Система управления рабочим процессом погрузчика

союз соеетснихСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ 1355 СПУБЛ 9) 1) 4 Е 02 Г 9 20 9 2 НИЕ ИЗ ЕНИЯ ЛЬСТ уддРстеенный комитет сссР делАм изОБРетений и ОтнРыти А ВТОРСНОМЪГ СВИ(54) СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ РАБОЧИМПРОЦЕССОМ ПОГРУЗЧИКА(57) Изобретение отнтранспортным машинаммизировать параметрыи повысить производитевого фронтального погрСУ рабочим процессоми задатчик 19 уровняше 2, подключенные кния (ЭС) 20. Выходблоком 12 запоминанпредела регулированиясвязанным через последные ЭС 13 и КЯтри осится к подьемнои позволяет оптипроцесса черпания льность одноковшоузчика. Для этого включает датчик 18 материала в ковэлементу сравне- ЭС 20 соединен с ия максимальногосилы тяги (СТ), овательно соединенггер 17 с распре(2) 40 делителем 5 исполнительного механизма. Дополнительно СУ содержит датчики 6, 7 и 8 усилия в шарнирах стрелы и в штоках гидроцилиндров 3 и 4 поворота и подъема ковша 2 и датчики 9 и 10 углового положения гидроцилиндров 4 и 3. Выходы датчиков 6 - 10 подключены к входам блока 11 вычисления текущего и минимального значений силы тяги (СТ), С выхода блока 11 значение СТ передается Изобретение относится к подъемно-транспортным машинам, а именно к одноковшовым фронтальным погрузчикам.Цель изобретения - оптимизация параметров процесса черпания и повышение производительности.Поставленная цель достигается тем, что в систему, включающую датчик уровня материала в ковше, задатчик уровня материала, соединенные с первым элементом сравнения, и исполнительный механизм, дополнительно введены датчик усилия в шарнирах стрелы, датчики усилия в штоках гидроцилиндров стрелы и ковша, датчики углового положения гидроцилиндров стрелы и ковша, блок вычисления текущего и минимального значений силы тяги, задатчики минимального и максимального предела регулирования силы тяги, второй и третий элементы сравнения, триггер.На фиг. 1 показана расчетная схема сил, действующих на рабочее оборудование фронтального погрузчика; на фиг. 2 - устройство управления рабочим процессом погрузчика.Система управления рабочим процессом погрузчика содержит базовый тягач 1, ковш 2, исполнительные гидроцилиндры 3 поворота ковша, гидроцилиндры 4 подъема стрелы, распределитель 5 гидроцилиндра поворота ковша, датчик 6 усилия в шарнирах стрелы, датчик 7 усилия в штоках гидроцилиндров поворота ковша, датчик 8 усилия в штоках гидроцилиндров подъема стрелы, датчик 9 углового положения гидроцилиндров стрелы, датчик 10 углового положения гидроцилиндра поворота ковша, блок 11 вычисления текущего и минимального значений силы тяги, блок 12 запоминания максимального предела регулирования силы тяги, второй и третий элементы сравнения 13 и 14, выполненные в виде цифровых компараторов, и задатчики 15 и 16 минимального и максимального пределов регулирования силы тяги, КЬ-триггер 17, датчик 18 уровня материалов 10 15 20 25 ЗО в соответствующие задатчики 16, 15 верхнего Тмдкс и нижнего Тпредела ре" гулирования сигнала СТ. Сигналы Т , и Т с задатчиков 16 и 15 сравниваются в ЭС 13 и 14 с текущим значением СТ. В зависимости от сигналов рассогласования К 8-триггер 17 управляет переключением распределителя 5. Т. обр. СУ самонастраивается на оптимальный режим работы без участия оператора. 2 ил. в ковше и задатчик 19 уровня материала, связанные с первым элементом сравнения 20.На фиг. 2 система управления дополнительно содержит насос 21, аналого-цифровой преобразователь 22 сигнала датчика уровня материала в ковше, блок 11 вычисления текущего и минимального значений силы тяги, состоящий из постоянного запоминающего устройства 23, в котором хранятся программа и необходимые данные для работы предлагаемого устройства, микропроцессора 24, содержащего арифметические и логические блоки, буферного регистра 25, аналого-цифрового преобразователя 26 и коммутатора 27 аналоговых сигналов, связанного с датчиком усилия в штоках гидроцилиндров поворота ковша и подъема стрелы и с датчиком углового положения стрелы и ковша.