Устройство защиты стрелы от растяжки ковша экскаватора драглайна

-- - л,Ф . В,чтФ свЕ О П И С 4"Ж И., Ж ИЗОБРЕТЕНИЯ 1 ц 177 УБ 7 Союз Советских Социалистических Реслублик(43) Опубликовано 07.11.80. Бюллетень4 (45) Дата опубликования описания 07.11.80(088.8) о делам изобретений ткрыт Авторыизобретения В. И, Ключев, В. Н. Остриров, Т. 3, Портной и И. Г. Маслов Московский ордена Ленина энергетический институт(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ СТРЕЛЫ Т РАСТЯЖКИ КОВША ЭКСКАВАТОРА-ДРАГЛАЙНАИзобретение относится к автоматизации грузоподъемных машин и может быть использовано для защиты стрелы экскаватора-драглайна от удара ковшом.Известны устройства для защиты стрелы от растяжки ковша экскаватора-драглайна, включающие датчики и задатчики положения ковша относительно стрелы, пороговые устройства и исполнительные органы, выполненные как на контактных, так и на бесконтактных элементах 1, 2, 3.Недостатком известных устройств является то, что по сигналам с датчиков положения ковша непосредственно на границе зоны опасного приближения ковша к стреле производится замедление приводов, вплоть до остановки, что приводит к снижению производительности и маневренности экскаватора.Известно устройство для защиты от растяжки ковша экскаватора-драглайна, содержащее привод тяги с регулятором напряжения и формирователь статической характеристики привода тяги, выполненный в виде датчика и задатчика положения ковша, датчика загрузки ковша, сумматора и порогового устройства 4,Недостатком указанного устройства является то, что для надежной защиты от растяжки ковша с дальнейшим выходом ковша на траекторию выноса требуется наличие точных данных о величинах статической загрузки приводов подъема и тяги, скорости изменения статической загрузки приво да подъема, скоростей приводов подъема итяги, суммы этих скоростей и величины, обратной этой сумме, а также точного воспроизведения функциональной зависимости статической загрузки привода подъема от 10 производной статической загрузки приводаподъема по суммарной длине канатов подьема и тяги, что сопряжено со значительными трудностями.Целью изобретения является повышение 15 надежности защиты.Поставленная цель достигается тем, чтоустройство снабжено ключом, а формирователь статической характеристики привода тяги выполнен в виде двух датчиков гори зонтальной и вертикальной составляющейусилия, выходы которых подключены к входу сумматора, причем последний соединен с управляющим входом ключа, через который выход датчика горизонтальной состав ляющей усилия связан с регулятором напряжения привода тяги.На фиг. 1 изображена функциональнаясхема устройства; на фиг, 2 - схема установки датчиков; на фиг, 3 - статические характеристики привода тяги; на фиг- а -зависимости сигналов датчиков усилия, статической загрузки и тока стопорения привода тяги от угла между тяговым канатом и стрелой.Выходы датчиков 1 и 2 усилия подключе ны на вход сумматора 3, выход которого подключен на управляющий вход ключа 4. Выход датчика 1 усилия через ключ 4 связан с регулятором 5 напряжения привода 6 тяги. 10Выход регулятора 5 напряжения последовательно через звено 7 ограничения и регулятор 8 тока подключен на вход преобразователя 9, выход которого подключен на якорь двигателя 10. 15Датчик 1 и 2 при этом установлены соответственно в местах крепления подшипников верхней и нижней цапф узла направляющих блоков к передним балкам надстройки экскаватора (см. фиг. 2).20На выходе датчиков 1 и 2 усилия при постоянном коэффициенте преобразования линейных деформаций в электрический сигнал сигналы изменяются по следующим законам: 25 Х=2 РтсозХ2а ж/3 + ут/З + 9 т- в 1 п совх Зо 2 1 = 2 Р, сов т, (2) 2гДе Рт - натЯжение тЯгового каната (ста- З 5тическая загрузка привода тяги);рт - угол между осью стрелы и тяговым канатом является аргументами для Х и У - выходных сигналов датчиков 1 и 2 соответственно; 40Л - радиус колеса направляющихблоков тяги;а, 6 - размеры узла (см. фиг. 2).Устройство работает следующим образом. 45С выхода датчика 1 сигнал через ключ 4 вводится в качестве регулируемого опорного напряжения в цепь ограничения выходного сигнала регулятора 5 напряжения привода 6 тяги и тем самым осуществляется отрица тельная обратная связь по положению и весу ковша. Так как участок ограничения характеристики вход - выход регулятора 5 напряжения задает величину тока отсечки и стопорения статической характеристики привода 6 тяги, введение такой связи в зоне действия защиты формирует статические характеристики привода 6 тяги с ограниченным током стопорения, как показано на фиг. 3, где характеристики 11 и 12 соответствуют крайним значениям 1 оп.