Устройство для автоматического регулирования режима работы машин виброударного действия

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(51)М. Кл,з В 28 С 1/186 05 0 13/62 Государственный комитет СССР но делам изобретений и открытий(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ РЕЖИМА РАБОТЫ МАШИН ВИБРОУДАРНОГО ДЕЙСТВИЯ Изобретение относится к области автоматизации режимов работы машин вибрационного и Ударно-вибрационного действия с кривошипно-шатунным (эксцентриковым) или центробежным возбудителями колебаний, предназначенных для уплотнения грунтов и других материалов, забивки свай, формования изделий иэ бетонных смесей и т.д.фИзвестно устройство для автоматического регулирования режима работы машин виброударного действия, содержащее датчик момента удара, распределитепя импульсов, логические элементы И и блок питания 1. Известно и другое устройство для . автоматического регулирования режима работы машин виброударного действия, 2 р содержащее датчик момента удара, распределитель, кинематически связанный с валом возбудителя колебаний, блок формирования, блок питания силового двигателя, причем датчик мо-, 25 мента удара соединен с одним иэ входов блока формирования другой вход которого соединен с распределителем, а выход блока формирования подключен к одному из входов блока питания 2. 30 С помощью известных устройств не удается реализовать полностью все потенциальные возможности вибрационных и виброударных машин, особенно резонансных. Это обусловливается тем, что известные устройства по своему конструктивному исполнению имеют ограниченную точность поддержания регулируемой величины - фазового угла удара, что является, как известно, общим недостатком всех систем, выполненных по принципу автоматической стабилизации регулируемого параметра, способных оказывать регулирующее воздействие на объект управления лишь при наличии ошибки. Кроме того, в связи с тем, что информация о фактическом значении регулируемой величийы не может быть получена на протяжении всего ударного цикла, а поступает лишь дискретно, только в моменты начала ударов (от датчика момента удара при соударени- ях ударной части с ограничителем), и по этой причине известные устройства также ограничены по точности и быстродействию. Цель изобретения - повышение точности и быстродействия.Эта цель достигается тем, что устрсйство для автоматического регулирования режима работы машин виброударногс действия, содержащее датчик момента удара, распределитель, кинематически связанный с валом возбудителя колебаний, блок формирования и блок питания силового двигателя, причем датчик момента удара соединен с одним из входов блока Формирования., другой вход которого соединен с распределителем, а выход блока формирования подключен к одному из входов блока питания, снабжено датчиком амплитуды колебаний, двумя дифференцирующими блоками, двумя компараторами, двумя ждущими мультивибраторами, тремя ключами, двумя элементами памяти, двумя элементами задержки, логическим элементом ИЛИ, двумя днухвходовыми элементами И, триггером и вычитающим блоком, причемдатчик амплитуды колебаний подключен к одному из входов первого элемента памяти, ко входу первого дифФеренциального блока, ко входу второго дифференциального блока и к одному из входов второго элемента памяти, выход первого дифференциального блока через первый компаратор подключен ко входу первого ждущего мультивибратора, один из выходов которого соединен со входом первого элемента задержки, другой выход первого ждущего мультивибратора соецинен с одним из входов элемента ИЛИ и со входом первого ключа, выход которого подключен к другому входу первого элемента памяти, выход первого элемента задержки соединен с одним из входов первого двухвходового элемента И, выход второго дифференциального блока через второй компаратор соединен со входом второго ждущего мультивибратора, один из выходов которого соединен со входом второго элемента задержки, другой выход второго ждущего мультивибратора соединен с другим входом элемента ИЛИ и со входом второго ключа, выход которого подключен к другому входу второго, элемента памяти, выход второго элемента задержки соединен с одним из входов второго двухвходового элемента.И, один из выходов триггера соединен с другим входом второго элемента И и с одним соответствующим входом первого элемента памяти, другой выход триггера соединен с другим входом первого элемента И и с одним соответствующим входом второго элемента памяти, другие соответствующие входы элементов памяти подключены к соответствующим . выходам элементов И, а выходы .