Устройство защиты стрелы экскаваторадраглайна от растяжки

И С А Н И Е 1, 737576 Со 4 оз СоветскихСоциапистическихРеспублик ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(088.8) по данам изобретений ткрмтнй а опубликовани(71) Заявител УСТРОЙСТВО ЗАЩИТЫ СТРЕЛЫ ЭКСКАВАТОРА-ДРАГЛАЙ ОТ РАСТЯЖКИк автоматизаци ожет быть испол экскаватора-дра относитсх машин ииты стрельжки.тройстваайна от роложенияи сравненполненныетактных э Изобретениегрузоподъемнызовано для защлайна от растяИзвестны ускаватора-драглщие датчики пно стрелы, блокные органы, вьгак и на бескон защиты стрелы эксастяжки, включаю- ковша относительия и испольнителькак на контактах, лементах 1 и 2. Недостатком подобных устройств является то, что по сигналам с датчиков положения ковша непосредственно на границезоны опасного приближения ковша к стрелепроизводится замедление приводов, вплотьдо остановки, что приводит к снижениюпроизводительности и маневренности экскаватора,Известно устройство защиты стрелы экскаватора-драглайна от растяжки, содержащее датчик положения ковша, подключенный ко входу блока сравнения с установкой,командоаппарат привода подъема, приводтяги, включающий командоаппарат, последовательно включенные звено ограниченияи регулятор тока, выход которого подключен к системе управления преобразовеля 3. Недостатком указанного устройства является то, что для надежной защиты стрелы экскаватора-драглайна от растяжки с дальнейшим выходом ковша на траекторию выноса требуется наличие точных данных о величинах статической нагрузки приводов подъема и тяги, скорости изменения статической нагрузки привода, скоростей приводов подъема и тяги, суммь 1 этих скоростей и величины, обратной этой сумме, а также точного воспроизведения функциональной зависимости статической нагрузки привода подъема от производной статической нагрузки привода подъема по суммарной длине канатов подъема и тяги, что сопряжено1со значительными трудностями.Цель изобретения - повышение надежности за щиты, увеличение производительности и маневренности экскаватора при одновременном упрощении контроля положения ковша.Поставленная цель достигается тем, чтоустройство снабжено подключенным к одному из входов звена ограничения привода737576 3тяги регулятором тока стопорения привода тяги, соединенным с регулятором тока привода тяги регулятором ограничения ЭДС преобразователя привода тяги, двумя ключами, логическим элементом И диодным вентилем, подключенным к выходам командоаппаратов приводов подъема и тяги блоком управления ограничением ЭДС и датчиком динамического тока привода тяги, выход которого через последовательно соединенные диодный вентиль и один из ключей соединен с другим входом звена ограничения привода тяги и с выходом блока сравнения, соединенного со входом регулятора тока стопорения привода тяги и. через один из входов логического элемента И и второй ключ подключен к выходу командоаппарата привода подъема и ко входу регулятора ограничения ЭДС, а ко второму входу логического элемента И подключен выход блока управления ограничением ЭДС. Ка фиг, 1 изображена функциональная схема устройства защиты стрелы экскаваторадраглайна от растяжки; на фиг. 2 - , статические характеристики привода тяги; на фиг. 3 - график зависимости тока стопорения и статического тока привода тяги от координат ковша; на фиг. 4 - принципиальная схема возможного варианта устройства.Устройство содержит датчик 1 положения ковша, выход которого последовательно через блок 2 сравнения, функциональный регулятор 3 тока стопорения привода тяги подключен к приводу 4 тяги на вход звена 5 ограничения привода тяги. 4димости выноса ковша по максимально приближенной к стреле траектории, если измеряемый угол оказывается меньше заданного уставкой, на выходе блока 2 сравне- ния появляется сигнал, возрастающий по мере уменьшения угла между тяговым канатом и стрелой. Этот сигнал поступает на вход функционального регулятора 3 тока стопорения привода тяги и одновременно на один из входов логического элемента И 12 подготавливая его к включению, а также на вход ключа 15, вызывая его замыкание. Выходной сигнал функционального регулятора 3 тока стопорения привода тяги, поступая на вход звена 5 ограничения привода тяги, вызывает снижение задания тока стопорения в функции, измеряемого угла, а, следовательно, формирует статические характеристики привода тяги со сниженным значением тока стопорения (фиг. 2 а, характеристика 1 соответствует максимальному, а характеристика 2 - минимальному значению тока стопорения)..