Способ управления рабочим органом бульдозерного агрегата

(51)5 Е 02 Р 9/2 ТЕН МСЕСОЮЗЦЯ ЙЙТЕНТН 9- ТЕМЕЧЦЯД ЙИБЛИОТЕКАсигналов управ- ф Изобретение отно му и дорожному машин к системам управлен бульдозерного агрегат Цель изобретения водительности бульдо ния перерегулирован рабочим органом. На фиг. 1 изображ ма устройства, реали мый способ; на фиг. 2сится к строигельноостроению, а именно ия рабочим органом а.- повышение произзера путем устранеия при управлении ена структурная схезующего предлагае - укрупненная схема ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ ИЗОБ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ ЬСТВУ(71) Производственное объединение "Чебоксарский завод промышленных тракторов" и Челябинский филиал Государственного союзного научно-исследовательскогоо тракторного института (72) В.Ю, Егоров и В,А. Коровин(56) Авторское свидетельство СССР М 1352011, кл. Е 02 Р 9/20, 1985.Авторское свидетельство СССР М 870614, кл. Е 02 Р 9/20, 1980.Алексеев Т.А. и др. Машины для земельных работ, М.: Машиностроение, 1964.(54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ РАБОЧИМ ОРГАНОМ БУЛЪДОЗЕРНОГО АГРЕГАТА (57) Изобретение относится к строительному и дорожному машиностроению и позволяет управлять рабочим органом бульдозерного агрегата во время рабочего хода. Цель изобретения - повышение производительности бульдозерного агрегата путем исключения перерегулирования при управлении рабочим органом. Для этого сначала в процессе копания измеряют тяговое усилие Рт и сравнивают его с максимальным Ртмакс и минимальным Ртмин первоначально заданными уровнями, По результатам сравнения изменяют положение рабочего органа по высоте Н. Затем дополнительно определяют скорость изменения тягового усилия Рт, скорость и перемещения рабочего органа, задают ширину отвала В и находят плотность С разрабатываемого грунта по формуле С=Рт /(К В Ь), где К - коэффициент пропорциональности. На основании полученных результатов и экспериментальных данных для различных грунтов и бульдозерных агрегатов корректируют заданные максимальный и минимальный уровни тягового усилия. Оптимальные минимальный и максимальный заданные уровни тягового усилия ориентировано должны составлять, например, 0,7 Ртмакс и 0,9 Рт мах.2 ил. алгоритма формированияления рабочим органом.Устройство управления рабочим орга- ,3 ф ном бульдозерного агрегата содержит блок 1 - ь 1 измерения тягового усилия, электрогидравлический привод 2 рабочего органа, блок 3 силовых ключей, а также связанные общей сис" емной магистралью гтикроЭВМ 4, блок 5 ввода аналоговой информации и блок 6 вывода дискретных сигналов. МикроЭВМ содержит микропроцессор 7, оперативноезапоминающее устройство 8 и постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) 9,Суть предлагаемого способа управления заключается в следующем.При разработке грунта тяговое усилие 5 бульдозера определяется по широко изве стной формулеРт=К 1 Вп+ ц д 4 (1)где Рт - тяговое усилие бульдозера;К 1 - коэффициент сопротивления грун , та резанию;В - ширина отвала;й - толщина срезаемой стружки грунта; о - объем грунта в призме волочения;у- объемная масса грунта; 15 ,и - суммарный коэффициент трения грунта о грунт и сталь.У бульдозера с нерегулируемой скоро стью перемещения рабочего органа его за, глубление (выглубление) осуществляется втечение коротких отрезков времени (напри мер, для бульдозера на базе трактора Т=130 , - в среднем 0,3 с). Приращение объема грун, та в призме волочения за такие интервалы времени незначительно, ПоэтомуЛРт = К 1 ВЛЬ, (2) 25где Л и и Л Рт - соответственно прираще 1 ния толщины срезаемой стружки грунта и , тягового усилил бульдозера во время включенного состояния гидропривода. Соответственно 30 ЛРт, ЬЬл=" ю (3)Переходя к пределу, получимРт =К 1 ВЬ, (4) 35где Рт - скорость изменения тягового усилия;Ь - скорость перемещения рабочего органа;и = сопзт, так как предполагается использование на бульдозере гидроприводарабочего органа с нерегулируемой скоростью,Установлено, что коэффициент сопротивления грунта резанию подавляющего 45большинства грунтов пропорционаленплотности С грунта, определяемой динамическим плотномером ДорНИИК 1=К С, (5)где С - плотность разрабатываемого грунта; 50К=сопз 1 - коэффициент пропорциональности.С учетом изложенногоРт=К СВ 1 или Рт=д(С=ИРт);(6)С т,тРК В Ь где - К Вй - коэффициент, имеющий1постоянное значение для каждого конкретного бульдозерного агрегата.