Устройство программного управления поворотным механизмом роторной стрелы экскаватора

СООЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ РЕСПУБЛ Г 9/20 ГОСУДАРСТВЕННЫЙПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ ИПРИ ГКНТ СССР МИТЕТ ТНРЫТИ ЕТЕНИЯВУ ОПИСАН Н АВТОРСКОМ ТЕЛЬ ны лево тупают в к атчика 1 к ельсинного с косинуснь з и Р ступают на вх рота РС. На в клона РС с си поступают нап и с датчика 9 следнего выхо го неяамонд юд(46) 07.04.89, Бюл. У 13 (71) Государственный научно-исследовательский проектно-конструкторский и проектный институт угольной нромьпп ленности "УкрНИИпроект"(56) Авторское свидетельство СССР В 203034, кл. С 05 В 19/04, 1967.Авторское свидетельство СССР У 870596, кл, Е 02 Р 9/20, 1979. ,(54) УСТРОЙСТВО ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯ ПОВОРОТНЫМ МЕХАНИЗМОМ РОТОРНОЙ СТРЕЛЫ ЭКСКАВАТОРА(57) Изобретение относится к области автоматического управления приводом поворота роторной стрелы (РС) экска" ватора и может найти применение на роторных экскаваторах с невыдвижной стрелой. Целью изобретения является повышение точности отработки внешнего забоя РС эскаватора. При работе экскаватора сигналы с задатчиков параметров забоя: левого 4 и правого 5 углов боковых откосов, уступа и шири 8014708 правой 7 частей заходки оммутатор 8. Сигналы с онструктивного параметр датчика 2 угла наклона м преобразованием поод датчика 9 угла повоходы датчика 3 угла нанусным преобразованием ряжения с коммутатора 8 угла поворота РС. С подной сигнал поступает на один из входов фазочувствительнодетектора 10, другой вход которогоподключен к коммутатору 8. Сигналыс выхода фазочувствительного детектора 10 и датчика 11 нагрузки роторного колеса поступают в блок 12 управления, который через исполнительныйорган 13 управляет механизмом 14 поворота РС и коммутатором 8, Блок 12управления содержит шесть элементов И; два элемента НЕ, два элементаИЛИ и переключатель. Устройство обеспечивает работу экскаватора в забое,в котором боковой уступ расположенне только справа, но и слева, а также при работе экскаватора узкими заходками. 1 з.п. ф-лы, 6 ил,Изобретение относится к автоматическому управлению приводом поворота роторной стрелы экскаватора и может найти применение на роторных экскава торах с невыдвижной стрелой.Целью изобретения является повышение точности отработки внешнего забоя роторной стрелой экскаватора.На фиг. 1 представлена структур ная схема устройства программного управления поворотным механизмом роторной стрелы экскватора; на фиг.2 функциональная схема блока управления;на фиг.3-6 - забой, в котором 15 работает роторный. экскаватор; фиг3 то же, с боковым уступом, расположенным слева от роторного экскаватора; фиг. 4 - то же, с боковым уступом, расположенным справа от роторного 20 экскаватора; фиг. 5 " суженный забой (левый откос в нем частично расположен по правую сторону от плоскости МИ перемещения экскаватора); фиг.6- то же, (левый откос полностью рас положен по правую сторону от плоскости ИЮ).На фиг. 3 - 6 обозначены подошва АР уступа; боковые откосы АЭ (фиг. 3) и ЕР (фиг. 4 - 6) со стороны уступа 30 и, наоборот, боковые откосы ЕР (фиг.3) и АБ (фиг. 4 - 6) со стороны выработанного пространства; реальная поверхность А В откоса со стороны выработанного пространства; углыр 35 боковых откосов уступа соответственно с левой и правой сторон забоя; величины В, С задания правой и левой частей заходки (на фиг. 3 В = ширина внешней частей заходки, С - ширина 40 внутренней части заходки, на фиг. 4 6, наоборот, В - ширина внутренней части, а С - внешней части заходки); горизонтальная плоскость РЯ на уровне шарнира роторной стрелы, 45Устройство программного управления поворотным механизмом роторной стрелы экскаватора содержит задатчик 1 конструктивного параметра, сельсинные датчики угла наклона роторной стрелы с косинусным 2 и синусным 3 преобразованием, задатчики параметров забоя: левого 4 и правого 5 углов боковых откосов уступа, ширины левой 6 и правой 7 частей заходки, коммутатор 8, датчик 9 угла поворота роторной стрелы, фазочувствительный детектор 10, датчик 11 нагрузки роторного колеса, блок 12 управления,исполнительный элемент 13, механизм 14 поворота роторной стрелы.Блок управления включает переключатель 15, два элемента НЕ 16 и 17 (инверторы), шесть элементов И 18- 23 и два элемента ИЛИ 24 и 25.Устройство работает следующим образом.На выходе фазочувствительного детектора 10 появляется сигнал в момент равенства нулю алгебраической суммыиайапряжений, поданных на его входНе+Нэ+Ц,т =Огде Н - напряжение на выходе датчи 9ка 9 угла поворота. роторнойстрелы;Н - напряжение на выходе датчи 3ка 3 угла наклона роторнойстрелы;07 - напряжение на выходе коммутатора 8.