Устройство автоматического управления режимом работы погрузочной машины с нагребными лапами

11 11654799 СОюз Советских Социалистических Республик(61) Дополнительное к авт. свид-ву - (22) Заявлено 01.06.76 (21) 2368573/22 51) М. Кл.Е 21 С 35 нением заявкирис сударственныи комитет) Приоритет 53) УД 22.619-8088.8) 43) Опубликовано 30.03.79. Бюллетень1 45) Дата опубликования описания 30.03.79 делам изобрете ткрыти Авторыизобретения(71) Заявитель Новочеркасский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им. Серго Орджоникидзе 54) УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИ РЕЖИМОМ РАБОТЫ ПОГРУЗОЧНОЙ МАШИНЫ С НАГРЕБНЫМИ ЛАПАМИизИзобретение относится к области автоматического управления режимом работы горных погрузочных машин с нагребными лапами и может быть использовано для дискретного управления скоростью подачи и числом колебаний парных лап по производительности погрузки применительно к серийно выпускаемым погрузочным машинам, имеющим автономные привода на ходовой части, исполнительном органе и перегружном конвейере.Известно устройство автоматического управления режимом работы погрузочной машины с нагребными лапами, асинхронными двигателями ходовой части исполнительного органа и конвейера, содержащее регулятор подачи с датчиком нагрузки и регулятор частоты колебаний нагребных лап 1).Недостатки устройства - низкая возможность автоматического управления при постоянно изменяющихся внешних условиях погрузки и отсутствие регулирования привода конвейера, что снижает производительность погрузочной машины.Известно также устройство автоматического управления режимом работы погрузочной машины с нагребными лапами, асинхронными двигателями ходовой части исполнительного органа и конвейера, планетарными механизмами ходовои части и исполнительного органа, электромагнитными муфтами ходовой части и исполнительного органа, содержащее пускатель асин хронного двигателя ходовой части, блокиуправления электромагнитными муфтами ходовой части и исполнительного органа, контур управления, включающий датчик тока, подключенный к электродвигателю 10 исполнительного органа, и две ветви последовательно включенных элементов сравнения и релейных элементов, которые подключены к блокам управления электромагнитными муфтами 2.15 Недостатками этого устройства являются невозможность дискретного управления производительностью машины из-за отсутствия пропорциональности между загрузкой исполнительного органа и конвейера, 20 что приводит к недогрузкам привода конвейера, низкая эффективность управления по частоте колебаний исполнительного органа. Все это приводит к сниженгпо производительности погрузочной машины.25 Цель изобретения - повышение проводительности погрузочной машины.Для этого устройство снабжено вторымконтуром управления и тремя ветвями последовательно включенных элементов срав пения и релейных элементов, которые своими выходами подключены к пускателю асинхронного двигателя ходовой части, а вход первой ветви соединен с датчиком тока асинхронного двигателя исполнительного органа, входы второй и третьей ветвей соединены с датчиком тока второго контура управления, подключенным к асинхронному двигателю конвейера, причем выходы ветвей второго контура управления подключены к блокам управления электромагнитными муфтами.На чертеже представлена блок-схема устройства.Устройство содержит контур управления нагрузкой исполнительного органа, включающий датчик тока 1, подключенный к асинхронному двигателю 2 исполнительного органа, связанному через планетарный механизм 3 с исполнительным органом погрузочной машины 4, электромагнитную муфту 5, подключенную к блоку управления 6, и две ветви последовательно включенных элементов сравнения 7 и 8 и релейных элементов 9 и 10. Выход релейного элемента 9 подключен к блоку управления 11 электромагнитной муфты 12, которая через планетарный механизм 13 соединена с ходовой частью машины 4. Выход релейного элемента 10 подключен к блоку управления 6 электромагнитной муфтой 5 исполнительного органа,Второй контур управления производительностью машины включает датчик тока 14, подключенный к асинхронному двигателю 15 конвейера машины 4, и две ветви последовательно включенных элементов сравнения 16 и 17 и релейных элементов 18 и 19. Выход релейного элемента 18 подключен к блоку управления 11, а выход релейного элемента 19 - к блоку управления 6 соответственно электромагнитными муфтами 12 и 5 ходовой части и исполнительного органа машины 4.Кроме того, устройство содержит еще три ветви последовательно включенных элементов сравнения 20, 21 и 22 и релейных элементов 23, 24 и 25, которые своими выходами подключены к пускателю 26 асинхронного двигателя 27 ходовой части,Вход элемента сравнения 20 соединен с датчиком тока 1 асинхронного двигателя 2 исполнительного органа, а входы элементов сравнения 21 и 22 соединены с датчиком тока 14 асинхронного двигателя 15 конвейера.