Устройство для управления процессом копания карьерного экскаватора

ОЮЗ СОЕЕТСНИХ ЦИАЛИСТИЧЕСНИХСПУБЛИН 142 ЕЮ 2 Р 91 УДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ ВСЕОНОчО.13 ЕЛЬСТВУ 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛ ОМ КОПАНИЯ КАРЬЕРНОГО ЭК Я ПРОЦЕСВАТОРА(5/) Изобретение предназначено дляуправления копаюцими механизмами впроцессе заполнения ковша грунтом.Цель - повышение производительностиэкскаватора путем регулированияусилия привода (П) подъема. Для этоустройство дополнительно снабженодатчиком 20 скорости П 5 подъема,коман)оаппаратами 16 и 17 П подъема14 5 и напора 10, логическим блоком (ЛБ) 21 определения операции хопа-Иия, интегратором И 18 и включенным в цепь его обратной связи стабилитроном 19. Выходы датчика 20 и ЛБ 21 под- т включены ко входам И 18, выход которого соединен с входом однополярного силителя 13. Командоаппараты 16 и 7 подключены к входам регуляторови 7 напряжения систем 1 и 6 управ" ения П 5, 10 и к двум входам ЛБ 21, ретий вход ЛБ 21 подключен к выходу атчика 11 нагрузки П 5 подъема, Наряжение с датчика 11 действует стречно сигналу с источника 15 потоянного напряжения, пропорциональному заданному значению нагрузки 25284 П 5 подъема. Сигналс выхода усилителя 13 действует в сторону увеличе" ния выходного сигнала второго однополярного усилителя 14, подключенного к регулятору 8 тока напора. При копании сигнал с выхода ЛБ 21 снимается и И 18 деблокируется, на его вход поступает сигнал только с датчика 20. Сигнал на выходе И 18 пропорционален пути ковша при наполнении его грунтом. Ограничение макс. сигнала на выходе И 18 обеспечивается включенным в его обратную связь стабилитроном 19. Выходной сигнал И 18, поступающий на вход усилителя 13 увеличивает значение стабилизируемого усилия П 5 подъема. 1 э,п.ф-лы, 3 ил,Изобретение относится к одноковшоым экскаваторам типа прямой лопаты, предназначено для управления копающии механизмами в процессе заполнения ковша грунтом и является усовершенстованием устройства по авт.св. 910956.Целью изобретения является повышеие производительности экскаватора утем регулирования усилия привода одъема,На фиг, 1 кзображена функциональная схема устройства для управления процессом копания карьерного экскавагора; на фиг. 2 - характеристика йервого усилителя; на фиг. 3 - характеристика второго усилителя.Устройство содержит систему 1 управления приводом подъема с регулятором 2 напряжения подъема и регулятором 3 тока подъема, преобразователь 4 подъема и двигатель 5 подъема, систему 6 управления приводом напора С регулятором 7 напряжения привода напора и регулятором 8 тока напора, преобразователь 9 напора, двигатель 10 иапора, датчик 11 нагрузки Привода подъема, датчик 12 произВодной нагрузки привода подъема, первый однополярный усилитель 13, второй однополярный усилитель 14, источник 15 постоянного напряжения, 2командоаппарат 16 привода подъема,командоаппарат 17 привода напора, интегратор 18, стабилитрон 19 датчик20 скорости привода подъема, логический блок 21. Логический блок 21определения операции копания содержитпервый 22, второй 23, третий 24 ичетвертый 25 релейные элементы.Устройство включает в себя систему 1 управления приводом подъема,состоящую иэ последовательно соеди" ненных регулятора 2 напряжения подыМа и регулятора 3 тока подъема. Система 1 управления подключена к пре"обраэователю 4 подъема с подключен.,ным к нему двигателем 5 подъема.Система 6 управления приводом напо-ра, состоящая из последовательно 20 25 30 включенных регуляторов 7 напряжения напора и регулятора 8 тока напора, подключена к преобразователю 9 напора с подключенным к нему двигателем 10 напора. Датчик. 11 нагрузки привода подъема и датчик 12 производной нагрузки привода подъема подключены к входам первого однополярного усилителя 13, выход которого соединен с одним иэ входов второго однополярного усилителя 14, другим входом связанного с выходом регулятора 7 напряжения привода напора. Источник 15постоянного напряжения подключен к55 314252входам первого 13 и второго 14 усилителей,Командоаппарат 16 подъема связанвыходом с системой 1 управления,командоаппарат 17 напора - с системой 6 управления приводом напора, Квходу интегратора 18, соединяющегов обратной связи стабилитрон 19, подключены выходы датчика 20 скорости 10привода подъема и логического блока21. Логический блок 21 содержит первый 22 релейный элемент, входом подключенный к датчику 11 нагрузки привода подъема, второй 23 релейный элемвнт, связанный с выходом командоаппарата 16 подъема, третий 24 релейныйэлемент, входом соединенный с выходомкомандоаппарата 17 напора, и четвертый релейный элемент 25, входами подключенный к выходам первого 22, второго 23 и третьего 24 релейных эле- .