На вход датчика 9 угла поворота роториой стрелы подается сумма напряжений с выхода задатчика 1 конструктивного параметра и датчика 2 угла наклона роторной стрелы с косинусным преобразованием. Напряжение О, с выхода задатчика 1 пропорционально сумме двух величины Н,=-1+г=К,где 1 - эксцентриситет шарнира роторной стрелы, равный расстояниюпо горизонтали между осяминаклона и поворота роторнойстрелы;г - радиус роторного колесаНапряжение 0 с выхода датчика 2Н:-Ьф созе,Следовательно, напряжение.ив выхо-де датчика 9 Н =(Ь соз(у+К).гНа вход датчика 3 подается черезкоммутатор 8 напряжение, пропорциональное сей (с выхода задатчика 4)при повороте роторной стрелы влево ипропорциональное сад Р(с выходазадатчика 5) при повороте стрелывправо.Следовательно, напряжение на выходе датчика 3 Нз -=1" з пфсй 8или Оэ=(ширине левой части заходки, снимается с выхода задатчика 6) при поворо, те стрелы влево или В (ширине правойчасти заходки, снимается с выходазадатчика 7) при повороте стрелывправо.Следовательно, при повороте роторной стрелы влево на вход фазочувствительного детектора подается алгебраическая сумма напряженийУ +ц+06 в (Ьсозу+К) здп++Ьздпус 8+С,а при повороте роторной стрелы вправоУ +П +0 =(Ьсозр+К)здпй.+Ь з дплс Сц ,+В,В момент равенства нулю напряжения на входе Фазочувствительного детектора 10 на его выходе Формируетсясигнал, который поступает в блок 12управления. В этот блок также вводится сигнал с датчика 11 нагрузки роторного колеса. Кроме того, машинистс помощью переключателя 15 вводитв блок 12 управления сигнал о том,слева или справа от экскаватора наЧходится боковой уступ. В .результатеблок 12 управления Формирует один издвух сигналов, поступающих на исполнительный элемент 13, который подаетуправляющие сигналы на коммутатор 8 , 25и привод механизма 14 поворота роторной стрелы. При этом коммутатор переключает две пары напряжений, Одна пара напряжений - это напряжения, пропорциональные величине задания сМь 30и сд, Зти напряжения с выхода задатчиков 4 и 5 поступают на вход датчика 3 угла наклона с синусным преобразованием. Вторая пара напряжений,пропорциональных величине задания Си В, с выхода задатчиков 6 и 7 поступают в последовательную цепь на входефазочувствительного детектора 10. Приповороте роторной стрелы влево навход датчика 3 угла наклона подается. 40напряжение, пропорциональное сала ,а последовательно с выходом датчика 3включается напряжение, пропорциональное С. При повороте стрелы вправоподключаются соответственно напряжения, пропорциональные седи В.Блок 12 управления анализйруетразличные варианты работы роторногоэкскаватора в забое и производит сле,дующие операции.Во время работы экскаватора в забое, в котором уступ расположен слева при повороте роторной стрелы влево с выхода блока 12 управления по"ступает сигнал на исполнительный эле 55мент 13 непосредственно после поступления сигнала с выхода Фазочувствительного детектора 10, а при поворотероторной стрелы вправо с выхода блока 12 управления поступает сигнал наисполнительный элемент 13 не сразупосле поступления сигнала с выходаФазочувствительного детектора 10, атолько после того, как с выхода датчика 11 нагрузки роторного колеса поступит сигнал об исчезновении полезной нагрузки.Во время работы экскаватора в забое, в котором уступ расположен справа, сигнал на исполнительный элемент13 поступает при повороте роторнойстрелы вправо (после поступления сигнала с выхода детектора 10) и при повороте роторной стрелы влево и поступлении сигнала с выхода детектора(после исчезновения полезной нагрузки на датчике 11),Работу блока 12 управления можнопояснить на примере, когда роторныйэкскаватор работает в забое, в котором боковой уступ расположен слева.При этом с выхода переключателя 15подается единичный сигнал на первыевходы элементов И 18 и 19. Принимаемтакже, что при повороте роторной1стрелы вправо с выхода фазочувствительного детектора 10 снимается единичный сигнал, а при повороте влево -нулевой. Тогда при повороте стрелывлево с выхода инвертора 16 снимается единичный сигНал, который поступает на элемент И 18. С выхода этогоэлемента через элемент ИЛИ 25 сигналподается на исполнительный элемент 13,который формирует сигнал на реверсстрелы вправо, При повороте стрелывправо единичный сигнал с выходадетектора 10 подается на элемент И 19,а с его выхода - на элемент И 22,На второй вход элемента И 22 поступает сигнал с выхода датчика 11 нагрузки роторного колеса через элемент НЕ 17. Зтот сигнал равен единице, когда привод роторного колесане нагружен. Тогда с выхода элемента И 22 снимется единичный сигнал,который через элемент ИЛИ 24 поступает на вход исполнительного элемен- .