Способ регулирования рабочих процессов землеройно транспортных машин и устройство для его осуществления

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 19) (111 А 1 02 Р 9/20 ИИЕ ИЗОБРЕТЕНИф":СВИДЕТЕЛЬСТВУф,ПИСААВТОРСКОМ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ(71) Челябинский филиал Государственного союзного ордена Трудового КрасногоЗнамени научно-исследовательскоготракторного института(56) Авторское свидетельство СССРУ 805678, кл. Е 02 Г 9/20, 1978,Авторское свидетельство СССРВ 1082914, кл. Е 02 Р 9/20, 1984.Ерофеев А.А. Автоматизированныесистемы управления строительными машинами. Л.: Машиностроение, 1977,с. 122-123,(54) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ РАБОЧИХПРОЦЕССОВ ЗЕМЛЕРОЙНО-ТРАНСПОРТНЫХМАШИН И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) 1 . Способ регулирования рабочихпроцессов землеройно-транспортньм машин, включающий измерение действительной и теоретической скорости, определение по разности измеренных скоростей величины буксования, сравнениеее с заданной величиной буксования иизменение положения рабочего органав зависимости от величины рассогласования, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повьппения эффективностирегулирования за счет реализации нестандартных процессов копания, в процессе набора грунта определяют величину поступательного перемещения машины и при ее увеличении увеличиваютзаданную величину буксования.1234537 2. Способ по и. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что измеряют величину тягового усилия и при ее увеличении уменьшают заданную величину буксования.3, Устройство для регулирования рабочих процессов землеройно-транспортных машин, содержащее задающий блок, блок определения буксования, входы которого соединены с выходами датчиков действительной и теоретической скоростей машины, авыход подключен к одному из входов блока сравнения, выход которого соединен с приводом управления рабочим органом,Изобретение относится к автоматизации рабочих процессов и может бытьиспользовано в системах управленияприводом рабочего органа бульдозерныхагрегатов,Цель изобретения - повышение эффективности,регулирования за счет реализации нестандартных процессов копания.На фиг, 1 представлена блок-схемаустройства, реализующего способ регулирования рабочих процессов землеройно-транспортных машин; на фиг. 2блок коррекции; на фиг. 3 - задающийблок.Устройство содержит электрогидравлический привод управления рабочиморганом 1, блок 2 сравнения, блок 3определения буксования, датчики действительной 4 и теоретической 5 скорости движения машины, выходы которыхподключены к входам блока 3 определения буксования, блок 6 коррекции,вход которого подключен к первомувходу блока 2 сравнения, второй входи выходы которого подключены соответственно к выходу блока 3 определениябуксования и входам электрогидравлического привода управления рабочиморганом 1, блок 7 интегрирования,включенный между выходом датчика 4действительной скорости и первым входом блока 6 коррекции, второй вход которого подключен к выходу задающегоблока 8. о т л и ч а ю щ е е с я тем, что оноснабжено последовательно соединенными блоком интегрирования и блокомкоррекции, второй вход которого соединен с выходом задающего блока, авыход подключен к второму входу блока сравнения, при этом к входу блокаинтегрирования подключен выход датчика действительной скорости. 4, Устройство по и. 3, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что оно снабжено блоком измерения тягового усилия, выход которого подключен к входу задающего блока. Устройство дополнительно содержитблок 9 измерения тягового усилия машины, подключенный к входу задающегоблока 8,5 В качестве датчика 4 действительной скорости используется ультразвуковой допплеровский датчик или датчикскорости вращения неприводного колесамашины. Блок 3 определения буксования1 О определяет разность теоретической идействительной скорости или осуществляет вычисление коэффициента буксования. Блок б коррекции выполнен в виде цифро-аналогового вычислительного15 устройства,Блок 8 коррекции реализует зависимостьБ,ы= Ц, Р (х), (1)где Р (х) - зависимость буксованияот поступательного перемещения машины,Блок 8 коррекции содержит низкоомную реэистивную цепочку г,г, 9,линейный делитель 10 напряжения спостоянным выходным сопротивлением,управляющий блок 11, сигналы которого осуществляют коммутацию ключей 12и проводимостей 1, . , 113, Выходное напряжение схемы изменяетсяЗО по кусочно-линеиному законуЦ= а 3 + Ь 3 х,где а 3, Ь 3 - постоянные коэффициенты, величины которыхуточняются по результа 35 там испытаний машины.Задающий блок 8 выполнен в ниде регулируемого источника постоянного напряжения. Регулировка выходного напряжения, соответствующего заданной величине буксования, может осуществляться вручную при помощи переменного резистора или переключателя, или автоматически в зависимости от выходного сигнала блока 9 измерения тягового усилия машины. В последнем случае задающий блок 8 выполнен в виде функционального преобразователя, содержащего источник 14 опорного напряжения, задающий величину 3, , и усилитель 15, подключенные к входам блока 16 вычитания, реализующего следующую зависимость 1 О 3 : Б- х. рт (2)0 , - оптимальная величина коэффициента буксования;Р, - текущее значение тягового усилия машины;,К - постоянные коэффициенты, определяющие максимальную величину буксования на слабых грунтах и интенсивность снижениябуксования при переходе на более плотный грунт.