Устройство для управления процессом копания экскаватора дреглайна

.И.Кузнецов Трудовог нерио-строителКуйбышева ьство СССР 20, 1981.В.И. Автом подъемного лайна. Извес ал, 1979, Р лителя с насьшением. И.М Шнейдер Ю ВМ. М,: Энергия ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЪТИ(71) Московский орденаКрасного Знамени инженый институт им. В.В.(56) Авторское свидетелУ 825785, кл. Е 02 Г 9/Иржак Ю.М., Кузнецовтический выбор слабиныканата экскаватора-драгтия ВУЗов. Горный журнс. 110-115.Тетельбаум400 схем для А1978.(54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ КОПАНИЯ ЭКСКАВАТОРА-ДРАГЛАЙНА по авт.св, й" 825785, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения производительности экскаватора, оно дополнительно снабжено датчиком скорости привода тяги, датчиком косинуса угла между подъемным и тяговым канатами, блоком умножения и дифференцирующим звеном, выходы датчиков скорости привода тяги и косинуса угла между подъемным и тяговым канатами подключены к входам блока умножения. выход которого чеР рез дифференцирующее звено подключен Ж к дополнительному входу первого уси1182 127 Изобретение относится к экскаваторам-драглайнам и предназначенодля управления копающими механизмами драглайна в процессе наполненияЬковша грунтом. 5Цель изобретения - повышение производительности экскаватора,На чертеже изобоажена Функпиональная схема устройства для управления процессом копания экскаваторадоаглайна,Устройство содержит системч 1управления приводом подъема. включающего в себя преобразователь 2 сподключенным к нему двигателем 3 15подъема, командоаппарат 4 подъема.дат шк 5 усилия подъема, датчик 6пооизволной скорости подъема, задатчик 7 натяжения подъемного канатаи два усилителя 8 и 9 с. насыщением. 20К входам первого усилителя 8 подключены выходы датчика 5 чсилия подъема, задатчика 7 натяжения подъемного каната и усилителя 10 с зонойнечувствительности и с насыщением 25Вход усилителя 10 связан чеоеэ апериодическое звено 11 с датчиком 12усилия тяги. Датчик 13 скооости привода тяги и датчик 14 косинуса угламежду попъемпым и тяговым канатамиподключены по входам блока 15 умножения, Выход блока умножения черездифференциоующее звено 16 подключенк входч пеового усилителя 8,Устройство работает следующим35образом,Рассмотрим сначала его работу при нагрузке на привод тяги меньше, заданной, которая опоеделяется исходя иэ его механической хаоактерис тики, Пои отсутствии сигналов на входе пеового усилителя 8 напряжение на его выходе равно нчлю. Напряжение, снимаемое с задатчика 7, пропорциональное требуемой величине минималь ного натяжения подъемного каната. смещает оцнополярную характеристику усилителя 8 влево. Напряжение на выходе усилителя 8 при этом равно максимальному определяемому значением 50 насыщения Напряжение с датчика 5 усилия привода подъема действует встречно сигналу с датчика 5. Таким образом, при натяжении каната меньшем заданного имеется напряжение на 55 ,выходе первого усилителя 8, а при натяжении каната большем заданного выход этого усилителя равен нулю,т.е. пеовый усилитель 8 выполняетфункцию регулятора натяжения, Напряжение с выхода первого усилителя 8поступает на вход второго усилителя 9. имеющего при отсутствии сигналла на выходе командоаппарата 4 хаоактеристику с зоной нечувствительности и с насьшением, Пои коайнемположении командоаппарата 4 на"Спуск" напряжение с его выходасдвигает опнополярную характеоистику усилителя 9 влево, сдвигая егозону нечувствительности. Величинамаксимального напряжения на выходепервого усилителя 8 соответствуеттоку управления второго усилителя 9,пропорционального двойному значениюзоны нечувствительности при нулевомположении командоаппаоата,Напряжение с выхода второго усилителя 9 поступает в систему управления поивода подъема, Величина насыщения второго усилителя 9 выбираетсяравной двойному значению напояженияна выходе командоаппарата 9 в крайнем положении на "Опускание" ковша,Вследствие этого алгебраическая сумма сигналов с выходов командоаппарата 4 и второго усипителя 9 равняетсянаибольшему из двух: с выхола командоаппарата 4 или с выхода первогоусилителя 8,Таким образом, пои уменьшениинатяжения подъемного каната меньшезаданного появляется напряжение навыходе первого усилителя 8, являющегося регулятооом натяжения, Есликомандоаппаоат 4 находится в положении отличном от крайнего на "Подъем"ковша. то на выходе второго усилителя 9 появится сигнал, равный разности сигналов с выхода усилителя 8 ис командоаппарата 4. Скорость двигателя подъема при этом чвеличится внаправлении выбора слабины и чвеличения натяжения подъемного каната.