Устройство для регулируемогопредохранительного торможения подем-ной машины

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советскик Социалистических е еспублнк(22) Заявлено 14,05,79 (21) 2765889/29-11 51)м с присоединением заявки Но(23) Приоритет В 66 В 1/32 Государствеииый комитет СССР по делам изобретеиий и открытий.113(088.8) Дата опубликования описания 1503,81(71) Заявитель Днепропетровский ордена Трудового Красно оЗнамени горный институт им, Артема(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРУЕМОГО ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНОГО ТОРМОЖЕНИЯ ПОДЬЕМНОЙ МАШИНЫ Изобретение относится к шахтному подъему, в частности к предохранительному торможению шахтных подъем ных машин.5По основному авт,св. 9 691375 известно устройство для регулируемого предохранительного торможения подъемной машины, которое содержит блок сравнения сигналов, соответствующих программному и действительному замедлениям подъемной машины, который выходом связан с управляемым регулятором давления, а входами - с сигнализатором действительной скорости подъемной машины и источником программного сигнала, снабженным дополнительным сигнализатором скорости, вход которого подключен к подъемной машине через управляемый элемент отключения входа в момент начала .торможения, 20 связанный с контактором предохранительного торможения подъемной машины 11).Недостатком этого устройства является то, что источник программного сигнала содержит элементы, подвергаюшиеся механическому износу в процессе эксплуатации: управляемый элемент отключения входа дополнительного сигнализатора скорости в виде 30 электромагнитной муфты и инерционное регулируемое звено калибровки ускорения затухания сигнала дополнительного сигнализатора скорости в виде маховика с регулируемым элементом его подторможения. В результате в процессе эксплуатации имеется вероятность отказа в работе устройства и вероятность снижения точности регулирования предохранительного торможения.Цель изобретения - повышение надежности работы и точности регулирования предохранительного торможения.Эта цель достигается тем, что источник программного сигнала снабжен кодирующим преобразователем, к выходу которого подключены соединенные последовательно управляемый элемент отключения входа дополнительного сигнализатора скбрости в момент начала торможения и дополнительный сигнализатор скорости, причем дополнительный сигнализатор скорости содержит последовательно включенные задающий генератор импульсов и вычитакюций счетчик, выход которого является выходом программного сигнала.Кроме того, задающий генератор импульсов может быть выполнен ре1 О 20 25 гулируемым с возможностью изменениячастоты импульсов, Задающий генераторимпульсов может быть подключен ксчетному входу вычитающего счетчикапосредством элемента отключения генератора при отсутствии торможения,который связан с контактором предохранительного торможения и выполненв виде схемы И. Вычитающий счетчиквыполнен на Т-триггерах, а задающийгенератор импульсов может быть подключен к счетному входу нычитающего счетчика посредством элемента отключения генератора в момент перехода всех триггеров счетчика в нулевое состояние, который выполнен ввиде схемы ИЛИ, подключенной входами к групповому выходу нычитающего счетчика, а выходом - к схеме И,посредством которой задающий генератор импульсов подключен к счетномувходу вычитающего счетчика.Кроме того, вычитающий счетчиксодержит элементы отключения счетныхвходов триггеров при отсутствииторможения, выполненные на схемах2 И, установленные между счетнымитриггерами, выход каждого из которыхподключен к счетному входу последующего триггера, а один из входовподключен к инверсному выходу предыдущего триггера, при этом вторыеих входы соединены между собой исвязаны с контактором предохранительного торможения.Групповой выход вычитающего счетчика связан с одним из входов блокасравнения через декодирующий преобразователь "код-напряжение",Кодирующий преобразователь выполнен н ниде последовательно соединенных датчика частоты, пропорциональной скорости подъемной машины, ипреобразователя "частота-код".