Система регулирования электромагнитного молота

. СООЗ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК А 2 37 2 94 Е ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ОСУДАРСТВЕКНЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Иркутский политехнический институт и Институт горного дела СО АН СССР(56) Малов А.Т. и др, Электромагнитные молоты. - Новосибирск: Наука, 1979, с. 197-201.Авторское свидетельство СССР1216342, кл. Е 21 С 37/24, 1984. (54) СИСТЕМА РЕГУЛИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО МОЛОТА(57) Изобретение относится к горной, строительной и другим отраслям пром-ти и предназначено для электромагнитных машин ударного действия. Цель изобретения - увеличение энергии удара за счет увеличения скорос.А 801388556 ти бойка, Для этого система имеет датчики 4, 8, 1, 9 соответственно нижнего, верхнего положений бойка, удара 1 молота и крайнего верхнего положения бойка, два усилителя-форми. рователя (Уф) 22 и 23Выходы датчиков 1 и 8 объединены и подключены к входу Уф 22 и к входу блока 20 переключения. Выход датчика 9 объединен с выходом УФ 23 и датчика 4 и подключен к входу Уф 23, выход которого объединен с выходом датчика 1. Датчиком 9 осуществляется пуск Уф 23, по сигналу с которого движется боек, При подходе его к датчику 8 наводится отрицательный импульс, поступающий сФ на блок 20. Боек движется вниз и на" носит удар по обрабатываемой поверхности, В момент удара с датчика 1 также поступает отрицательный импульс Са на блок 20. Затем боек начинает подниматься и цикл повторяется. 8 ил., 1 табл,СИИзобретение относится к электромагнитным машинам ударного действиябольшой мощности (молотам), применяемым в горной, строительной и другихотраслях промышленности,При использовании молота для разрушения негабаритов горных пород воз"никает задача регулирования энергии в зависимости от размеров и крепости породы негабарита. При установке молота на неподвижных грохотахдробильно-перегрузочных устройствтребуется кратковременное увеличениеэнергии удара для разового разрушения попадающихся кусков труднодробимой породы. Поэтому разработкамолотов, обеспечивающих кратковременное увеличение энергии удара для разового разрушения попадающихся кусков труднодробимой породы, являетсяактуальной задачей.Цель изобретения - увеличениеэнергии удара за счет увеличения скорости бойка. 25На фиг. 1 изображено конструктивное расположение датчиков положениябойка; на Фиг. 2 - структурная схемаустройства для регулирования электромагнитным молотом; на Фиг, 3 - диаграммы работы устройства; на Фиг,4 -схема блока 20 переключения; наФиг, 5 - Функциональная схема блоков18 и 19 управления; на фиг, 6 - принципиальная схема одного блока управления; на Фиг, 7 и 8 - принципиальныесхемы логических устройств,На Фиг. 1 изображены датчик 1 удара, направляющая труба 2, боек 3,датчик 4 нижнего положения, корпусмолота 5, катушки 6, 7 электромагнитов, датчик 8 верхнего положения,датчик 9 крайнего верхнего положения;на Фиг, 2 - схема управления молотом,которая состоит из двух одинаковыхузлов регулирования тока, каждый изкоторых содержит. тиристорный выпрямитель 10, 11, на входе которого включен трансФорматор 12 и 13 тока, выход которого через выпрямитель 14, 15подключен к входу регулятора 16, 1750тока, выход которого подключен к одному из входов блока 18 и 19 управления, и блок 20 переключения тиристорных выпрямителей, выход которогоподключен к второму входу блока 18,5519 управления, а к первому и второмувходам блока 20 переключения тиристорных выпрямителей подключены соответственно кнопки Пуск и Стоп,вторые выводы которых подключены котрицательной шине источника питания,к третьему входу 20 подключен выходусилителя-Формирователя 21, вход которого подключен к датчику 4 нижнегоположения и к четвертому входу блока 20 управления, при этом к третьемувходу блока 20 подключены датчик 8верхнего положения, датчик 1 удараи выход третьего усилителя-Формирователя 22, вход которого подключен кдатчику 9 крайнего верхнего положенияи выход второго усилителя-Формирователя 23, вход которого подключен к.