Устройство управления процессом выбора зазоров в поворотных механизмах экскаваторов

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ. свид-ву 1)МК 3Е 02 Г 9/20 Н 02 Р 5/00 2703612/29-03 рисоединением зая Государственный кавите 23) Приорите(53) УДК 621.8 .34 (088.8) ллетень45 убликовано 07.12.80. и изабретенноткрытий ата опубликования описания 17.12.8(72) Авторы изобретения Маслов и Л. И. Ушак(54) УСТРОЛСТВО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ВЫБОРА ЗАЗОР В ПОВОРОТНЫХ МЕХАНИЗМАХ ЭКСКАВАТОРОВ Изобретение относится к регулируемым эле"троприводам постоянного тока поворотных механизмов экскаваторов и может быть при.енено для ограничения величин динамических нагрузок, возникаюших в процессе выбора зазоров в упругих элементах поворотных механизмов одноковшовых экскаваторов, а также опорно-поворотных механизмов кранов и других машин с относительно большими значениями маховых масс и приведенного к валу двигателя зазора, где суммарный момент инерции приводимых во вращение масс во много (10 - 20 и более) раз превышает момент инерции двигателя,управле передачах а поворот которых их нагру удара в т малую зователя на перио ьной гибк реобразоустроиства ра зазоров в тоянного ток каватора, в дина мическ результате оров, задаю ДС преобра нного тока) омощью сил язи по ЭДС пустроиство не может ия постоянства ус/совыборе зазоров даже нодвигательного приОднако известное беспечить поддержа ения двигателей при ри использовании о ода.Известньцессом выбопривода посханизма эксограниченияникающих ввыбора зазизменения Этора постоязазоров с пцательной сви 2. ни я про- электроного мес целью зок, возпроцессе скорость (генерад выбора ой отривателя 11 Основнои недостаток этих устроиствзаключается в том, что они не обеспечивают поддержание постоянства ускорения двигателей при выборе зазоров в многодвигательном приводе поворотного механизма, что приводит к суШественному увеличению ускорения и величин динамических нагрузок при неодновременном закрытии зазоров в передачах разных двигателей.Известно устройство управления процессом выбора зазоров в передачах механизма О поворота, в котором задают малую величину тока якоря двигателя (силовой цепи) на период выбора зазоров, и тем самым задают величину ускорения двигателя. При использовании многодвигательного приводаповорота с последовательным соединениемдвигателей в силовой цепи после выбора зазоров одним из двигателей задание тока и, следовательно, ускорение остается прежним 3 .Другой недостаток устройства заключается в том, что в этом устройстве нет сигнала. фиксирующего величину зазора. Задание работы устройства происходит параметрически, с помощью реле времени. Известно, что по мере эксплуатации величина зазоров в передачах возрастает. Поэтому, если уставка реле времени недостаточна, устройство выбора зазоров будет преждевременно отключаться, что приведет к возникновению повышенных динамических нагрузок. При завышенной уставке реле времени динамические нагрузки будут ограничены даже при увеличенных зазорах в передачах, но за счет потери в производительности экскаватора.Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство управления процессом выбора зазоров в поворотных механизмах экскаваторов, включающее )егулирусмый электронривод постоянно о тока поворотного механизма экскаватора с управляемым преобразователем, звено ограничения, интегральный регулятор тока, основную цепь управления, датчик тока, соединенный через отрицательную обратную связь со входом звена ограничсния 4.Основной недосгаток известного устройства заключается в том, что оно не обеспеивает поддержание постоянства ускорения двигателей при неодновременном закрытии зазоров в передачах разных двигателей, что приводит к существенному увеличению динамических нагрузок в упругих элементах механизма поворота, возникающих в резулы ате ударов после окончания выбора зазоров в передачах последующих (после первого) двигателей. Фиксация момента окончания выбор зазоров -- по величине тока силовой пепине пригодна в передачах каждого из двигателей многодвигатсльного привода при последовательном соединении двигателей в одной силовой цепи, так как в многодвигательном приводе ток силовой цепи будет резко возрастать после окончания выбора зазоров в передачах любого из двигателей.