По мере уменьшения угла между стрелой и тяговым канатом возрастает натяжение канатов, а, следовательно, и статический ток якоря, и уменьшается ток стопорения двигателя тяги (фиг, 3, кривые 1 и 2, соответственно). Как только ток якоря превышает заданный ток отсечки, начинается торможение привода тяги, и при дальнейшем уменьшении измеряемого угла, а, следовательно, при приближении ковша к стреле, происходит реверс тяги, что в конечном счете приводит к выходу ковша на траекторию выноса к голове стрелы.Командоаппарат 6 привода подъема последовательно через ключ 7, регулятор 8 ограничения ЭДС преобразователя привода тяги подключен к регулятору 9 тока привода тяги. Командоаппараты 10 привода тяги и 6 привода подъема подключены на входы соответствующих приводов и на входы блока 11 управления ограничением ЭДС, выход которого подключен к одному из входов логического элемента И 12, к другомувходу которого подключен выход блока 2сравнения, а выход элемента 12 подключен на вход ключа 7,Датчик 13 динамической составляющейтока входом связан с приводом 4 тяги,а выходом - со входом звена 5 ограничения привода тяги последовательно черезвентиль 14 и ключ 15, вход последнего связан с выходом блока 2 сравнения,В устройстве сигнал, пропорциональный фвеличине угла между осью стрелы экскаватора, проходящей через центры головногоблока и блока наводки, и тяговым канатом,формируется датчиком 1 и поступает навход блока 2 сравнения, уставка которого днастраивается на включение защиты в зоне,лежащей между плоскостью горизонта иосью стрелы экскаватора. При неправильных действиях оператора или при необхоПриведенная на фиг. 3 кривая 1 соответствует положению ковша у середины стрелы, у пяты стрелы она идет значительно выше, а у головы - ниже, что способствует получению достаточно широкой рабочей зоны под стрелой. Кроме этого минимальное значение тока стопорения выбрано таким, что оно удовлетворяет одновременно требованию защиты стрелы от удара., порожним ковшом и предохраняет ковш от саморазгрузки у головы стрелы при малых углах между тяговым канатом и стрелой.Для обеспечения в зоне действия защиты автоматическогоплавного выхода ковша на траекторию выноса,максимально приближенную к стреле, сигнал .с выхода командоаппарата 6 привода подъема через ключ 7 поступает на вход регулятора 8 ограничения ЭДС преобразователя привода тяги. Выходной сигнал этого регулятора зависит от величины сигнала задания скорости привода подъема и подается на регулятор 9 тока привода тяги, вызывая ограничение максимального сигнала на его выходе, который, в свою очередь, является входным сиг налом преобразователя привода тяги и, следовательно, определяет максимальную величину ЭДС преобразователя. В результате737576 В таком виде устройство применимо дляработы с электроприводами, выполненными зо по оптимальной структуре экскаваторногоэлектропривода. Схемы управления электро- приводов могут быть реализованы как на элементах универсальной блочной системырегуляторов, так и на магнитных усилителях,Эффект изобретения заключается в том, 55что простыми средствами, с применением достаточно грубых и надежных средств измерения положения ковша относительно стре лы, обеспечивается более надежная защита стрелы экскаватора-драглайна, действие ко 4 о торой не влияет на его управляемость. Приэтом защита позволяет вблизи стрелы не только снизить опасность работы, но и частично автоматизировать ее и тем самым сократить потери при авариях и простоях на ремонт и повысить производительность 45экскаватора, особенно в ночное время или в условиях плохой видимости. Формула изобретения 50 5ристика 1 и для крайнего положения - характеристика 2). Скорость привода тяги выбирается несколько больше скорости привода подъема, что исключает дальнейшее приближение ковша к стреле.Для того, чтобы защита не препятствовала действиям оператора, направленным на устранение растяжки, в устройство введено отключение ограничения ЭДС преобразователя тяги ключом 7. Это происходит в случае, если командоаппарат 10 привода тяги установлен в положение от себя и сигнал задания скорости привода тяги превышает величину сигнала задания скорости привода подъема. Кроме этого, отключение происходит при установке командоаппарата 6 привода подъема в положение от себя а также при выходе ковша из зоны действия защиты по сигналу с блока 2 сравнения, С этой целью ключ 7 управляется логическимэлементом И 12, сигналы на входы которого поступают с блока 11 управления ограничением ЭДС, в котором происходит сравнение сигналов задания скорости приводов, поступающих с командоаппаратов 6 и 10, и с выхода блока 2 сравнения. Во время торможения привода тяги в результате наличиня динамической ошибки натяжение тягового каната превышает значение, ограниченное сформированной защитой статической характеристикой привода.