та 13. По этому сигналу роторнаястрела реверсируется влево.При работе роторного экскаваторав забое, в котором боковой уступ расФполОжен справа, машинист с помощьюпереключателя 15 подает единичныйсигнал на элементы И 20 и 21, которые в этом варианте работают совместно с. элементом И 23 аналогично5 147087описанной работе элементов И 18, 19,и 22.Величины сС 83, сгд р, С, В задаются с помощью адатчиков, выполненных на поворотных трансформаторахили сельсинах, в которых поворотомротора можно изменять не только вели"чину выходного напряжения, но и егоФазу. Это позволяет задавать ширинузаходки и котангенс угла боковогооткоса уступа не только от нуля домаксимального значения, но и от величины меньше нуля (при этом Фаза за,цающего напряжения изменяется на противоположную простым поворотом ротора трансформатора или сельсина), чтосоответствует работе экскаватора взабое, в котором боковой уступ расположен не только справа, но и слева,а также при работе экскаватора узкимизаходками,Если, например, размер С (Фиг,5и б) расположен по правую сторонуот вертикальной оси, то его величина ,25задается напряжением, Фаза которогоизменена на противоположную по сравнению с нормальным расположением размера С (фиг. 4),Аналогично при работе в забое, 30в котором боковой уступ расположенсправа (Фиг. 4), Фаза напряжений, спомощью которых задают сМ 8и сфрдолжна, быть сдвинута на 180 посРавнению с Фазами напРяжений, с помощью которых задают те же углы приработе экскаватора в забое (фиг. 3). входом датчика угла поворота роторной стрелы, первый выход которогосоединен с первым входом фазочувствительного детектора, выход которогосоединен с первым входом блока управления, первый и второй выходы которого подключены к входам исполнительно-.го элемента, выход которого соединенс первым входом коммутатора, первыйи второй выходы которого соединеныс первым и вторым входами первогодатчика угла наклона роторной стрелы,выход которого соединен с вторым вхо-,дом коммутатора, третий выход которого соединен с вторым входом фазочувствительного детектора, второй выход второго датчика угла. наклона соединен с вторым входом датчика углаповорота роторной стрелы, второй выход которого соединен с третьим входом первого датчика угла наклона роторной стрелы, все выходы задатчиковчетырех параметров забоя соединеныс остальными входами коммутатора, выход датчика нагрузки роторного колеса соединен с вторым входом блокауправления. 40 50 Формула изобретения 1. Устройство программного управления поворотным механизмом роторной стрелы экскаватора, содержащее датчик угла. поворота роторной стрелы, первый датчик угла наклона роторной стрелы, задатчики трех параметров забоя, датчик нагрузки роторного колеса, коммутатор, исполнительный элемент, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности отработки внешнего забоя роторной стрелой экскаватора, в него введены фазочувствительный детектор, блок управления, задатчик четвертого параметра забоя, задатчик конструктивного параметра и второй датчик угла наклона роторной стрелы, первый выход которого через задатчик конструктивного параметра соединен с первым 2. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок управления содержит шесть элементов И, два элемента НЕ, два элемента ИЛИ и переключатель, первый выход которого соединен с первыми входами первого элемента И и второго элемента И, выхо которого соединен с первым входом третьего элемента И, выход которого соединен с первым входом первогот элемента ИЛИ, выход которого является первым выходом блока управления, второй вход которого подключен к входу переключателя, второй выход ко" торого соединен с первыми входами четвертого элемента И и пятого элемента И, выход которого соединен с первым входом шестого элемента И, выход которого соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, выход которого является вторым выходом блока управления вход первого элемента НЕ соединен с вторыми входами второго и четвертого элементов И и является первым входом блока управления, выход первого элемента НЕ соединен с вторыми входами пятого элемента И и первого элемента И, выход которого соеди " нен с вторым входом второго элемента ИЛИ, выход второго элемента НЕ .соединен о вторыми входами третьегои шестого элементов И, выход четвер-того элемента И соединен с вторым входом первого элемента ИПИ, входвторого элемента НЕ является вторымвходом блока управления.ираж 588 Подписноемитета по,изобретениям и открытиям при ква, Ж, Раушская наб., д, 4.(5 Т СССР ательский комбинат "Патент", г. Ужгор Гагарина,30 Производственно аказ 1560/34 ЯИИПИ Государственного к 113035, М