Цель изобретенияповышение производительности путем уменьшения динамических нагрузок в упругих элементах механизма поворота экскаватора с многодвигательным приводом, содержащим одну силовую цепь.Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено датчиками усилий в механизмах поворота по числу двигателей привода, дополнительными цепями управления по числу двигателей привода, каждая из которых включает последовательно соединенные регуляторы и ключ, дополнительной отрицательной связью по току, состоящей из последовательно соединенных резистора и двух ключей, и ключом, введенным в основную цепь управления и включенным между выходом звена ограничения и входом интегрального регулятора тока, причем к выходу звена ограничения и входу интегрального регулятора тока подключены дополнительные цепи управления, выход датчика тока через дополнительную связь по току соединен со входом интегрального регулятора тока, управляющие входы ключей дополнительных цепей управления соединены с выходами датчиков усилий соответствующего механизма поворота, а управляю щие входы ключей основной цепи управления и отрицательной связи по току соединены с выходами датчиков усилий всех механизмов поворота.На фиг. 1 представлена блок-схема устройства управления процессом выбора зазоров в передачах поворотных механизмов экскаваторов; на фиг. 2осциллограммы процесса выбора зазоров в поворотном механизме экскаватора.Устройство содержит регулируемый элект ропривод поворотного механизма экскаватора с двигателем постоянного тока 1 ч управляемым преобразователем 2, звеном ограничения 3, интегральным регулятором тока 4, основной цепью управления 5, соиединяющей выход звена ограничения 3 со входом регулятора тока 4, датчиком тока 6, основной отрицательной связью по току 7, соединяющей выход датчика тока 6 со входом звена ограничения 3.В устройство, содержащее двигатели ЗОпостоянного тока - от 1, до 1 и управляемый преобразователь,дополнительно введены датчики усилий от 8, до 8 - в каждом из валопроводов от 9, до 9, - поворотного механизма О, и дополнительных цепей э управления от 11, до 11 каждая изкоторых содержит резистор от 12, до 12 и ключ от 3 до 13, ключ 14, последовательно включенный в основную цепь управления, дополнительная отрицательная связь по току 15, в которую последовательно вклю 4 ф ченьг резистор 16 и два ключа 17 и 18.При этом все и. двигателей - от 1 до 1 ю, - и управляемый преобразователь 2 соединены последовательно, образуя одну силовую цепь, фдополнительных цепей управления - 4 от 111 до 11 - соединяют выход звенаограничения 3 со входом регулятора тока 4, и каждому двигателю соответствует своя дополнительная цепь управления, дополнительная отрицательная связь по току 15 соединяет выход датчика тока 6 со входом ф регулятора тока 4, управляющий вход каждого из 1 ъ ключей - от 13 до 13 - в дополнительных цепях управления соединен с выходом датчика усилий - от 8 до 8 а, - в соответствующем валопроводе - от 9до 9,а фуправляющих входов ключа 14 в основной цепи управления и по к управляющих входов каждого из двух ключей 17 и 18 - в цепи дополнительной отрицательной связи по току 15 соединены с выхода 785438ми 7 датчиков усилий - от 8 до 8 - во всех валопроводах механизма поворота 10.Управляемый преобразователь 2 может быть или тиристорным преобразователем, или генератором постоянного тока, Звено ограничения 3, регулятор тока 4, датчик тока 6, датчики усилий 8 в 8 мог быть выполнены на основе операционных усилителей постоянного тока, ключи 13 - 13 14, 17 и 18 могут быть транзисторными ключами, причем, если преобразователь 2 - генератор постоянного тока, то регулятор 410 тиристорный преобразователь.