Жесткость каната при малом значении его натяжения существенно меньше оасчетной что объясняется значи-.тельным провисанием каната междчнаправляющим и головными шкивами. Поэтому при отоаботке даже небольшого рассогласования между заданным и действительным натяжением подъемного каната привод подъема успевает развить довольно значительную скорость, что поиводит к пере- регулированию и возникновению колеба15 20 25 30 35 40 45 50 ний в системе. Эти колебания вызывают даже отрыв ковша из забоя и нарушение процесса наполнения ковшагрунта,Возмущающим воздействием, вызывающем изменение натяжения подъемногоканата является изменение расстояния от головных блоков до забоя. Эторасстояние изменяется как при движении привода подъема, так и приперемещении привода тяги.При наклонном забое и удаленномот направляющих блоков ковше скорость тяги направлена на уменьшениенатяжения подъемного каната, прикопании вблизи направляющих блоковдвижение привода тяги направленона возрастание натяжения подъемногоканата.В общем случае влияние скороститяги на усилие в подъемном канатеопределяется проекцией этой скоростина подъемный канат 0 здп у, где0 - скорость тяги, ( - угол между подъемным и тяговым канатами. Поэтому для устранения колебаний всистеме необходимо введение в законрегулирования кроме сигнала, пропорционального скорости подъема, и сигнала, пропорционального производнойот проекции скорости тяги на подъемный канат. Для этого сигнал с датчика 13 скорости тяги и сигнал сдатчика 14 косинуса угла междуподъемным и тяговым канатами подаютна блок 15 умножения. Сигнал на выходе блока 15 равен проекции скорости тяги на подъемный канат. Этотсигнал через дийференцирующее звено 16 попключается к первому усили -телю 8. Сигнал, пропорциональныйпроизводной скорости подъема, снимается с датчика 6.До тех пор, пока нагрузка на при,вод тяги меньше заданной, напряжение на выходе усилителя 10 равно нулю, Устройство в этом случае поддерживает натяжение подъемного каната,не препятствующее заглублению ковшаи определяемое сигналом на выходезадатчика 7 натяжения. Заглублениековша в забой при этом происходитс интенсивностью, определяемой весом ковша.В процессе заглубления ковша увеличивается толщина стружки, снимаемой ковшом, и, соответственно, возрастает усилие в приводе тяги. Поскольку оптимальному по длительностипротеканию проиесса черпания соответствует работа привода тяги в определенной зоне его механической характеристики, то значительное эаглубление ковша вызывает увеличение длительности копания или приводит к стопорению привода тяги.Поскольку заглубление ковша драглайна происходит поп действием .усилия, равного разности между весом ковша и натяжением подъемного каната, то хаоактеристика вход-выход усилителя 10 выбирается такой, чтобы при приближении значения усилия тяги, определяемого с помощью датчика 12, к заданному на выходе этого усилителя появился сигнал действу 3 ющий согласно с сигналом на выходе задатчика 7 натяжения, Интенсивность заглубления ковша при этом уменьшается, Для устранения резкого изменения угла резания, грунта, приводящего к возрастанию усилия резания, выход датчика 12 усилия тяги связан с входом усилителя 10 через апеоиопическое звено 11. Таким образом, устройство для управления процессом копания при малой нагрузке на привод тяги обеспечивает высокое качество стабилизации заданного натяжения подъемного каната, а при значительной нагрузке на привод тяги плавно уменьшает толщину стружки.Датчик скорости привода тяги может быть выполнен на базе тахогенератора или устройства косвенного измерения скорости.Датчик косинуса угла между подъемным и тяговым канатами может быть реализован с помощью устройства, вычисляющего этот косинус по длинам канатов 21,Блок уменьшения может быть реализован, например, с помощью интеграль-:ных микросхем или по литературе,Лифференцирующее звено может бытьвыполнено с помощью схемы неявного дифференцирования 31. Применение предлагаемого устройст-, ва устраняет нарушение процесса ко,пания при работе экскаватора в забо-. ях различной конфигурации, обеспечивает более высокое качество поддержания и регулирования натяжения подъемного каната.