Устройство работает следующим образом,Датчики тока 1 и 14 измеряют средние значения токов асинхронных двигателей 2 и 15 исполнительного органа и конвейера и установлены соответственно в силовых цепях статорных обмоток этих двигателей. Величины измеренных токов (без учета начальных значений токов холостого хода двигателей исполнительного органа и кон 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 вейера) пропорциональны полезным нагрузкам на исполнительном органе и конвейере. Полезные нагрузки на исполнительном органе являются следствием реакции штабеля при взаимодействии парных нагребных лап с погружаемым материалом и выражаются в виде момента сопротивления штабеля исполнительному органу, а полезные нагрузки на конвсйере являются следствием весового количества погружаемого материала на перегружном конвейере и выражаются в виде момента сопротивления перемещению материала, находящегося на конвейере, по желобу. При постоянной скорости движения скребковой цепи полезные нагрузки на конвейере пропорциональны весовой производительности машины.Элементы сравнения 16, 17 и 21, 22 сравнивают текущее значение тока асинхронного двигателя 15 конвейера с соответствующими величинами заданных уставок. Уставка элемента сравнения 21 выбирается по величине, меньшей тока холостого хода асинхронного двигателя 15 конвейера. Уставки элементов сравнения 16, 17 и 22 соответствуют загрузкам конвейера погружаемым материалом на уровнях 0,8; 1,0 и 1,2 номинального значения.Элементы сравнения 7, 8 и 20 сравнивают текущее значение тока асинхронного двигателя 2 исполнительного органа с соответствующими величинами заданных уставок, которые выбираются соответственно равными величинам номинальной, средней арифметической между номинальной и максимальной загрузке исполнительного органа машины 4,Величины, пропорциональные рассогласованию между текущими значениями токов асинхронных двигателей 15 и 2 конвейера и исполнительного органа и заданными уставками поступают с выходов элементов сравнения на входы соответствующих релейных элементов. Все релейные элементы срабатывают (включаются) при положительных рассогласованиях и отпускают (выключаются), если рассогласование равно нулю или отрицательно.Каждый релейный элемент формирует управляющие воздействия, которые направлены или на дискретное изменение (дискретное уменьшение, увеличение) скорости подачи машины или на дискретное изменение (дискретное уменьшение, увеличение) частоты колебаний нагребных парных лап. Возможны следующие процессы дискретного управления режимом работы погрузочной машины.11 ри включении релейного элемента 24 включается пускатель 26 асинхронного двигателя 27 ходовой части, в результате чего погрузочная машина 4 передвигается на штабель погружаемого материала со скоростью, соответствующей передаточному5 10 15 20 25 ЗО 35 40 50 55 60 65 5отношению планетарного механизма 13 ходовой части,При включении релейных элементов 9 или 18 подается напряжение на блок управления 11 электромагнитной муфтой 12 ходовой части. Электромагнитная муфта 12 ходовой части, затормаживая венечную шестерню, уменьшает передаточное отношение планетарного механизма 13 ходовой части, в результате чего скорость подачи погрузочной машины 4 уменьшается в два раза,При включении релейных элементов 10 или 19 подается напряжение на блок управления 6 электромагнитной муфтой 5 исполнительного органа. Электромагнитная муфта 5 исполнительного органа, затормаживая венечную шестерню, уменьшает передаточное отношение планетарного механизма 3 исполнительного органа, в результате чего частота колебаний парных лап погрузочной машины 4 уменьшается в два раза.При включении релейных элементов 23 или 25 выключается пускатель 26 асинхронного двигателя 27 ходовой части, в результате чего погрузочная машина 4 останавливается.При выключении соответствующих релейных элементов в устройстве выполняются операции, обратные вышеперечисленным.Перед началом погрузки, когда машина 4 находится вблизи развала горной массы, оператор (машинист) подает напряжение на асинхронные двигатели исполнительного органа 2 и конвейера 15, которые приводят в движение парные нагребные лапы и цепь перегружного конвейера. Так как процесс погрузки еще не начался, то потребляемый асинхронными двигателями ток соответствует нагрузкам холостого хода. При этом положительное рассогласование появляется только на выходе элемента сравнения 21, что приводит к срабатыванию релейного элемента 24. Остальные релейные элементы будут отключены, так как на их входы с соответствующих элементов сравнения подаются рассогласования отрицательнои полярности,Такое включение релейных элементов приводит к включению пускателя 26 асинхронного двигателя 27 ходовой части при расторможенном состоянии венечных шестерен планетарных механизмов 13 ходовой части и исполнительного органа 3. Машина 4 перемещается к развалу горной массы с повышенной скоростью и повышенной частотой колебаний нагребных лап. Начинается процесс погрузки горной массы.