датчику 1 удара,Блок переключения (ЬП) организуетцикл работы молота в соответствиис временными диаграммамк, представленными на Фиг. 3. При этом осуществляются следующие операции: включениевыпрямителя 11 для работы в выпрямительном режиме, при этом включениевозможно нажатием кнопки "11 уск" илиот отрицательного сигнала датчика 1удара; перевод выпрямителя 11 в инвертарный режим по сигналу усилителя.Формирователя 22 и снижение тока вобмотке 7 до нуля; отключение выпрямителя 11 после спадания тока в обмотке 7 до нуля; включение выпрямителя 10 для работы в выпрямительномрежиме, при этом включение производится от положительного сигнала датчика 4 нижнего положения; перевод выпрямителя на инвентарный режим посигналу усилителя-Формирователя 21 иснижение тока в обмотке 6 до нуля;отключение выпрямителя 10 после спадания тока в обмотке 6 до нуля; включение выпрямителя 10 для работы в выпрямительном режиме. При этом включение производится от положительногосигнала датчика 9 крайнего верхнегоположения; перевод выпрямителя 10в инвертарный режим по сигналу усилителя-Формирователя 23 и снижение токав обмотке 6 до нуля.На Фиг, 4 показана принципиальнаясхема БП, которая содержит: устройства 24-27 согласования, линии 28 и 29задержки, логические устройства включения и отключения преобразователей30, 3 1 и 32, 33.Устройства согласования 24-27 служат для развязок сигналов датчикови усилителей-Формирователей, а такжесогласования этих сигналов с входными1388556 10 20 НапряжениеуправленияНу, В жим преобраовател 1 0 . (Ь) Инверторныи О) ключе ни ит четыельных сопротивлениями логических элементов, на которых построен блок переключения.Линии 28 и 29 задержек задают дли 5 тельность инверторного режима работы преобразователей 10 и 11 й обеспечивают их отключение после спадания до нуля тока в обмотках 6 и 7 соответственноЛогические устройства включения 30, 31 и отключения 32 и 33, формируют сигналы на включение и отключение тиристорных преобразователей.Принципиальная схема устройства включения показана на фиг, 7, она построена на четырех логических элементах И-НЕ 34-37, на вход первого из которых подключена дифференцирующая цепочка 38, 39, 40.Принципиальная схема логического устройства отключения показана на фиг. 8, Она построена на четырех логических элементах И-НЕ 41-44.Каждый из блоков 18 (19) управле ния содержит транзисторный ключ 45 (46) и шесть каналов управления 47 (48), 49 (50), 5 1 (52), 53 (54), 55 (56), 57 (58).Транзисторный ключ 45 (46) служит для формирования общего для шести каналов сигнала управления. Логика работы ключа, режим преобразователя и величина напряжения управления поясняются таблицей. 0 от (-5) до Выпрямитель- нуля ный Каждый ключ 45 (4 Ь) содерж ре транзистора, семь разделит диодов, резисторы.Сигналы управления с выхода ключе 45, 46 через контакты реле 59 поступают в каналы управления. Принципиал ная схема одного канала управлени и азана на фиг, 6, канал содержит т транзистора 60-62. На транзистор 60 собран генератор пилообразного напряжения, синхронизированный с сетью путем подачи в базу транзисторанапряжения синхронизирующего трансформатора, Транзистор 61 выполняетфункцию нуль-органа. Транзистор 62усилитель-формирователь импульсов.В эмиттер транзистора 61 подаетсясигнал управления, общий для всехшести каналов 47 (48) - 57 (58). Приподаче напряжения питания происходитзаряд конденсатора 63 через потенциометр 64 до величины напряжения управления Б . При равенстве потенциаловбазы-и эмиттера транзистор 61 открывается, открывается также и транзистор 62, который формирует отрицательный импульс напряжения. Под действием этого напряжения через светодиодоптотары 65 протекает ток, открывается оптотиристор, а затем силовойтиристор преобразователя.При подаче питания на блок 20(фиг. 4) на выходах устройств 24и 27 согласования этого блока устанавливается "1", а на выходах устройств 25, 26 согласования "0".