Для уменьшения- динамической ошибки в устройстве применяется датчик 13 динамической составляющей тока якоря двигателя тяги, сигнал с которого через вентиль 14 и ключ 15 поступает на вход звена 5 ограничения привода тяги и суммируется с сигналом задания тока якоря двигателя тяги. Вследствие зтого натяжение тягового каната и в динамике поддерживается на уровне величины заданной защитой.Так как действие связи по динамической составляю:цей тока необходимо лишь в процессе торможения двигателя тяги, то в процессе разгона она размыКается вентилем 14, применение которого к тому, же позволяет сохранить устойчивость системы управления приводом тяги. Это объясняется тем, что в то время, когда эта связь не действует, привод тяги полностью реализует свои демпфирующие свойства и гасит упругие колебания в канате, Ключ 15 управляется блоком 2 сравнения и включает связь в зоне действия защиты. В принципиальной схеме возможного варианта исполнения устройства, приведенной на фиг, 4, датчик 1 положения ковша относительно стрелы включает лишь преобразователь угловых перемещений в элекрический сигнал, выполненный на бесконтактном сельсине. Непосредственно измерение угла может производиться известным механическим устройством, включающим рамку, через которую пропускается тяговый 5 1 О 15 И 6канат, и тягу, связывающую рамку с редуктором, расположенным на стреле и в свою очередь связанным с сельсинным преобразователем. Блок 2 сравнения выполнен на диоде, источником опорного наПряжения для которого является сигнал, поступающий с датчика 1.Функциональным регулятором 3 тока стопорения привода тяги является усилитель постоянного тока, выполненный по балансной схеме. Ключ 7 и логический элемент И 12 объединены в одну транзисторную схему 7; 12 логического элемента И - НЕ.В качестве регулятора 8 ограничения ЭДС преобразователя привода тяги применена диодная схема сравнения с управляемым опорным напряжением. Блок 11 управления ограничением ЭДС также представляет собой диодную схему сравнения, через нее осуществляется управление транзисторной схе- мой 7; 12 И - НЕ по одному из входов и опорным напряжением регулятора 8 ограничения ЭДС преобразователя привода тяги.В качестве датчика 13 динамической составляющей тока применен тахогенератор постоянного тока с включенной на выходе дифференцирующей цепочкой, а в качестве ключа 15 - транзисторная схема логического элемента НЕ, управляющая одновременно по одному из входов транзисторной схемой 7; 12 И - НЕ,Устройство защиты стрелы экскаваторадраглайна от растяжки, содержащее датчик положейия ковша; подключенный ко входу блока сравнения с уставкой, командоаппарат привода подъема, привод тяги, включающий командоаппарат, последовательно включенные звено ограничения и регулятор тока, выход которого подключен к системе управления преобразователя, отличающееся737576 2 7тем, что, с целью повышения надежности защиты; увеличения производительности и маневренности экскаватора, оно снабжено подключенным к одному из входов звена ограничения привода тяги, регулятором то "ка" стопорения привода тяги, соединеннымс регулятором тока привода тяги регулятором ограничения ЭДС преобразователя привода тяги, двумя ключами, логическим элементом И, диодным вентилем, подключенным к выходам командоаппаратов приводов подъема и тяги блоком управления ограничением ЭДС и датчиком динамического тока привода тяги, выход которого через последовательно соединенные диодный вентиль и один из ключей соединен с дру"-" "гим входом звена ограничения привода тяги и с выходом блока сравнения, соединенногосо входом регулятора тока стопорения привода тяги и через один из входов логического элемента И и второй ключ подключенк выходу командоаппарата привода подъемаи ко входу регулятора ограничения ЭДС,а ко второму входу логического элемента Иподключен выход блока управления огра-ничением ЭДС.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР215807, кл, Е 02 Г 3/48, 1963.2. Авторское свидетльство СССР383795, кл. Е 02 Г 3/48, 1969.3. Авторское свидетельство СССР202281, кл. Н 02 Р 5/00, 1966 (прототип).737576 О 20 О иа 3 Р. Гладурич Редактор Заказ 255 Тимохина5/ Корректор В. БутяПодписноеитета СССРоткрытийя наб д. 4/5ул. Проектная, 4