На фиг. 1 использованы следующие обозначения: Х - горизонтальная реакция в шарнирах стрелы; Тд Т.с. - усилия в штоках гидроцилиндров ковша и стрелы; Г, Гг - горизонтальная и вертикальная составляющие усилия на режушей кромке ковша; С, бд, б - силы тяжести груза ковша и стрелы; Т 1, Т составляющие обшей силы тяги погрузчика Т=Т 1+Тд; у, у - углы, определяющие положения гидроцилиндров ковша и стрелы.Расчетная схема на фиг. 1 позволяет определить силу тяги погрузчика по формулеТ=Г 1:ХА +Тц (соь"+Тдд,с,соз ( 1 ) Алгоритм управления рабочим процессом погрузчика имеет вид;Если А - Ав.-0, то х=х, Т=Тмдкс Тмин=Тмдкс2 - Ор (3)2 +Ор если Т - Т,(0, 1 о Ь Р, Ь (4) ез 11 Т - Т,)0, то х=х (5) где А, Ао - текущее и заданное значение расстояния от излучателя датчика уровня материала в ковше до свободной поверхности материала; бр - степень нерав 1355679номерности регулирования силы тяги; х - параметр управления золотником раепределителя; х,; х.- параметры включения и выключения золотника распределителя.Устройство управления работает следующим образом.Перед началом черпания в блок 12 заносится цифровой код, ковш 2 устанавливается в исходное положение, показанное на фиг. 2, поступательным движением тягача 1 осуществляется внедрение ковша 2 в штабель. Аналоговые сигналы от датчиков усилий в штоках гидроцилиндров подъема стрелы 8 и поворота ковша 7 от датчика усилия в шарнире 6 и от датчиков углов поворота стрелы и ковша 9 и 10 соответственно, поступают в коммутатор 27 аналоговых сигналов и поочередно передаются в аналого-цифровой преобразователь 26, и после преобразования в параллельный цифровой код заносятся в буферный регистр 25, откуда, по мере необходимости поступают в микропроцессор 24, например, типа К 1801 ВМ 1 для вычисления силы тяги согласно программе, помещенной в постоянное запоминающее устройство 23. Датчик 18 вырабатывает аналоговый сигнал, пропорциональный растоянию А, который преобразуется в параллельный цифровой код в аналого-цифровом преобразователе 22 и поступает в элемент сравнения 20, выполненный в виде цифрового компаратора, на второй вход которого поступает цифровой код из задатчика уровня материала 19, выпоненного в виде постоянного запоминающего устройства.При внедрении днища ковша 2 на оптимальную величину, составляющую 0,4 - 0,6 длины днища, происходит выравнивание сигналов, поступающих в элемент сравнения 20, и в соответствии с условием (2) алгоритма вырабатывается сигнал, согласно которому микропроцессор 24 передает цифровой код, соответствующий значению силы тяги в данный момент, в задатчик верхнего предела регулирования силы тяги 16, выполненный в виде буферного регистра, затем осуществляется запоминание цифрового кода, соответствующего максимальному значению силы тяги в блоке 12 запоминания верхнего предела регулирования силы тяги, выполненного в виде регистра и далее происходит сравнение заданного максимального значения силы тяги с текущим в элементе сравнения 13, выполненного в виде цифрового компаратора и при их выравнивании формируется сигнал, устанавливающий КЬ-триггер 17 в единичное состояние, что приводит к включению золотника распределителя 5 вверх. Рабочая жидкость от насоса 21 подается в поршневые полости гидроцилиндров 3, штоки которых начинают выдвигаться из гидроцилиндров и поворачивают ковш 2. Одновременно микропроцессор 24 вычисляет минимальное значение силы тяги в соответствии с формулой (3) и заносит его значение в задатчик 15 минимального предела регулирования силы тяги, выполненный в виде буферного регистра. С этого момента процесс черпания осуществляется путем совмещения поступательного движения тягача 1 с поворотом ковша 2.