Устройство работает следующим образом С выхода звена ограничения 3 подают постоянное задающее напряжение на дополнительные цепи у. равления - от 11 до 11- интегрального регулятора тока 4. Величина этого напряжения равна максимальному выходному напряжению звена ограничения 3, так как в процессе выбора зазоров ток силовой цепи не превышает 1 - 10/ от стопорного значения, и действие основной от- ф рицательной связи по току 7, получающей питание с выхода датчика тока 6, не уменьшает величины выходного сигнала звена ограничения 3. Ключ 13 на который воздействует сигнал с выхода датчика усилия 8, открыт при открытом зазоре в валопроводе 9, механизма поворота 10, а ключ 13,на который воздействует сигнал с выхода датчика усилия 8.,открыт при открытом зазоре в валопроводе 9,механизма поворота 10.30Подбором величин сопротивлений резисторов - от 12 до 12.задают малые величины скоростей изменения выходного сигнала регулятора тока 4 и ЭДС преобразователя 2 и, соответственно, малую величину ускорения двигателей - от 1, до 1, - 35 при открытых зазорах. Величины сопротивлений каждого из резисторов - от 12 до 12 - одинаковы.При закрытии зазора в одном из валопроводов 9 соответствующий ключ 13ф 40 закрывают с помощью сигнала, поступающего с выхода датчика усилия 8 ь,разрывая дополнительную цепь управления 11,При этом задание скоростей изменения выходного сигнала регулятора тока 4 и ЭДС преобразователя 2 определяют величины сопро тивления (и. - 1) резистора от 12, до 12 в дополнительных цепях управления - от 11 до 1) 1. Величину момент в валопроводах - от 9, до 9, при котором закрывают ключи - от 13, до 1 З,с, соответственно, выбирают меньшей величины момента, развиваемого каждым из двигателей - от 1до 1, - при открытых зазорах. Скорость изменения выходного сигнала регулятора тока 4 и ЭДС преобразователя 2 при одном закрытом и остальных открытых зазорах задают на 1(,меньшей, чем при всех одновременно открытых зазорах в валопроводах - от 9, до 9.,При закрытии каждого из последующих зазоров задание скорости изменения ЭДС преобразователя уменьшают на 1/т.Таким образом, сохраняют неизменным задание ускорения тех двигателей, в передачах которых зазоры еще открыты.При закрытии зазора в любом из валопроводов - от 9, до 9.открывают ключ 17 с помощью сигнала, поступающего с выходов одного из датчиков усилий - от 8, до 8,замыкая цепь дополнительной отрицательной связью по току 15, получающей питание с выхода датчика тока 6 через резистор 16 и ключи 17 и 18, так как ключ 18 открыт в течение всего периода выбора зазоров. Величину момента в валопроводах от 9, до 9 при котором открывают ключ 17, выбирают оольшей величины момента, развиваемого каждым из двигателей - от 1 до 1 - при открытых зазорах, Величина момента в валопроводах - от 9 до 9при котором открывают ключ 17, примерно равна величине момента в тех же валопроводах, при которых закрывают ключ 17. При закрытии зазоров во всех валопроводах - от 9 до 9 - ключ 18 закрывают с помощью сигналов, поступающих с выходов датчиков усилий - от 8 до 8,Величина момента в валопроводах - от 9 до 9 при котором закрывают ключ 18, равна величине момента в тех же валопроводах, при котором закрывают ключи - от 13, ло 13, т. е. меньше величины момента, при котором открывают ключ 17. Величину сопротивления резистора 16 подбирают таким образом, чтобы обеспечить отсутствие сколько-нибудь существенного увеличения тока силовоЙ цепи в результате резкого изменения ЭДС любого из двигателей - от 1, до 1, - при поочередном закрытии зазоров в валопроводах - от 9, до 9 Отсутствие увеличения тока силовой цепи при поочередном закрытии зазоров и неизменном задании ускорения двигателей обеспечивает постоянство величины ускорения тех двигателей, в передачах которых зазоры еще открыты.