элементов памяти соединены с соответствующими входами вычитающего блока, выход которого подключен к одному из входов третьего ключа, другой вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ, а выход третьего ключа подключен к другому входу блока питания.Устройство представлено на чертеже и содержит: ограничитель 1, ударную часть 2, электродвигатель 3, распределитель импульсов 4, вал 5 возбудителя колебаний, датчик 6 момента удара, датчик 7 амплитуды колебаний, первый дифференцирующий блок 8, первый компаратор 9, первый ждущий мультивибратор 10, первый ключ 11, первый элемент сравнения 12,первый элемент задержки 13, логический элемент ИЛИ 14, логический двух 15 входовой элемент И 15, триггер 16,вычислительный блок 17, второй диф- "ференцирующий блок 18, второй компаратор 19, второй ждущий мультивибратор 20, второй ключ 21, второй эле;Щ мент памяти 22, второй элемент задержки 23, второй двухвходовой элемент И 24, третий ключ 25, блок питания 26 силового электродвигателяи блок формирования 27,Устройство .работает следующим образом.При колебаниях ударной части 2виброударной машины датчик амплитуды колебаний 7 формирует сигнал, пропорциональный величине перемещения ударной части относительно ограничителя (плиты) 1 . Этот сигнал поступает на входы дифференцирующих блоков 8 и 18, а также на информационные входы аналоговых ключей 11 и 21. ДатЗ 5 чик момента удара 6 управляет связанным с ним триггером 16, который при каждом появлении сигнала (импульса) от датчика перебрасывается в одно из двух своих устойчивых состояний, Щ отпирая при этом элемент памяти 12и запирая другой элемент памяти 22.Одновременно подготавливается к срабатыванию двухвходового логического элемента И связанный одним своим 45 входом с тем выходом триггера 16,на котором в это время сигнал "1".Сигнал от датчика 7 дифференцируется в блоках 8 и 18. С их выходов сигналы, пропорциональные скорости перемещения ударной части, поступают соответственно на входы компараторов 9 и 19. Последние формируют на своих выходах сигналы в моменты, когда на входах дифференцирующих блоков 8 и 18 сигналы равны нулю, т.е. в моменты времени, когда перемещение ударной части виброударной машины относительно ограничителя в ударном цикле достигает своего максимума, При этом запускаются ждущие мультивибраторы 10 и 20, которые формируют насвоих выходах импульсы, поступающиена управляющие входы соответственноаналоговых ключей 11 и 21, а такжена связанные с ними входы логического элемента ИЛИ 14 и элементов за 770807держек 13 и 23, Аналоговые ключи 11 и 21 открываются и пропускают на входы элементов памяти 12 и 22 сигналы от датчика 7, пропорциональные максимальному перемещению ударной части относительно ограничителя. В результате на открытом элементе памяти "запоминается" величина амплиту ды колебаний за контролируемый ударный цикл. В рассматриваемом случае это реализуется элементом памяти 12.В следующем ударном цикле "запоминание" величины амплитуды колебаний произойдет в элементе памяти 22, ибо триггер 16 в момент удара ударной части, импульсом от датчика 6 момента удара переведется в другое устойчивое состояние, при котором элемент памяти 22 отКрыт для заломинания,а элемент памяти 12 наоборот, заперт. Результаты измерения величиН амплитуд двух последовательных ударных циклов сравниваются в вычитающем блоке 17; а величина их разности в виде сигнала поступает на информационный вход аналогового ключа 25, управляемого логическим элементом ИЛИ 14. Поскольку на управляющих входах элемента 14 сигнал а выходов ждущих мультивибраторов 10 и 20 поступают лишь в моменты, когда отклонения ударной части виброударной машины от ограничителя достигают своих максимальных значений, т.е. всегда несколько раньше, чем произойдет очередное соударение ударной части с ограничителем, сигнал с выхода аналогового ключа 25 поступает на вход блока питания 26 силового двигателя с упреждением по сравнению с сигналом от блока 27, Формирующего управляющий сигнал пропорциональный величине отклонения фазового угла удара от заданного значения.Этим ускоряется формирование требуемого регулирующего воздействия, чем и обеспечивается повышение быстродействия и точности системы автоматического управления.