При повороте ковша сопротивление на режущей кромке и сила тяги Т уменьшается. В элементе сравнения 14, выполненном в виде цифрового компаратора, происходит сравнение текущего значений силы тяги и значения, соответствующего минимальному пределу регулирования силы тяги и в момент их выравнивают в соответствии с условием (4) алгоритма, элемент сравнения 14 вырабатывает сигнал переводящий КЯ-триггер 17 в нулевое состояние и золотник распределителя 5 выключается.Поворот ковша 2 прекращается и проис ходит его внедрение вштабель однимпоступательным движением тягача 1. При этом, сопротивление на ковш и сила тяги Т сравнивается в элементе сравнения 13 с максимальным пределом регулирования силы тяги Т, хранящимся в блоке 12 запоминания. В момент выравнивания этих величин в соответствии с условием (5) элемент сравнения 13 вырабатывает сигнал для перевода К 8-триггера в единичное состояние и включения вверх золотника распределителя 5. С этого момента снова начинается поворот ковша 2, совмещенный с поступательным движением тягача 1.При подходе ковша 2 к упорам настреле прекращается его поворот, оператор выключает муфту сцепления тягача 1.С этого момента процесс черпания заканчивается.Таким образом, предложенное устройствопозволяет вычислить текущее значение 40 действительной силы тяги погрузчика, определить максимальное и минимальное оптимальные значения пределов регулирования силы тяги, т. е. осуществить самонастройку системы на оптимальный режим работы 45без участия оператора. В результате оп 5 тимизации параметров управления ТТ,увеличивается точность управления и производительность, уменьшается энергоемкость рабочего процесса.Формула изобретения50Система управления рабочим процессомпогрузчика, содержащая датчик уровня материала в ковше, задатчик уровня материала, выходы которого подключены к пер вому элементу сравнения, и исполнительныймеханизм, отличающаяся тем, что, с целью оптимизации параметров черпания и повышения производительности, в систему допол1355679 Составитель В. ЧТехред И. ВересТираж 607 ри Редактор И. СегляникЗаказ 5472(27ВНИИПИ Государственн113035, МПроизводственно полиг Корректор О.Подписноем изобретений и оаб., д. 4/5жгород, ул. Прое авпо СР по дела Раушская н риятие, г. У ого комитета С сква, Ж - 35, афаческое пре ыти ая,4 нительно введены датчик усилия в шарнирах стрелы, датчики усилий в штоках гидроцилиндров стрелы и ковша, датчики углового положения гидроцилиндров стрелы и ковша, блок вычисления текущего и минима.пьного значений силы тяги, задатчики минимального и максимального пределов регулирования силы тяги, блок запоминания максимального предела регулирования тяги, второй и третий элементы сравнения, триггер, при этом выходы от датчика усилия в шарнирах стрелы, датчиков усилий й штоках гидроцилиндров стрелы и ковша, датчиков углового положения гидро- цилиндров стрелы и ковша подключены, начиная с первого по пятый, входам, а выход с первого элемента сравнения на шестой вход блока вычисления текущего и минимального значений силы тяги, первый выход которого через задатчик максимального предела регулирования силы тяги подключен к входу блока запоминания, второму входу второго элемента сравнения и первому входу третьего элемента сравнения, выход блока запоминания подключен к первому входу второго элемента сравнения, выход которого подключен к К-входу триггера, второй выход блока вы числения текущего и минимального значений силы тяги через задатчик минимального предела регулирования силы тяги подключен к второму входу третьего элемента сравнения, выход которого подключен к 5-входу триггера, выход которого подключен к распределителю исполнительного механизма,