=1 т. стоп. о и 1 ,п,=0 соответственно,Для того чтобы получить сигнал на включение защиты при выходе ковша из зоны копания, выходы датчиков 1 и 2 включены на вход сумматора 3. Сигнал на входе сумматора 3 определяется выражением Кгу - КхХ, причем подбором величин Кх и К осуществляется выбор угла рпри котором сигнал на выходе сумматора 3 меняет знак и происходит срабатывание ключа.К, а/Я - 1При К -- защита включаетсяКх О/й+ а/Яв момент пересечения ковшом горизонтальной плоскости, проходящей через ось направляющих блоков тяги, т. е, при рт=30.На фиг. 4 приведены зависимости 1 стоп=/ (т), задаваемые сигналом датчика 1 - кривые 1 и Г, зависимости, получаемые на выходе сумматора 3 - кривые 11 и 1 Г и зависимости статического тока (загрузки) двигателя тяги 1 =1 (рт) кривые 111 и 11 Г. Кривые 1, 11 и 1 П соответствуют полностью груженому ковшу, а Г, 1 Г и 11 Г - порожнему ковшу при изменений рт и постоянной длине тягового каната, равной половине длины стрелы. Соотношение размеров узла Я/а и 6/а принято реальным, что соответствует уменьшению тока стопорения до 0 при рт=5.По характеристикам на фиг. 4 видно, что включение защиты происходит на значительном удалении ковша от стрелы, причем к этому моменту ковш уже выходит из зоны копания, и натяжение канатов, а следовательно, и статический ток двигателя тяги будут ниже заданного защитой тока отсечки. Поэтому включение защиты не вносит каких-либо изменений в режим работы привода тяги до тех пор, пока ковш не окажется в опасной близости от стрелы. При этом естественное увеличение натяжения канатов, а значит и статического тока якоря, двигателя тяги, а с некоторого угла и интенсивное снижение заданного защитой тока стопорения выводят рабочую точку привода тяги на участок отсечки статической характеристики. Если в этой ситуации оператор не задаст приводу тяги скорость, необходимую для удаления ковша от стрелы или перемещению вдоль стрелы, то это автоматически сделает защита, Причем в статике угол т, при котором происходит остаНОВКа ПрИВОда ТЯГИ (1 т.с,=1 т.стоп.), НЕ Зависит от веса ковша и траектории перемещения ковша будут близкими. Прописание тягового каната, увеличивающееся по мере его вытравливания, оказывает корректирующее действие на работу защиты, допуская подтягивание ковша тем на меньший угол чем ближе ковш к голове стрелы, и тем самым еще больше расширяет рабочую зону под стрелой.Устройство не требует систематического ухода, коррекции при вытягивании или перепасовке канатов, не содержит механически изнашивающихся частей и не требует контактной аппаратуры, а снабжено надежными и долговечными датчиками, например,магнитоупругими. Надежность защиты обеспечивается тем, что она позволяет непосредственно приводу тяги придать такие свойства, которые исключают возможность подтягивания ковша к стреле на опасно близ кое расстояние и благодаря описанной выше установке датчиков усилия придает им свойства функциональных преобразователей, органически связанных с контролируемыми параметрами, предельно простых и 1 О дающих на выходе требуемые законы управления,Устройство позволяет увеличить надежность защиты, поднять производительность экскаватора, расширить рабочую зону пе ремещений ковша под стрелой, упростить эксплуатацию устройства и увеличить его долговечность. Формула изобретения20Устройство для защиты стрелы от растяжки ковша экскаватора-драглайна, содержащее привод тяги с регулятором напряжения и формирователь статической характеристики привода тяги, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности защиты, устройство снабжено ключом, а формирователь статической характеристики привода тяги выполнен в виде двух датчиков горизонтальной и вертикальной составляющей усилия, выходы которых подключены к входу сумматора, причем последний соединен с управляющим входом ключа, через который выход датчика горизонтальной составляющей усилия связан с регулятором напряжения привода тяги.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР195077, Мкл. 3/48, 20.09.65.2. Авторское свидетельство СССР215807, Мкл. 3/48, 09.09.63.3. Авторское свидетельство СССР383795, Мкл. 9/20, 11,02,69.4. Авторское свидетельство СССР202281, Мкл. Н 02 Р 5/00, 03.07.69.ипография, пр. Сапунова,Заказ 2411/ НПО Поис Изд. Мо 551 Тираж 729Государственного комитета СССР по делам изоб 113035, Москва, Ж.35, Раушская наб д. 4/ Подписное ений и открытий