ментов, а выходом - к входу интегратора 18.Устройство работает следующим 25образом.При отсутствии сигналов на входепервого усилителя 13 его характеристика имеет вид 26 а,(фиг. 2), Напряжение, снимаемое с источника 15 постоянного напряжения, действует всторону уменьшения выходного напряжения усилителя 13, т,е. смещает егохарактеристику в положение 26 б, Напряжение с датчика 11 нагрузки приводаподъема действует встречно сигналу с источника 15 постоянного напряжения. Сигнал, снимаемый с источника 15 по"стоянного напряжения, пропорционалензаданному значению нагрузки привода 40подъема. Это значение нагрузки выбирается равным (0,8-0,9) от величины усилия, соответствующего зоне от"сечки механической характеристикипривода. При нагрузке на привод 45подъема больше заданной на выходепервого усилителя 13 появляется сигнал, а при нагрузке на привод подъема меньше заданной выходной сигналэтого усилителя равен нулю, Напряже 0ние с выхода первого усилителя 13поступает на вход второго усилителя14, имеющего при отсутствии сигналовна его входе характеристику 27 а(фиг. 3). Напряжение с источника 15постоянного напряжения действует всторону уменьшения выходного сигналаэтого усилителя и смещает характеристику усилителя 14 в положение 27 б,844Максимальный сигнал с выхода регулятора 7 напряжения системы 6 управления приводом напора смещает характеристику второго усилителя 14 из положения 27 б вправо в положение 27 весли полярность регулятора 7 напряжения соответствует моменту двигателя10 напора, направленному на втягивание рукояти, и влево в положение27 а - если момент двигателя напорадействует на выдвижение рукояти.Сигнал с выхода первого усилителя13 действует в сторону увеличениявыходного сигнала усилителя 14,Входные параметры второго усилителя 14 рассчитываются таким образом,что сигнал на его выходе равен разности входных сигналов, если напряжение на выходе первого усилителя 13больше сигнала на выходе регулятора7 напряжения, измеренного от максимального значения, действующего навтягивание рукояти. Если же этот сигнал больше напряжения на выходе первого усилителя 13, то напряжение навыходе второго усилителя 14 равнонулю. Таким образом, результирующийсигнал на входе регулятора тока равеннаибольшему из двух: сигналу с выхода первого усилителя 13 или сигналус выхода регулятора 7 напряжения.При превышении нагрузкой приводаподъема заданного значения на входрегулятора 8 тока поступает сигнал,уменьшающий давление рукояти на забой или реверсирующий напорное усилие,Заданное значение усилия приводаподъема определяется суммой сигналовс выхода источника 15 постоянногонапряжения и с выхода интегратора18. Этот интегратор во всех операциях экскаваторного цикла, кромеоперации копания, заблокирован сигналом с логического .блока 21, В момент начала операции копания сигналс выхода логического блока 21 снимается и интегратор деблокируется.Поскольку на вход интегратора 18 вэтом случае поступает только сигналс выхода датчика 20 скорости приводаподъема, то сигнал на выходе интегратора 18 пропорционален пути, проходимому ковшом при наполнении егогрунтом. Параметры интегратора выбираются таким образом, чтобы за весьпуть наполнения ковша грунтом напряжение на его выходе достигало (0,2 1425284О,25) значения сигналя, снпллемого с Источника 15 постоянного напряжения,Ограничение максимального сигнала Иа вьмоде интегратора 18 достигается включением в его обратную связь стабилитрона 19,Таким образом сигнал, подаваеь й с выхода интегратора 18 на вход ервого усилителя 13, увеличивает 1 О начение стябилизируемого усилияивода подьема обеспечивая тем амым постоянство толщины стружки рунта, снимаемой ковшом в процессе опания.Функционирование логического лока 21, деблокирующего интегратор а время операции копания, основано а следующем.При выполнении операции копания ашинист устанавливает командояппаат 17 напора в крайнее положение На выдвижение рукояти" а командоппарат 16 подъема в , в крайнее поло- ение "На подъем ковша",Поскольку такое положение командопнаратов возможно и при выполнении ранспортных операции по переносу коовша, то для выявления операции опания необходима еще дополнительая информация. Такой информацией ожет служи".