Одновременно с закрытием ключа 18 при закрытии зазоров во всех валопроводах - от 9 до 9. - открывают ключ 14 с помощью сигналов, поступающих с выходов датчиков усилий - от 8 до 8 замыкаяосновную цепь управления 5. Величина момента в валопроводах - от 9 до 9, при котором открывают ключ 14, равна величине момента в тех же валопроводах, при котором котором закрывают ключ 18. Поэтому после закрытия зазора в валопроводе 9, когда двигатель 1 останавливается, задание ускорения двигателя 1 возрастает по меньшей мере вдвое. Однако из-за резкого снижения ЭДС двигателя 1, при его торможении после закрытия зазора в валопроводе 9 возрастает ток силовой цепи, и ускорение двигателя 1 увеличивается более чем вдвое, а скорость двигателя 1 к моменту окончания7выбора зазоро 6 в валопроводе 9 а,становится в 2,5 раза больше, чем скорость двигателя 1 при закрытии зазора в валопроводе 9, и величина момент в валопроводе 9 нв результате удара при закрытии зазора на 38% превышает стопорное значение.При использовании устройства момент в валопроводе 9,существенно снижается при закрытии зазора благодаря поддержанию постоянного ускорения двигателя 1, в течение всего процесса выбора зазоров, При этом ЭДС преобразователя 2 в процессе 1 о выбора зазоров изменяется таким образом, что ток силовой цепи остается практически постоянным при закрытии зазора в валопроводе 9, а существенное изменение тока силовой цепи начинается только после закрытия обоих зазоров.В ряде практических случаев целесообразно исполнение электропривода и из К управляемых преобразователей вместе с п-двигателями, образуюших последовательную силовую цепь. 2Уменьшение величин динамических нагрузок упругих элементов механизма поворота при выборе зазоров обеспечивает уменьшение износа механизма поворота, увеличение его долговечности и межремонтного срока влужбы и, таким образом, увеличивают производительность экскаватора.Повышение производительности экскаватора обусловлено увеличением коэффициента использования экскаватора во времени благодаря увеличению долговечности механизма поворота экскаватора за счет уменьшения динамических нагрузок в упругих элементах механизма поворота более чем в 1,5 раза. формула изобретенияУстройство управления процессом выбора зазоров в поворотных механизмах экскаваторов, включающее регулируемый электропривод постоянного тока поворотного40 механизма экскаватора с управляемым преобразователем, звено ограничения, интегральный регулятор тока, основную цепь управления, датчик тока, соединенный через отрицательную обратную связь со входом звена ограничения, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности экскаватора путем уменьшения динамических нагрузок в упругих элементах механизма поворота экскаватора с многодвигательным приводом, содержащим одну силовую цепь, оно снабжено датчиками усилий в механизмах поворота по числу двигателей привода, дополнительными цепями управления по числу двигателей привода, каждая из которых включает последовательно соединенные резисторы и ключ, дополнительной отрицательной связью по току, состоящей из последовательно соединенных резистора и двух ключей, и ключом, введенным в основную цепь управления и включенным между выходом звена ограничения и входом интегрального регулятора тока, причем к выходу звена ограничения и входу интегрального регулятора тока подключены дополнительные цепи управления, выход датчика тока через дополнительную связь по току соединен со входом интегрального регулятора тока, управляющие входы ключей дополнительных цепей управления соединены с выходами датчиков усилий соответствующего механизма поворота, а управляющие входы ключей основной цепи управления и отрицательной связи по току соединены с выходами датчиков усилий всех механизмов поворота.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР225978, кл. Н 02 Р 5/00, 1967.2. Авторское свидетельство СССР459384, кл. Н 02 Р 5/22, 1970.3. Авторское свидетельство СССР221795, кл. Н 02 Р 5/00, 1966.4. Авторское свидетельство СССР412358, кл. Е 02 Г 9/20, 1972 (прототип).785438 10с9 иг. ГВНИИПИ Заказ 8775/31 Тираж 713 Подписное Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная