Устройство для программного регулирования глубины копания бульдозера

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОГРАММНОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ГЛУБИНЫ КОПАНИЯ БУЛЬДОЗЕРА по авт.св. № 744078, о тличающееся тем, что, с целью повышения производительности бульдозера на всем цикле копания за счет обеспечения оптимальной форюл gfPr : 70ff f,J TPVf;I 5ИБЛИУ1 {Й траектории заглубления, оно снабжено дополнительными распределителем импульсов , генератором импульсов и двумя электроклапанами, один из которых посредством трубопровода подключен к полости подъема силового цилиндра и к подводящему трубопроводу , к которому подключен второй дополнительный электроклапан, соединенный с полостью опускания силового цилиндра и электрически связанный со входом дополнительного генератора импульсов и через дополнительный распределитель цилиндров с выходом дополнительного генератора импульсов, при этом дополнительный распределитель цилиндров соединен с основным ге (П нератором импульсов.

СООЗ СОЕЕТСНИХ

Л Обй

РЕСПУБЛИК

3С59 Е 02 F 9/20

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТЬЙ (6 t) 744078 (21) 2710318/29-03 (22) 08.01.79 (46) 30.05.84. Бюл. Р 20 (72) Ю.Д.Погуляев, А.Д.Погуляев и С.П.Лебедев (53) 621.878(088.8) .(56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 744078, кл. Е 02 F 9/20, 1978 (прототип). (54)(S7) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОГРАММНОГО

РЕГУЛИРОВАНИЯ ГЛУБИНЫ КОПАНИЯ БУЛЬДОЗЕРА по авт.св. В 744078, л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения производительности бульдозера на всем цикле копания за счет обеспечения оптимальной формы.,Я0„„967138 траектории эаглубления, оно снабжено дополнительными"распределителем импульсов, генератором импульсов и двумя электроклапанами, один из которых посредством трубопровода подключен к полости подъема силового цилиндра и к подводящему трубопроводу, к которому подключен второй дополнительный электроклапан, соединенный с полостью опускания силового цилиндра и электрически связанный со входом дополнительного генератора импульсов и через дополнительный распределитель цилиндров с выходом дополнительного генератора импульсов, при этом дополнительный распредели- 3 тель цилиндров соединен с основным ге нератором импульсов.

1 9671

Изобретение относится к устройствам. для автоматического программного регулирования процесса копания эемлеройно-транспортных машин, преимущественно бульдозеров. 5

Известно устройство для автоматического программного регулирования глубины копания на. участке выглубления, содержащее насос, гидрораспределитель и силовые цилиндры с полос- 10 тями для подъема и опускания поршня, шток которого соединен с отвалом, подводящий и отводящий трубопроводы, подсоединенные соответственно с подпоршневой и науЯторшневой полостями 15 силовых цилиндров, контактный датчик положения поршня силового цилиндра, электромагнитные клапаны, генератор импульсов с корректирующим блоком и распределитель импульсов. В корпусе 20 силового цилиндра выполнены расположенные с уменьшающимся по высоте цилиндра шагом отверстия, которые гидравлически соединены с электромагнитными клапанами, связанными 25 электрически через распределитель им.пульсов с генератором импульсов и с контактным датчиком положения поршня силового цилиндра, взаимодействующим с контактами на о штоке поршня силового цилиндра, расположенными с увеличивающимся.по высоте штока шагом, причем расстояния между контактами на штоке равны соответствующим расстояниям между отверстиями на силовом цилиндре 1 3.

Это устройство автоматическое регулирование глубины отвала но за-, данной программе осуществляет только на этапе выглубления. В результате реализации этой программы отрабатывается оптимальный закон выглубления отвала вида

Поставленная цель достигается тем, что устройство для программного регулирования глубины копания бульдозера снабжено дополнительным распре4 делителем импульсов, генератором импульсов и двумя электроклапанами, один из которых посредством трубопровода подключен к полости подъема силового цилиндра и к подводящему трубопроводу, к которому подключен второй дополнительный электроклапан, соединенный с полостью опускания силового цилиндра и электрически связанный со входом дополнительного генератора имйульсов и через дополнительный распределитель импульсов с выходом дополнительного генерато- о ра импульсов, при этом дополнительный распределитель импульсов соеди-0,01 %в

