Устройство для измерения нагрузки на копающий механизм экскаватора

Союз Советских Социалистических Республик(54) Дата опубликования описания 30.09.79 дарственнын комитет СССР(088,8) по делам изобретен и открытий 72) Авторы изобретения С. Агафонов и Ю. М. Иржак(71) Заявител 4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НАГРУ НА КОПАЮЩИЙ МЕХАНИЗМ ЭКСКАВАТО 2 1 дв де Рупп орциональноусилием двиода; гателя;иведенная 1 -тв -1 дв оз- РУТаким оволяют оп Изобретение относится к одноковшовым экскаватором с приводом по системе управляемый преобразователь-дьпгатель и может быть использовано для измерения внешней нагрузки на механизмы, расчетные схемы которых могут быть представлены в виде двухмассовой схемы замещения с упругой связью,Известны устройства, предназначенные для определения величины усилия в механизме экскаватора, привод которого выполнен по системе управляемый преобразователь-двигатель с регуляторами тока и скорости. В таких устройствах определения усилия в механизме основано на решении уравнения усилие в упругой связи (канате);коэффициент пропсти между током игателя;ток якорной цепи привприведенная масса двискорость двигателя, прк рабочему органу 1.разом, подобные устройства педелить нагрузку только в уп гом элементе, которая является косвенным показателем возмущения, действующего на рабочий орган механизма, который представляет собой двухмассовую систему. Кро ме того, дифференцирование сигнала о скорости, снимаемого с тахогенератора, который имеет значительные пульсации, вносит большую погрешность в измерение.Известно устройство, содержащее преоб разователь с системой управления и подключенным к нему двигателем, который соединен с рабочим органом через упругую связь, датчик упругого усилия, входами связанный с датчиком тока и датчиком ско рости 2.Такое устройство позволяет косвеннь.мпутем измерить нагрузку также только в упругом элементе, которая существенно отличается от внешней нагрузки, действую щей непосредственно на рабочий орган.Целью изобретения является повышениенадежности электромеханического оборудования копающих механизмов экскаватора путем обеспечения возможности измерения 20 внешней нагрузки.Указанная цель достигается тем, что устройство снабжено дифференцирующим звеном и последовательно включенными интегратором и усилителем без обратной связи, 30 входы которого соединены с датчиком скорости и через дифференцирующее звено с датчиком упругого усилия, а выход - с входом интегратора, второй вход которого подключен к выходу датчика упругого усилия, 5На чертеже изображена схема устройства для измерения нагрузки на копающий механизм экскаватора.Устройство содержит преобразователь 1 с системой управления 2 и подключенным к нему двигателем 3, который соединен через упругую связь 4 с рабочим органом 5 экскаватора, датчик упругого усилия 6, входами связанный с датчиком тока 7 и датчиком скорости 8, а выходом - с интегратором 9 и через дифференцирующее звено 10 с усилителем 11, выполненным без обратной связи.Устройство работает следующим образом, 20Датчик упругого усилия 6, подключенный к датчикам тока 7 и скорости 8, определяет усилие в упругом элементе путем решения методом неявного дифференцирования уравнения 25(Су - р ) = т,Р(2)где Ру,р - усилие в упругом элементе (канате); Зотд, - приведенная масса двигателя;1 - ток в якорной цепи привода;Р - оператор дифференцирования.Из уравнения для Р;др.Р С, (Ь, У,), (3)где С - жесткость упругого элемента (каната);Ъ - скорость рабочего органа (ковша);с помощью преобразований и подстановки в него уравнения для скорости Рау упр - с (4)2 45 где Р, - внешняя нагрузка;т - масса рабочего органа (ковша); получимСИз уравнения (5) видно, что текущее значение внешней нагрузки Рдействующей на рабочий орган механизма, можно определить через текущие значения регулируемых параметров электропривода Рдр и д,. Это уравнение решается с помощью интегратора 9 и усилителя 11 без обратной связи.Электрический сигнал, пропорциональный усилию Рснимается в виде выходного напряжения с усилителя 11. На входе интегратора 9 напряжение пропорционально интегралу от разности (Р, - Р,др), на другие входы усилителя 11 подаются сигнал, пропорциональный скорости, с коэффициентом передачи ( - тз) и сигнал, пропорциональный производной от упругого усилия, сткоэффициента передачиСПрименение предлагаемого устройства для измерения нагрузки на копающий механизм экскаватора в системе защиты от перегрузок позволяет уменьшить динамические усилия на 15 - 18 и тем самым повысить надежность электромеханического оборудования экскаватора.Формула изобретенияУстройство для измерения нагрузки на копающий механизм экскаватора с электроприводом, содержащее преобразователь с системой управления и подключенным к нему двигателем, который соединен с рабочим органом через упругую связь, датчик упругого усилия, входами связанный с датчиком тока и датчиком скорости, о т л и ч ающееся тем, что, с целью повышения надежности электромеханического оборудования путем обеспечения возможности измерение внешней нагрузки, оно снабжено дифференцирующим звеном и последовательно включенными интегратором и усилителем без обратной связи, входы которого соединены с датчиком скорости и через дифференцирующее звено с датчиком упругого усилия, а выход - с входом интегратора, второй вход которого подключен к выходу датчика упругого усилия.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР412354, кл. Е 02 Р 9/20, 1972.2. Авторское свидетельство СССР377949, кл, Н 02 Р 5/00 1970,688567 Составитель Е. ЕлизаровТехред Л. Расторгуева Корректор Т. Добровольская Редактор 3. Ходакова Типография, пр. Сапунова, 2 Заказ 2220/4 Изд, Мз 624 Тираж 780 Подписное НПО Поиск Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5