При малых тяговых усилиях напря О жение на выходе задающего блока 8 определяется выходным напряжением источника 14 опорного напряжения. При увеличении тягового усилия выходное напряжение уменьшается, что обеспечивает уменьшение заданной величины буксования при переходе на более плотный грунт.Построение блока 9 измерения тягового усилия машины базируется на ис- аО пользовании тензометрических датчиков, установленных на опорах толкающих брусьев бульдозера, или однозначной связи передаточного отношения гидротрансформатора с тяговым усилием машины.Сущность способа заключается в следующем,Для получения максимальной производительности землеройно-транспорт О ной машины цикличного действия необходимо, чтобы в начале процесса копания реализуемое тяговое усилие соответствовало максимуму тяговой мощности и в дальнейшем возрастало по мере накопления грунта перед рабочим органом. Поэтому оптимальная величина буксования должна увеличиваться по мере поступательного перемещения машины в процессе набора призмы грунта.Если устройство не содержит блок 9измерения тягового усилия машины, то перед началом копания оператор вручную устанавливает величину коэффициента буксования, соответствующую, по его мнению, максимальной производительности машины в данных грунтовых условиях. Установленная величина буксования с выхода задающего блока 8 через блок 6 коррекции поступает напервый вход блока 2 сравнения. В начальной стадии копания выходные сигналы датчика 4 действительной скорости и блока 7 интегрирования равны нулю. Поэтому блок 6 коррекции не изменяет заданный уровень буксования.После начала движения машины блок 3 определения буксования анализирует выходные сигналы датчиков действительной 4 и теоретической 5 скоростидвижения и устанавливает на второмвходе блока 2 сравнения уровень сигнала, соответствующий текущему значению буксования движителей машины. Если текущее значение буксования незначительно отличается от заданного, выходные сигналы блока 2 равны нулю. В противном случае в зависимости от знака рассогласования формируется сигнал включения электрогидравлического привода 1 на заглубление или вь 1 глубление рабочего органа.Одновременно интегрирующий блоко:уществляет интегрирование выходного сигнала датчика 4 действительной скорости. Выходной сигнал на.выходе этого блока, а следовательно, и на вто-, ром входе блока 6 коррекции соответствует длине пути, пройденного машиной от начала копания, При возрастании этого сигнала происходит увеличение коэффициента передачи блока 6 коррекции, приводящее к увеличению заданной величины буксования движителей машины. Благодаря этому происходит автоматическое возрастание буксования и тягового усилия машины по мере накопления грунта перед отвалом,что обеспечивает приближение процесса копания к оптимальному и соответствующее повышение производительности машины.При движении машины в обратном направлении (например, откате бульдозера) выходной сигнал датчика 4 действительной скорости меняет знак, 123 ч 537благодаря чему происходит устайовка блока 7 интегрирования в исходное состояние.При работе землеройно-транспортной машины разрабатываемый грунт выступает в двух качествах - как рабочее тело, взаимодействующее с рабочим органом, и как фон, взаимодействующий с движителем машины, При изменении грунтовых условий закономерности изменения этих качеств различные. Поэтому оптимальная величина буксования не остается постоянной, а уменьшает- ся при возрастании плотности грунта. Оператор не имеет точной априорной информации о физико-механических свойствах грунта и устанавливает такую величину буксования,. которая по его субъективному мнению соответству" ет максимальной производительности машины. Неточность установки заданной величину буксования приводит к существенному снижению потенциальных возможностей земперойно"транспортной машины,Дальнейшее повышение производительности машины может быть получено за счет автоматической установки оптимальной величины коэффициента буксования при изменении грунтовых условий. С этой целью в устройство дополнительно вводят блок 9 измерения тягового усилия машины. Оптимальная величина буксования однозначно связана с тяговым усилием машины. При работе на слабых грунтах реализуемое тяговое усилие невелико. Поэтому на выходеблока 9 измерения тягового усилия машины и соответственно на входе задающего блока 8 устанавливается невысокий уровень сигнала, Задающий блок 8в этом случае формирует повьппенныйуровень буксования. При переходе наболее плотный грунт тяговое усилие 1 О возрастает, уровень сигнала на входезадающего блока 8 также возрастает, иустройство переходит в режим поддержания более низкого уровня буксования.15 По мере поступательного перемещения машины блок 6 коррекции увеличивает заданный уровень буксования, поступающий на вход сравнивающего устройства 2. Это в конечном счете при водит к увеличению реализуемого тягового усилия машины.При оптимальном управлении рабочимпроцессом эемлеройно-транспортной машины тяговое усилие близко к макси мально возможному, определяемомусцепными свойствами движителя на данном грунте, Поэтому в рабочей области кривая буксования имеет большуюкрутизну и работа блока 6 коррекциине оказывает существенного влиянияна величину выходного сигнала задающего блока 8.За счет реализации нестандартныхпроцессов копания и более точного З 5 учета изменения грунтовых условийпредлагаемый способ позволяет повысить производительность на 5-107.омнтета СССР открытий ая наб., д.