1в-Р,зз5е

-48 е

1 в в е для бульдозера ДЭТ-250 и грунтов первой категории, имеющий вид где 11 — глубина копания, м;

12-15, оптимальное время выглубления для данного типа грунтов, с, АВ " 0,335, L>-"0,07 - постоянные коэффициенты, учитывающие категорию грунта и тип машины в дискретном варианте, реализуемом известным устройством, имеющий вид

ЬЮ 04161

ЬЪ(4Св3= В в е где 4Ъ -опеременный шаг между отверстиями на силовом цилиндре, м, 1,2,... k — порядковый номер отверстия, начиная снизу силового цилиндра, Ив — постоянный промежуток времени, через который осуществляется управление выглублением отвала, равный, например, 2 с (т.е. промежуток срабатывания электроклапанов устройства). бВ 0,045, LВ = 0,07 — постоянные коэффициенты, учитывающие категорию грунта и тип машины.

Недостатком устройства является то, что оно не позволяет обеспечить максимальную производительность бульдозера на всем цикле копания, состоящем из участков эаглубления и выглубления потому, что заглубление отвала осуществляется оператором вручную, приблизительно по произвольному закону во времени и не операцией выглубления, осуществляемой по оптимальной программе.

Целью изобретения является повышение производительности бульдозера на всем цикле копания за счет обеспечения оптимальной формы траектории эаглубления.

3 9671 нен с основным генератором импульсов.

Таким образом, дополнительные признаки и связи в совокупности с известными реализуют оптимальный закон заглубления в дискретном виде

-(.Ь д,) йЬ (илФ 1= е

Для ДЭТ-250 и грунта первой категории, имеющего вид

3 3

>b,(È,)=В,е "

15 где ЛЬз — шаг между отверстиями силового цилиндра при заглублении, м, а

М5 — 1,5 интервал времени переключения электроклапанов при заглублении, с, n — порядковый номер отверстия начиная снизу силового цилиндра

8,= о,г, 25

L> i 0,662-.постоянные коэффициенты, учитывающие свойства грунта и тип машины.

Дискретный оптимальный закон заглубления является аналогом непрерыв30 ного оптимального закона заглубления

% =я Ме 33 для бульдозера ДЭТ-250 и грунта первой категории, имеющего вид

-0,662 131 - o,385 1-е ° ), где Ъ5 — величина заглубления, м; з — 0...3 — оптимальное время заглубления, с;

АЗ = 0,385 (.3-0,662 — эмпирические коэффициенты, учитывающие свойства грунта и тип машины.

При реализации закона заглубле- 45 ния используемые электроклапаны при выглублении отвала задействуются частично (т.е.aha>% и dt Cht ) вследз в ствие большей интенсивности измене,ния глубины при заглублении по срав нению с выглублением при оптимальном процессе копания.

На фиг.1 схематично изображено устройство, общий вид; на фиг.2 — структурная схема устройства; на фиг.3 — 55 график, иллюстрирующий реализацию устройством оптимальных законов загпубления н выглубления в их взаимо38 4 связи (у асток I-,j заглубление, участок 1-11-выглубление).

Устройство содержит соединенные трубопроводами насос 1, гндрораспределитель 2, силовые цилиндры 3 (на чертеже показан один) поршень 4, шток которого соединен с отвалом 5, подводящий 6 и отводящий 7 трубопроводы, соединяющие подпоршневую и надпоршневую полости силового цилиндра с гидрораспределителем 2. Цилиндр 3 снабжен контактным датчиком 8 положения поршня 4, состоящим из трубы-штока 9, жестко соединенной со ,штоком поршня 4 цилиндра 3, внутри которой размещены электроконтакты 10, расположенные по высоте ее с переменным шагом, увеличивающимся к верху трубы, и ролик токосъема 11, жестко соединенный с цилиндром 3. В цилиндре 3 выполнена группа отверстий 12, расположенных с уменьшающимся по вы-. соте цилиндра, начиная снизу, шагом.

