройстве в данный период работы подъемной машины, на выходе блока сравнения появляется сигнал, который фиксируется цепью контроля исправности устройства (не показано).

В момент начала торможения одна из схем, контролирующих исправность подъемной установки, размыкает свои контакты в цепи питания контактора предохранительного торможения подъемной машины. Обесточенный контактор размыкает свой контакт 13 и замыкает контакт 12, соединяя обмотку 10 управляемого регулятора 11 давления с выходом блока 8 сравнения. Один из контактов контактора предохранительного торможения в этот момент отключают от питающей сети реле времени (не показано), которое с заранее

l установленной выдержкой времени в пределах: время холостого хода— время срабатывания тормоза подъемной машины замыкает свой контакт 32, подавая на вход схемы 29 2Л постоянный "единичный" сигнал. В данный момент на выходе схемы 30 ИЛИ имеется сигнал "единица", так как подъемная машина вращается. Схема 25 2И подает

"единичный" сигнал на вход одновибратора 28, который преобразует его в одиночный "единичный" импульс, подаваемый на S-выход триггера 27.

В результате этого триггер 27 меняет свое состояние и подает единичный сигнал на один из входов схемы 25 И и схем 24 2И. В этот момент с триггера 27 на входы схем 21, 22 2И поступает "нулевой" сигнал, который отключает групповой вход вычитающего

812683

5. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что вычитающий счетчик содержит элементы отключения счетных выходов триггеров при отсутствии торможения, выполненные на схемах 2И, установленные .между счетными триггерами, выход ка>одого из которых подключен к счетному входу последующего триггера, а один из входов подключен к инверсному выходу предыдущего триггера, при этом вторые счетчика 6 от группового выхода кодирующего преобразователя 2. В вычитающем счетчике остается записанным двоичный код, соответствующий скорости подъемной машины в момент начала торможения V . В этот момент задающий генератор 7 импульсов оказывается подключенным к счетному входу вычитающего счетчика 6, так как на всех входах схемы 29 И сигналы равны

"единице". С приходом каждого импульса с генератора двоичный код

10 в вычитающем счетчике 6 уменьшается на единицу. Поэтому на групповом выходе вычитающего счетчика образуется сигнал, соответствующий программной диаграмме скорости, например, íà се- 15 мействе прямых 34 с началом в точке — О, Н = V; . В реальном виде эта диаграмма представляется аппроксимированной ступенчатой линией, однако вследствие кратковременности сту- 20 пенчатых переходов на работу управляемого регулятора давления это не влияет. Сигнализатор 9 скорости, например, в виде дополнительного кодирующего преобразователя, контролирует 25 действительный закон затухания ско— рости подъемной машины. Отклонение значения сигнала сигнализатора 9 скорости от значения сигнала дополнительного сигнализатора 4 скорости приводит к появлению на выходе блока

8 сравнения сигнала рассогласования, который, например, преобразуясь в напряжение в преобразователе 20, воздействует на обмотку 10 Управляемого регулятора 11 давления, который устраняет отклонения действительного закона изменения скорости вращения подъемной машины от программного.

В конце торможения, когда все сигналы Q„...0„ триггеров 23 пред- 40 ставляют собой "нули", на выходе схемы 26 ИЛИ появляется сигнал

"нуль", который поступает на вход схемы 25 И, отключает задающий генератор 7 импульсов от счетного входа вычитающего счетчика 6. После остановки подъемнок машины на выходе схемы 30 ИЛИ появляется сигнал "нуль", на выходе схемы 31 HE — "единица".

Последний поступает на R-вход триггера 27, изменяет состояние триггера на противоположное, подготавливая схему устройства к очередному циклу, аналогичному описанному. В процессе работы элементы схемы 14-19, если они имеются в схеме, выполняют работу согласно их функциональному назначению, описанному выше.

Устройство для регулируемого предохранительного торможения подъемной машины, выполненное с использовани- 40 ем бесконтактных логических элементов и функциональных блоков цифровой вычислительной техники, уменьшает вероятность отказа в работе и повышает точность регулирования, в резуль-б5 . тате чего повышается надежность и безопасность эксплуатации подъемной установки с устройством для регулируемого предохранительного торможения подъемной машины.

Формула изобретения

1. Устройство для регулируемого предохранйтельного торможения подъемной машины по авт.св. Р 691375, о т л и ч а.ю щ е е с я тем, что, с целью .повышения надежности работы и точности регулирования предохранительного торможения, источник программного сигнала снабжен кодирующим преобразователем, к выходу которого подключены соединенные последовательно управляемый элемент отключения входа дополнительного сигнализатора скорости в момент начала торможения и дополнительный сигнализатор скорости, причем дополнительный сигнализатор скорости содержит последовательно включенные задающий генератор импульсов и вычитающий счетчик, выход которого является выходом источника программного сигнала.

2. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем;. что задающий генератор импульсов выполнен регулируемым с возможностью изменения частоты импульсов.

3. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что задающий генератор импульсов подключен к счетному входу вычитающего счетчика посредством элемента отключения генератора при отсутствии торможения, который связан с контактором предохранительного торможения и выполнен в виде схеМы И.

4. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что вычитающий счетчик выполнен на Т-триггерах, а задающий генератор импульсов подключен к счетному входу вычитаюшего счетчика посредством элемента отключения генератора в момент перехода всех триггеров счетчика в нулевое состояние, который выполнен в виде схемы ИЛИ, подключенной входами к групповому выходу вычитающего счетчика, а выходом — к схеме И, посредством которой задающий генератор импульсов подключен к счетному входу вычитающего счетчика.

812683 их входы соединены между собой и связаны с контактором предохранительного торможения.

6. Устройство по п.1, о т л и,ч а ю щ е е с я тем, что групповой выход вычитающего счетчика связан с одним из входов блока сравнения через декодирующий преобразователь

"код-напряжение".

7. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что кодирующий преобразователь выполнен в виде последовательно соединенных датчика частоты, пропорциональной скорости подъемной машины, и преобразователя

"частота-код".

8. устройство по п.1, о т л,ич а ю щ е е с я тем, что кодирующий преобразователь выполнен в виде последовательно соединенных тахогенератора и преобразователя "напряжениекод".

9. Устройство по п.,1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что управляемый элемент отключения входа дополнительного сигналиэатора скорости в момент начала торможения выполнен в виде группы ячеек, количество которых равно количеству разрядов кодирующего преобразователя и вычитающего счетчика, причем i-ая ячейка соединяет 1-ый разряд кодирующего преобразователя с i-ым разрядом вычитающего счетчика и выполнена в виде двух схем 2И, причем один из входов первой схемы 2И присоединен к прямому выходу разряда кодирующего преобразователя, а один из входов второй схемы 2И присоединен к инверсному выходу разряда кодирующего преобразователя, выход первой схемы 2И

t-ой ячейки присоединен к S-входу триггера вычитающего счетчика, а выход второй схемы 2И присоединен к

R-входу указанного триггера, вторые входы схем 2И всех ячеек соединены между собой и связаны с контактором предохранительного торможения подъемной машины.

10., Устройство по пп.1,7,8, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что сигнализатор действительной скорости выполнен в виде дополнительного кодирующего преобразователя, групповой выход которого связан с другим входом блока сравнения.

11. Устройство по пп.1,10, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что блок сравнения выполнен в виде сумматоравычитателя, выход которого связан с управляющим регулятором давления через декодирующий преобразователь

" од-напряжение".

Источники информации, принятые во .внимание при экспертизе

1. Заявка 9 2511140/11, кл. В 66 8 ..1/32, 01.08.77.