Кодирующий преобразователь выполнен н виде последовательно соединенных тахогенератора и преобразователя "напряжение-код". Управляющий элемент отключения входа дополнительного сигнализатора скорости в момент начала торможения выполнен в виде группы ячеек, количество которых равно количеству разрядов кодирующего преобразователя и вычитающего счетчика причем )-ая3ячейка соединяет 1-ый разряд кодирующего преобразователя с -ым разрядом вычитающего счетчика и выполнена в виде двух схем 2 И, причем один иэ входов первой схемы 2 И присоединен к прямому выходу разряда кодирующего преобразонателя, а один иэ входов второй схемы 2 И присоединен к инверсному выходу разряда кодирующего преобразонателявыход первой схемы 2 И -ой ячейки присоединен к 5-входу счетного триггера вычитающего счетчика, а выход второй схемы 2 И присоединен к к-входу укаЗО 35 40 45 50 55 60 65 занного триггера, вторые входы схем 2 И всех ячеек соединены между собой и связаны с контактором предохранительного торможения подъемной машины.Сигнализатор действительной скорости выполнен в виде дополнительного кодирующего преобразователя, групповой выход которого связан с другим входом блока сравнения.Блок сравнения выполнен в виде сумматора-вычитателя,выход которого связан с управляющим регулятором данления через декодирующий преобразователь "код-напряжение". На фиг.1 изображена блок-схема устройства, пунктирными линиями показаны возможные варианты выполнения;на,фиг,2 - один из нариайтов выполнениякодирующего преобразонателя,на фиг.3 другой вариант выполнения кодирующего преобразователя; на фиг.4 - диаграммы скорости подъемной машины в период торможения, где Ч - текущая скорость, и соответствующие им диаграммы ускорения а; на фиг. 5 - один из вариантов выполнения источника программного сигнала.Устройство для регулируемого предохранительного торможения подъемной машины содержит источник программного сигнала 1, в котором имеется кодирующий преобразователь 2, своим входом подключенный к кинематической цепи подъемной машины З.Групповой выход кодирующего преобразователя связан с групповым входом дополиительного сигнализатора скорости 4 черезуправляемый элемент отключения 5 его входа в момент начала торможения, Дополнительный сигнализатор скорости соцержит нычитающий счетчик 6 и регулируемый задающий генератор импульсов 7, подключенный к счетному входу вычитающего счетчика. Групповой выход вычитающего счетчика связан с одним из входов блока сравне-. ния 8, к другому входу которого подключен сигналиэатор скорости 9, контролирующий действительную скорость подъемной машины. Выход блока сравнения связан с обмоткой 10 управляемого регулятора давления 11 через размыкающийся контакт 12 контактора предохранительного торможения, В цепи питания обмотки управляемого регулятора давления имеется также замыкающийся контакт 13 контактора предохранительного торможения. Кодирующий преобразователь может быть выполнен в виде тахогенератора 14 и преобразователя 15 "напряжение-код", соединенных друг с другом через мост 16 для исключения изменения полярности сигнала при реверсировании подъемной машины (фиг.2). Кодирующий преобразователь может быть выполнен в виде последовательно соединенных датчика частоты17 и преобраэонателя 18 "частотакод" (фиг.З), Сигнализатор скоростиможет быть выполнен в виде описанного, но дополнительного кодирующего преобразователя. Сигнализаторскорости в том виде, н каком онпоказан на фиг.1,может отсутствовать,а быть совмещенным с кодирующим преобразователем источника программного сигнала, с тахогенератором кодирующего преобразователя, имеющегося 10в источнике программного сигнала(фиг,2) .с датчиком частоты, имеющимся в кодирующем преобразователеисточника программного сигнала(фиг.3). Линии взаимосвязи выходасигнализатора скорости с блоком сравнения для последних вариантов выполнения показаны на фиг. 1,2,3 и 5пунктиром, Если сигнал сигнализатораскорости представляет собой физичес Окий параметр, например, н виде напряжения, дополнительный сигнализаторскорости должен быть связан с блокомсравнения через декодирующий преобразователь 19, например, в видепреобразователя "код-напряжение".