Расстояния между отверстиями группы на цилиндре 3, например расстояние между первым и вторым отверстиями

12 снизу цилиндра 3, равное at равно расстоянию между первым и вторым электроконтактами 10 трубы-штока 9 датчика 8 положения поршня 4, внутри которой они выполнены, только отсчет ведется сверху трубы-штока 9 и его расстояние также равно соответственно расстояние Ь между

1 вторым и третьим отверстиями 12 на цилиндре 3, отсчет ведется снизу цилиндра 3, равно расстоянию (также ) между вторым и третьим электроконтактами 10 трубы"штока 9, отсчет ведется сверху трубы-штока 9,т.е. очевидно, что расстояние между отверстиями

12 на цилиндре 3, начиная снизу цилиндра 3 и расстояния между электро.-. контактами 10 на трубе-штоке 9, начиная сверху трубы-штока 9, выполнены по одному и тому же закону аЬ,(па )=@

Группа отверстий 12 цилиндра 3 соединена группой трубопроводов 13, снабженной группой электромагнитных клапанов 14 с общим отводящим трубопроводом 7. Надпоршневая полость цилиндра 3 соединена дополнительным трубоО проводом 15 снабженным электромагнитным клапаном 16, с подводящим трубопроводом 6, который также имеет электромагнитный клапан 17, распо967138 ложенный ниже соединения трубопроводов 6 и 15.

Устройство включает также (фиг.2) генератор импульсов 18, распределитель импульсов 19, соединенные между собой, и дополнительные генератор 20 и распределитель импульсов 21, соединенные между собой, контакт 22 включения гидрораспределителя и корректирующий блок 23. Выходы распредели- О телей импульсов 19 и 21 соединены с группой клапанов 14. Распределитель импульсов 19 соединен с датчиком 8 положения поршня 4, который соединен с выходом генератора им- 15 пульсов 20 и электромагнитным клапаном 16. Последний электрически соединен с выходом распределителя импульсов 21 и электроклапаном 17, а распределитель импульсов 21 соединен 20 также с генератором импульсов 18.

Устройство запускается в работу при замыкании контакта 22 рукояткой гидрораспределителя 2 при установке ее в положение "Подъем". 25

Устройство работает следующим образом.

Оператор разгоняет бульдозер до определенной скорости и переводит руо коятку гицрораспределителя 2 в положение "Подъем". При этом замыкается контакт 22, открывается электромагнитный клапан 16 и по трубопроводу 15 в надпоршневую полость цилинд35 ра 3 поступает масло и давит на поршень 4 со штоком. Одновременно запускается генератор импульсов 20, сигналы с которого поступают на распределитель импульсов 21 и группу электромагнитных клапанов 14, которые срабатывают в последовательности, задаваемой распределителем импульсов

21 через интервал времени (фиг.3).

Распределителем импульсов 21 задает- 45 ся такая последовательность открытия клапанов 14, при которой сначала открывается, например, четвертый клапан из группы клапанов 14, начиная сверху цилиндра 3, а клапаны, расположенные вьппе (первый, вто,рой, третий),не срабатывают. Поршень 4 со штоком перемещается вниз и интенсивно заглубляет отвал 5 (участок аЬ, фиг.3) до тех пор, пока не перекроет четвертое, начиная сверху цилиндра 3, отверстие из груп-. пы отверстий 12. При этом слив масла из налпоршневой полости цилиндра 3 прекращается, поршень 4 со штоком останавливается, а отвал 5 перемещается горизонтально (участок bc, фиг.3) до тех пор, пока не истечет время первого импульса управления длительности A%3(фиг.3) при заглублении, задаваемого генератором 20 и поступающего через распределитель импульсов 21 на четвертый электромагнитный клапан из группы электромагнитных клапанов 14, начиная сверху цилиндра 3. При открытии следующего клапана из группы 14 заглубление отвала 5 происходит аналогично. На фиг.3 показан процесс заглубления отвала в два этапа. После четвертого, начиная сверху цилиндра 3, клапана из группы 14, открывается, например, пятый клапан из группы 14, поршень 4. перемещается вниз, заглубляя отвал 5, затем перекрывает пятое, начиная сверху, отверстие из группы отверстий 12 и останавливается. Отвал 5 при этом перемещается горизонтально до окончания второго импульса управления длительности и 3 (фиг.3) при заглублении, задаваемого генератором импульсов 20 и поступающего через распределитель импульсов 21, например, на пятый сверху цилиндра 3 клапан из группы клапанов 14. В конце процесса заглубления (точка А, фиг.3) кривая заглубления стыкуется с началом кривой выглубления. Одновременно с процессом эаглубления отвала 5, заглубляемого перемещением поршня 4 со штоком, перемещается вниз, трубашток 9 контактного датчика 8, жестко связанная со штоком поршня 4 цилиндра 3, электроконтакты 10 которой при этом последовательно замыкаются с неподвижным роликом токосъема 11, передавая информацию о положении поршня 4 в распределитель импульсов 19 в котором формируется программа выглубления, т.е. начало и последовательность отработки группы клапанов 14 при выглублении.