С выходов устройств 24 и 27 "1" поступает на входы линий 28 и 29 задержки соответственно, начинаетсязаряд конденсаторов 63 (фиг. 6) этихлиний задержки, В течение временизаряда на выходе 28 и 29 будет "1",которая поступает на вторые входылогических устройств 30, 31 включения и отключения 32, 33, тем самымобеспечиваются на входах транзисторных ключей 45, 46 следующие сигналы;/1 - "1", а по окончании паузы, создаваемой 28, вновь будет: 2,Положительный импульс с 31 поступает на третий вход блока 20 и такжекак положительный импульс с 23, навремя паузы, создаваемой линией 28,подает на вход ключа 45 следующиезатем вновь будет о(, Р - 07 Таким образом, после подачи напряжения на входе транзисторных, ключей 45 и 46 будут сигналы (Ыр, Ы, р)- " 1"), обеспечивающие на выходе ключей напряжения управления, соответствующие отключенному состоянию обоих преобразователей. Система регулирования подготовлена к работе.Система регулирования для электромагнитного молота работает следующим образом.При нажатии кнопки "Пуск" отрицательный импульс напряжения подается на вход устройства 25 согласования, обеспечивая на его выходе "1", которая проходит на первый вход устройства 31 (фиг, 4). Так как на второй 10 вход устройства 31 с линии 28 задержки подается "0", то на выходе его появляется "1", которая поступит на первый вход устройства 33 отключения и переведет его в состояние 15 "0". На вход ключа 46 поступят следующие сигналы: р, р - "0", о - 11 1 1При нажатии кнопки "Пуск" получае т питание катушка 59 реле ( фиг . 4 ) , 20 которое своими контактами соединит выход ключей 4 5 и 4 6 с входами каналов управления 4 7 ( 4 8 ) , .4 9 ( 50 ) , 5 1 ( 5 2 ) , 5 3 ( 5 4 ) , 5 5 ( 5 6 ) , 5 7 ( 58 ) соответственно (фиг , 5 ) . ь, ,, с, 25 31 0 1 РР - " 1 " , что со отв етствуе включению преобразователей в инв е н тарный режим работы , однако сигналы управления не поступают на каналы управления , так как разомкнуты кон такты реле 5 9 , соединяющие э ти цепи , Ио окончании заряда конденсаторов 63 на выходе линий 28 и 2 9 появляетсяО" , поступающий на вторые входы логических устройств включения 30 , 3 1 и отключения 3 2 , 3 3 , тем самым об е спечивает на входе ключей 4 5 , 46 следующие сигналы : о , 11, , Ы, р - " 0" ;71- "1"40Одновременно при подаче питания формируются импульсы на усилителях- формирователях 21, 22 и 23 со следующей очередностью: первый - с 23, второй - с 22, третий - с 21. Причем паузы, формируемые с помощью усилителей-формирователей 21-23, значительно больше пауз, создаваемых линиями 28, 29 задержки.50Положительный импульс с 23 поступает на третий вход блока 20 переключения, проходит на устройство 24 согласования, обеспечивая на его выходе "О, который додается на вход линии 28 задержки, на ее выходе в тече 55 ние времени задержки, задаваемого этой линией, будет "1", На входе ключа 45 будет: о, - "0"; , - "1",а по окончании паузы, создаваемой 28,вновь будет: ю р - 0",; ), - . "1",Отрицательный импульс с 22 поступает на четвертый вход блока 20, проходит на 27, обеспечивая на его выходе "0", который подается на вход ли-.нии 29 задержки, на его выходе в течение времени, задаваемого этой линией ,будет "1". На входе ключа 46 бу,Ьет: О(, у - "0". С выхода ключа 46сигнал управления поступает черезканалы 47, 49, 51, 53, 55, 57 в тиристорный выпрямитель 11, В обмотке 7нарастает ток до величины, определяемой уставкой регулятора 17 тока. Боек втягивается в обмотку 7 в течениевремени, задаваемого усилителем-формирователем 22, который запускаетсяпри нажатии кнопки "Пуск" и подаетотрицательный импульс на четвертыйвход блока 20. Этот импульс проходитна устройство 4 сопряжения, обеспечивая на его выходе "0", который подается на вход линии 29 задержкиа на ее выходе будет "1". На входеключа 46 будет; Ы, у в "0";"1". Ключ 46 сформирует сигнал управления, обеспечивающий перевод тиристорного выпрямителя 11 в инвертарныйрежим, ток в обмотке 7 спадает до нуля и по окончании паузы, отсчитываемой линией 29 задержки, на ее выходепоявляется "О", а на входе ключа 46будет: о,- "О"; т- " 1", тиристорный выпрямитель 11 отключается.