функция Ртмакс (С) непрерывна и дифференцируема. Поэтому ее можно разложить в ряд Тейлора. Ограничиваясь членамидо второго порядка включительно, получим;Ртмакс=ао+а 1 с-а 2 с,2(7)где ас а 2 - постоянные коэффициенты,имеющие размерность тягового усилия,Например, для бульдозера на базе трактора Т Ртмакс=1,48+3,13 С - 0,2 С (8)Экспериментальное подтверждениеэтой формулы для определения максимально возможного по сцеплению тягового усилия бульдозерного агрегата ДЗС на базетрактора Тможно найти в книге Ю.В.Гинзбурга и др. Промышленные тракторы.М.: Машиностроение. 1986, с. 96, рис,4, 13 б.Можно также не аппроксимировать этузависимость какой-либо функцией, а представить ее в виде таблицы и занести в память микроЭВМ.Оптимальные минимальный и максимальный заданные уровни тягового усилиядолжны составлять ориентировочно 0,7Ртмах и 0,9 Ртмах. Конкретные значения коэффициентов при Ртмах зависят от типа трактора и уточняются в ходе испытаний, Так, длятрактора Тс гидромеханической трансмиссией уточненные значения этих коэффициентов составляют соответственно 0,6 и0,8,Микропроцессор 7, входящий в составмикроЭВМ 4, всегда является активным модулем, Остальные модули, подключенные ксистемной магистрали - пассивные, В постоянном запоминающем устройстве (ПЗУ)9 хранится программа микроЭВМ, таблицазначений Ртпах (С) и константы М; 0,7; 0,9 ит.д. В оперативном запоминающем устройстве (ОЗУ) хранятся результаты промежуточных вычислений.Блок 5 ввода аналоговой информациипреобразует выходной сигнал блока измерения тягового усилия 1 в двоичный код иобеспечивает передачу этого кода на системную магистраль в процессе ввода информации о тяговом усилии вмикропроцессор 7, Блок 6 вывода дискретных сигналов обеспечивает передачу информации с системной магистрали на входыблока 3 силовых ключей. Блок 3 силовыхключей имеет два силовых ключа для включения заглубления и выглубления рабочегооргана и обеспечивает усиление выходныхсигналов микроЭВМ 4 по мощности.Алгоритм управления рабочим процессом заключается в следующем (см, фиг. 2).Первоначально при помощи блока 5 ввода аналоговой информации осуществляется ввод значения тягового усилия Рт. Это значение сравнивается с минимально воэ можными значениями тягового усилия Ро, соответствующими максимуму производительности бульдозера на самом слабом грунте. Если условие РтРо не выполняется, включается заглубление рабочего орга на. Это обеспечивает начальный запуск системы управления.При выполнении условия Рт Ро анализируется состояние гидропривода. Если он включен, то последовательнс определяется: 15 производная тягового усилия Рт, плотность разрабатываемого грунта С, максимально возможное по сцеплению движителя с грунтом тяговое усилие Ртмакс (пу. тем обращения микропроцессора 7 к табли це Ртмакс (С), хранящейся в ПЗУ 9) и заданные уровня Рмакс и Рмин.Далее осуществляется циклическое сравнение тягового усилия Рт с заданными уровнями Рмин и Рмакс и соответственно 25 включение гидропривода на заглубление или выглубление рабочего органа или поддержание его в выключенном положении, Если гидропривод выключен, то новые значения Рмакс и Рмин не определяются. 30Определение значений Рмин и Рмакс осуществляется без выхода текущего режима работы бульдозера эа пределы эоны максимальной тяговой мощности, Благодаря этому достигается повышение 5производительности бульдозера за счет устранения перерегулирования - ошибок в управлении, приводящих в отдельные моменты времени к повышенному буксованию илисущественной недогрузке бульдозера. Формула изобретения Способ управления рабочим органом бульдозерного агрегата, основанный на измерении тягового усилия во время рабочего хода, сравнении его с максимальным и минимальным первоначально заданными уровнями, по результату сравнения изменения положения рабочего органа по высоте, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения производительности бульдозерного агрегата путем исключения перерегулирования при управлении рабочим органом, дополнительно определяют скорость перемещения рабочего органа, задают ширину отвала, определяют скорость изменения тягового усилия и находят плотность разрабатываемого грунта по формулетРГК 8 игде С - плотность разрабатываемого грунта;Рт - скорость изменения тягового усилия;Ь - скорость перемещения рабочего органа;8 - ширина отвала;К - коэффициент пропорциональности и на основании полученных результатов и экспериментальных данных. для различных грунтов и бульдозерных агрегатов корректируют заданные максимальный и минимальный уровни тягового усилия.1677194 едактор С.Реков орректор М,Кучерявая ТиражПодпис Государственного комитета по изобретениям и от 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/роизводственн ательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 Заказ 3090ВНИИП Составитель Техред М,М эрабаштал еытиям при ГКНТ С