Процесс выглубления отвала 5 начинается тогда, когда истечет время заглубления отвала 5 (Т Е 41 фиг.3), положение отвала 5 в конце этого времени соответствует началу его выглубления. По истечении Тз времени заглубления сигнал с дополнительного распределителя импульсов Ц поступает на электромагнитный клапан 16. котооый закпыял тгя ппи

967138 этом одновременно открывается электромагнитный клапан 17, соединенный с ним электрически. Масло поступает в подпоршневую полость цилинд- . ра 3 и давит на поршень 4. Кроме 5 того, сигнал с распределителя импульсов 21 поступает на вход генератора импульсов 18, который запускается, вырабатывая управляющие импульсы длительностью, равной времени

10 открытия .каждого клапана группы 14 при выглублении (4 Фз, фиг.3).

Импульсы поступают на распределитель импульсов 19 и с него на клапаны группы 14. Так как на послед- 15 нем этапе заглубления последнее (нижнее) отверстие 12 перекрыто поршнем 4 и это положение поршня 4 является начальным при выглублении (отвала 5), то первый импульс с рас- 20 пределителя импульсов 19 подается на следующий по ходу поршня 4 электрокла-. пан из группы 14, т. е. второй, начиная снизу цилиндра 3.

Этот электроклапан открывается, 25 поршень 4 перемещается вверх, выглубляя отвал 5 по некоторой кривой (участок A8, фиг.3). При перекрытии поршнем 4 второго, начиная снизу цилиндра, отверстия из группы 12,.м поршень 4 останавливается, отвал 5 перемещается горизонтально (участок

ВС, фиг.З) до тех пор, пока не истечет время 41 (фиг.3), в течение которого электроклапан из группы 14, второй, начиная снизу силового цилиндра 3, находится в открытом сос-. тоянии. По истечении этого времени с распределителя импульсов 19 подается импульс на открытие следующего 40 по ходу поршня 4 клапана. Очередной электромагнитный клапан открывается и выглубление отвала 5 происходит так же,как и при открытии второго, начиная снизу цилиндра 3, клапана из группы 14. Таким образом, процесс выглубления осуществляется на всей длине участка выглубления вплоть до полного выглубления отвала 5, т.е. до отработки всех клапанов 14.

Перемещение поршня 5 из одного положения в другое (от одного отверстия группы 12 к другому отверстию группы 12) через расстояние между отверстиями 12, уменьшающимся по определенному закону, близкому к оптимальному (кривая f) при заглублении и кривая 2 при выглублении (фиг.3) промежуток времени 4t при заглубЭ ленин и 44е > 4tЗ при выглублении, позволяет осуществлять плавно-ступенчатое изменение глубины на участке заглубления (кривая 1), (фиг.З) и на участке выглубления (кривая 2, фиг.З), взаимосвязано между собой, т.е. на всем участке осуществить изменение глубины, близкое к оптимальному.

Устройство позволяет осуществлять заглубление и выглубление осуществляется по плавно-ступенчатой траектории, близкой к оптимапьной.для данного типа грунта, сократить время набора призмы максимального обьема, повысить производительность бульдозера, облегчить в значительной степени труд оператора (его работа выполняется ав-. томатом, он же осуществляет только контроль эа работой устройства), обеспечить полную автоматизацию управления бульдозерами, которые могут использоваться в трудных условиях, где участие оператора либо нежелательно, либо невозможно.

967138

22 ие.

У иг.д

Техред Л.Мартяшова Корректор С.Шекмар, Редактор Л.утехина

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

Заказ 3930/4 Тираж 644 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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