Блок 3 продолжает двигаться вверхза счет накопленной кинетической энергии ипри выходе бойка из зоны датчика 4 в нем (датчике) наводится положительный импульс, который поступаетна четвертый вход блока 20. Этот импульс проходит на 26, обеспечиваяна его выходе 0", который подаетсяна первый вход устройства 30. Таккак на втором входе устройства 30, слинии 28 задержки подается "0", тона выходе устройства 30 появляется"1" которая поступает на первый входустройства 32 и переводит его в состояние "О", На вход ключа 46 посту 1 лИ,лают следующие сигналы: а , - 0Ы - " 1". Ключ 45 подает в каналы 47, 49, 51, 53, 55, 57 сигналуправления, обеспечивающий выпрямительный режим работы тиристорного,выпрямителя 11. В обмотке 6 нарастаетток до величины, определяемой уставкой регулятора 16 тока, боек 3 на 7 13885 чинает втягиваться в обмотку 6, Этот же положительный импульс с датчика 4 поступает на вход усилителя-Формирователя 41, выход которого соединен с третьим входом блока 20 и усилитель Формирователь 21 Формирует положительный импульс, поступающий на устройство 24 сопряжения, обеспечивая на его выходе 0",.который подается на вход линии 28 задержек, а на ее выходе будет "1". На входе ключа 45 будет Ы р, - "0"; р, - "1". Ключ 45 Формирует сигнал управления, обеспечивающий перевод тиристорного выпрямителя 10 в инвентарный режим, ток в обмотке Ь спадает до нуля и по окон чании паузы, отсчитываемой линией 28 задержки, на ее выходе появляется "0", а на выходе ключа 45 будет; Ы- "О"; у, - "1", тиристорный выпрямитель 10 отключается. Боек 3 за счет накопленной кинетической энергии продолжает двигаться вверх и достигает датчика 9 крайнего верхнего поло 25 жения, в котором наводится положительный импульс, подаваемый на четвертый вход блока 20. Этот импульс проходит устройство 26 сопряжения, обеспечивая на его выходе "0", который подается на первый вход. Так как на втором входе устройства 30 с линии 28 задержки подается "0", то на выходе устройства 30 появляется "1", которая поступает на первый вход устройства 32 и переводит его в состояние "0". На вход ключа 45 поступают следующие сигналы: /3 , - 0 , о, - "1". Ключ 45 подает в каналы 47, 49, 51, 53, 55, 57 сигнал управления, обеспечивающий выпрямительный режим работы тиристорного выпрямителя 1 О.3 обмотке 6 нарастает ток до величины, определяемой уставкой регулятора 16 и боек 3 начинает двигаться вниз. 11 о сигналу усилителя-формирователя 23, пуск которого осуществляется датчиком 9 крайнего верхнего положения, выпрямитель 10 переводится в инверторный режим, ток в обмотке 6 спадает до нуля и по окончании 50 г 56 8паузы, отсчитываемой линией 28 задержки, тиристорный выпрямитель 10отключается. Боек 3 продолжает двигаться вниз н при подходе верхнегоконца бойка к датчику 8 верхнего положения, в нем (датчике) наводитсяотрицательный импульс, который поступает на третий вход блока 20 ивключает выпрямитель 41 в выпрямительный режим. Боек 3 разгоняетсявниз и при подходе к датчику 4 нижнего положения на четвертый вход блока 20 поступает отрицательный импульс переводящий выпрямитель 11 винверторный режим, ток в обмотке 6спадает до нуля и,по окончании паузы, отсчитываемой линией 29, выпрямитель 11 отключается, а боек движетсявниз и наносит удар по обрабатываемой поверхности, В момент удара сдатчика 1 удара поступает отрицательный импульс на третий вход блока 20,переводящий тиристорный выпрямитель11 в выпрямительный режим. Боек начнет подниматься и цикл работы молотаповторится,Формула изобретенияСистема регулирования электромагнитного молота по авт. св. У 1216342, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью увеличения энергии удара за счет увеличения скорости бойка, в нее введены датчики верхнего положения бойка, удара молота и крайнего верхнего положения бойка и два усилителя-формирователя, при этом выходы датчиков удара и верхнего положения бойка объединены и подключены по входу второго усилителя-формирователя и к третьему входу блока переключения, а выход датчика крайнего верхнего положения объединен с выходами второго усилителя-Формирователя и датчика нижнего положения бойка и подключены к входу третьего усилителя-формирователя, выход которого объединен с выходом датчика удара молота.