После производства сравнения величины очередной амплитуды с пред,шествующей, предшествующий результат через интервал времени, достаточный для выполнения операций по сравнению измеряемых величин и Формированию регулирующего воздействия, "стирается в соответствующем элементе памяти, которое таким образом готовится к "запоминанию" результата очередного измерения. Это обеспечивается с помощью подачи сигнала от ждущих мультивибраторов 10 и 20 на соответствующие логические элементы И 15 и 24 через элемент задержки. При этом списывается зафиксированный ранее результат в том элемента памяти, на вход "сброс памяти" на который поступает сигнал с выхода связанного с этим логического элемента И. Таким образом, величины максимальных отклонений ударной части измеряются датчиком 7 амплитуды колебаний,поочередно запоминаются элементамипамяти 12 и 22, сравниваются в вычитающемблоке 17, результаты сравнения (при неравенствах амплитуд)Формируются в управляющий сигнал навходе блока 26, компенсирующий соответствующим изменением скорости Ивращения вала возбудителя колебаний о возмущающее воздействие, оказываемоена виброударную машину. В случае,если это регулирующее воздействиеоказывается недостаточным для исключения отклонения регулируемой вели чины (Фазового угла удара 7 от заданного значения, включается в работувторой канал управления, состоящийиз датчика 7 момента удара, распределителя импульсов 4 и блока 27, 20 формирующего управляющий сигнал навходе блока 26, пропорциональный величине ошибки. Формула изобретения Устройство для автоматическогорегулирования режима работы машинвиброударного действия, содержащеедатчик момента удара, распределитель, ЗО кинематически связанный с валом возбудителя колебаний, блок формирования и блок питания силового двигателя, причем датчик момента удара соединен с одним из входов блокаФорЗ 5 мирования, другой вход которого соединен с распределителем, а выходблока формирования подключен к одному из входов блока питания, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью 4 О повышения точности и быстродействия,оно снабжено датчиком амплитуды колебаний, двумя дифференцирующимиблоками, двумя компараторами, двумя ждущими мультивибраторами, тремя ключами, двумя элементами памяти, двумяэлементами задержки, логическим элементом ИЛИ, двумя двухвходовымиэлементами И, триггером и вычитающим блоком, причем датчик амплитуды колебаний подключен к одному из входов первого элемента памяти, ко входупервого дифференциального блока, ко входу второго дифференциального блока и к одному из входов второго элемента памяти, выход первого дифференци ального блока через первый компаратор подключен ко входу первого ждущего мультивибратора, один иэ выходов которого соединен со входом первого элемента задержки, другой выход первого ждущего мультивибратора соединен с одним из входов элемента ИЛИ и со входом первого ключа, выход которого подключен к другому входу первого элемента памяти, выход первогоэлемента задержки соединен с одним770807 Составитель Л.Шароваедактор Э.Шибаева Техред С. Мигунова Корректо к 61/19 Тираж 635ВНИИПИ Государственного комитетпо делам изобретений и открыт 3035, Москва, 7 Х, Раущская наб. ПодписноеССР аз д, 4/5 лиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектна из входов первого двухвходового элемента И, выход второго дифференциального блока через второй компараторсоединен со входом второго ждущегомультивибратора, один из выходовкоторого соединен со входом второгоэлемента задержки, другой выход второго ждущего мультивибратора соединен с,другим входом элемента ИЛИ исо входом второго ключа, выход которого подключен к другому входувторого элемента памяти, выход второго элемента задержки соединен содним из входов второго двухвходового элемента И, один из выходов триггера соединен с другим входом второго элемента И и с одним соответствукицим входом первого элемента памяти, другой выход триггера соединенс другим входом первого элемента И и с одним соответствующим входом второго элемента памяти, другие соответствующие входы элементов памяти подключены к соответствующим выходамэлементов И, а выходы элементов памяти соединены с соответствующими входами вычитающего блока, выход которого подключен к одному из входов третьего ключа, другой вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ, а выход третьего ключа подключен к другому входу блока питания. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР15 9348362, кл. В 28 С 1/18, 1970.2. Авторское свидетельство СССРпо заявке У 2484150/33,кл. В 28 С 1/18, 1977 (прототип)