ь усилие, развиваемое Приводом подьема. Это усиле в проессе копания превышает усилие, обходимое для подъема груженого коз-. а при выполнении транспортной операи. Таким образом, логический блок в гявляет операцию копания по инфор-.ации о нагрузке привода подъема и пр величине сигналов на выходе кое;яп , доаппаратов подьема и напора,Сигнал с датчика 11 нагрузки пр".- вода подъема поступает на первый релейный элемент 22. При нагрузке подъема, большей веса груженого ковша, на вьмоде первого релейного эле мента 22 имеется напряжение а прк нагрузке подъема, меньшей веса груженого ковша, напряжение равно нулю, Аналогично на выходах второго 23ЬО и третьего 24 репейных элементов снгналы появляются тлько чае, если командоаппараты г:.одъема 16 и напора 17 находятся в крайнем положении соответственно Не по.гье.и юв ковша и На выдвиженис рукоятиПри наличии сигналов на выходах пер- вого 22, второго 23 и третьего 24 рЕлейных элементов напряжение нак 2 нагрузки привода подъебыть реализован на базе нных усилителей как датчикДатчи ма может операцио упругого омента. Рор у л из о ения Устройство для управле копания карьерного эк авт.св, В 9 10956, о т ш е е с я тем, что, ния производительностионо дополнительно сн каватол ицессора цель экска бжено чаю свыше ватора выходе четвертого релейного элемента25 равно нулю, интегратор 18 деблокировал и напряжение на его вьжодепри движении привода подъема возрастает,Если же на выходе одного из трехпервых релейных элементов 22 - 24пропадает напряжение, что свидетель-,ствует об окончании или прерыванииог:ерации копания то на выходе четвертого релейного элемента 25 появляется сигнал. Этот сигнал, имеющий полярность обратную полярности выходного5напряжения датчика 20 скорости подъе а при подъеме ковша, с большим коэффициентом усиления поступает на интегратор 18, уменьшая до нуля напряжение на его выходе. Однополярноенапряжение на выходе интегратора 18достигается включением в его обратную связь стабилитрона 19.Системы управления приводами подъема 1 и напора 6 заполняются двухконтурными, подчиненного регулирования.Регуляторы 2 и 7 напряжения могутбыть выполнены пропорциональными, арегуляторы 3 и 8 тока - пропорционально-интегральными,Ня базе операционных усилителей,например серии К 551 УД 2, могут бытьреализованы первый и второй однополярные усилители с насыщением.Командоаппараты 16 и 17 для управления главными электроприводами выполняются бесконтактными,Первый 22, второй 23, третий 24и четвертый 25 релейные элементы иинтегратор 18 могут быть реализованыня базе операционных усилителей.Стабилитрон 19 может быть принятнапример, типа Д 814.8 качестве датчика 20 скоростипривода подъема может использоваться датчик ЭДС двигателя.425284 Фиг оставитель В,Ч ехред М.Ходайи Кор едактор А.Воро ктор Л.Патай каз 4745/2 б 37 Подпискомитета СССРоткрытийкая наб., д. 4 е ВНИИПИ Государственно по делам изобретений113035, Москва, Ж, Ра роизводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная датчиком скорости привода подъема,командоаппаратами приводов подъемаи напбра, логическим блоком определения операции копания, интегратором истабилитроном, включенным в цепьобратной связи интегратора, входыкоторого подключены к выходу датчикаскорости привода подъема и к выходулогического блока определения операции копания, а выход интегратораподключен к входу первого однополярного усилителя, причем командоаппараты приводов подъема и напора подключены к входам регуляторов напряжения 15систем управления приводами и к перному ивторому входам логическогоблока, третий вход которого подключен к выходу датчика нагрузки привода подъема.2, Устройство по и. 1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что логический блок определения операции копания содержит четыре релейных элемента, вход первого релейного элемента является третьим входом логического блока, первым входом которого является вход второго релейного элемента, а второи вход логического блока является входом третьего. релейного элемента, причем выходы первого, второго и третьего релейных элементов подключены к входам четвертого релейного элемента, выход которого является выходом логического блока,