В дальнейшем в контуре управления производительностью происходят следующие процессы, связанные с дискретным автоматическим выбором режима работы машины по производительности погрузки. В результате взаимодействия исполнительного органа машины с горной массой возрастают нагрузки на конвейере и исполнительном органе и соответственно им токи, потребляемые асинхронными двигателями 15 и 2 конвейера и исполнительного органа соответственно. При достижении машиной номинальной величины производительности на выходе элемента сравнения 16 появляется положительное рассогласование, что приводит к включению релейного элемента 18, и в конечном итоге к затормаживанию венечной шестерни планетарного механизма 13 ходовой части и к дискретному уменьшеншо скорости подачи машины несколько ниже номинального ее значения.При увеличении загрузки конвейера выше номинального значения положительное рассогласование, снимаемое с элемента сравнения 17, приводит к включению релейного элемента 19, а следовательно, к затормаживанию венечной шестерни планетарного механизма 3 исполнительного органа и к уменьшению частоты колебаний парных лап. Производительность машины 4 снижается до номинального значения, а конвейер разгружается за счет того, что машина подается на штабель с пониженной скоростью и частотой колебаний нагребных лап.В тех случаях, когда условия работы машины на штабеле таковы, что даже малая скорость подач :и малая частота колебаний нагребных лап приводят к последующей перегрузке конвейера, снимаемое положительное рассогласование с элемента сравнения 22 приводит к включению релейного элемента 25, а следовательно, к выключению пускателя 26 асинхронного двигателя 27 ходовой части и остановке машины 4. При этом происходит саморасштыбовка приемно-транспортирующего тракта машины и тем самым исключается возможность возникновения аварийных ситуаций.Контур управления нагрузками на исполнительном органе выполняет защитные функции и обеспечивает дискретное снижение скорости подачи, частоты колебаний парных лап и остановку машины в случаях, когда нагрузка на исполнительном органе превышает заданное значение, Этот контур работает независимо от контура управления производительностью машины, ограничивая регулирующие возможности последнего.При нагрузке на исполнительном органе выше номинального значения положительное рассогласование, снимаемое с элемента сравнения 7, приводит к срабатыванию релейного элемента 9, затормаживанию венечной шестерни планетарного механизма 13 ходовой части и к снижению скорости подачи. В результате изменяются ус654799 Заказ 306/7 Изд.234 Тираж 657 Подписное НПО сПоиск Типография, пр, Сапунова, 2 ловия взаимодействия исполнительного органа с горной массой, и нагрузки на нем снижаются. Если нагрузка на исполнительном органе превышает значение уставки элемента сравнения 8, то положительное 5 рассогласование, снимаемое с этого элемента, приводит к срабатыванию релейного элемента 10, что вызывает затормаживание венечной шестерни планетарного механизма 3 исполнительного органа и к 10 уменьшению частоты колебаний парных лап. В ситуациях, близких к аварийному режиму, положительное рассогласование, снимаемое с элемента сравнения 20, приводит к срабатыванию релейного элемента 15 23 и выключению пускателя 26 асинхронного двигателя 27 ходовой части, Скорость подачи машины изменяется до нуля, что приводит к разгрузке исполнительного органа. Процессы дискретного увеличения 20 скорости подачи и частоты колебаний парных лап при уменьшении нагрузок на исполнительном органе происходят в обратной последовательности. 25Формула изобретения Устройство автоматического управления режимом работы погрузочной машины с нагребными лапами, асинхронными двига телями ходовой части исполнительного органа и конвейера, планетарными механизмами ходовой части и исполнительного органа, электромагнитными муфтами ходовой части и исполнительного органа, содер жащее пускатель асинхронного двигателя 8ходовой части, блоки управления электромагнитными муфтами ходовой части и исполнительного органа, контур управления, включающий датчик тока, подключенный к электродвигателю исполнительного органа, и две ветви последовательно включенных элементов сравнения и релейных элементов, которые подключены к блокам управления электромагнитными муфтами, о тличающееся тем, что, с целью повышения производительности машины, оно снабжено вторым контуром управления и тремя ветвями последовательно включенных элементов сравнения и релейных элементов, которые своими выходами подключены к пускателю асинхронного двигателя ходовой части, а вход первой ветви соединен с датчиком тока асинхронного двигателя исполнительного органа, входы второй и третьей ветвей соединены с датчиком тока второго контура управления, подключенным к асинхронному двигателю конвейера, причем выходы ветвей второго контура управления подключены к блокам управления электромагнитными муфтами.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство Хо 538134, кл. Е 21 С 35/24, 1974.2. Гадючко А. П. и др. Погрузочная машина типа ПНБ с автоматическим регулированием режима погрузки. Сб. Грузо- подъемные и транспортные установки. Труды Новочеркасского политехнического института. Новочеркасск, 1975, вып. 11, с. 61 - 65.