Вслучае подвода к блоку сравнения сигналов в виде кодов блок сравнениядолжен быть выполнен н виде сумматора-нычитателя, выход которого связанс управляемым регулятором давлениячерез декодирующий преобразователь20 "код-напряжение". Управляемыйэлемент отключения входа дополнительного сигнализатора скорости н моментначала торможения выполнен н видегруппы ячеек (фиг.5), количество которых равно количеству разрядов кодирующего преобразователя и вычитающего счетчика. Каждая из ячеек содержит две схемы 21 и 22 2 И, которые 40соединяют -ый разряд кодирующегопреобразователя с -ым разрядом нычитающего счетчика, Один из входовпервой схемы 2 И присоединен к прямому ныходу -го разряда кодирующегопреобразователя, а один из входоввторой схемы 2 И присоединен к инверсному выходу этого же разрядакодирующего преобразователя. Выходпервой схемы 2 И присоединен к 5-входусчетного триггера 23 вычитающегосчетчика, а выход второй схемы 2 Иприсоединен к б-входу указанноготриггера. Вторые входы указанных,схем 2 И всех ячеек соединены междусобой и подключены к цепи управления,связанной с контактором предохранительного торможения подъемной машины.Вычитающий счетчик содержит элементыотключения счетных входов триггеровпри отсутствии торможения в виде . 40схем 24 2 И, установленных меЖдусчетными триггерами, выход каждойиз которых подключен к счетному входупоследующего триггера, а один извходов подключен к инверсному выходу 45 предыдущего триггера, Вторые входыэтих схем соединены между собой иподключены к цепи управления. Всчетчике установлены триггеры,срабатывающие при переходе сигнала насчетном входе с"единицы" в "нуль".Задающий генератор импульсов подключен к счетному входу вычитающегосчетчика посредством элемента отключения генератора при отсутствииторможения, выполненного в виде схемы 25 И, которая через цепь управления связана с контактором предохранительного торможения, Задающий генератор импульсов подключен. к счетномувходу вычитающего счетчика такжепосредством содержащегося в цепиуправления, элемента отключения генератора в момент перехода всех триггеров счетчика в нулевое состояние,который выполнен в виде схемы 26 ИЛИ,подключенной входами к групповомувыходу вычитающего счетчика, а выходом к схеме И, посредством которойгенератор импульсов подключен к счетному входу вычитающего счетчика.Кроме того, в цепи управления источника программного сигнала содержатсясвязанные между собой б 5-триггер 27,однонибратор 28, схема 29 2 И, схема30 ИЛИ, подключенная входами к групповому прямому выходу кодирующегопреобразователя, схема 31 НЕ. Снязьцепи управления и элементов схемыс контактором предохранительного торможения подъемнои машины осуществлена при помощи реле времени (на схеме не показано) с размыкающим контактом 32 и замедлителем его возврата. Данный контакт расположенв цепи подключения последней схемы2 И к источнику постоянного "единичного" сигнала. На фиг. 4 семействопрямых 33 соответствует частоте Гимпульсов задающего генераторасемейство прямых 34 соответствуетчастоте Г ( Г . Каждому семействупрямых скорости при торможении соответствует свое значение ускоренияаа 1 (замедления) подъеглиой майинй - прямые 35; 36,Отладка и непосредственная работа устройства заключается в следующем,В процессе отладки, изменяя частоту импульсов задающего генератора7 импульсов, задают тем самым семейство диаграмм скорости с необходимым программным замедлениемподъемной машины. При этом уменьшение частоты импульсов генератора(прямые 34) приводит к уменьшениювеличины программного замедления(прямая 36), увеличение частотыимпульсов генератора (прямые 33)ведет к увеличению программногозамедления (прямая 35). При подводенапряжения к цепям управления подъем.ной машины и устройства для регулируемого предохранительного торможения в начальный момент контактор предохранительного торможения остается обесточенным вследствие того, что предохранительный тормоз находится в невзведенном состоянии, а блокировка, контролирующая данное состояние, содержит разомкнутые контакты в цепи питания контактора предохранительного торможения, В этот момент контакты 12 и 32 замкнуты контакт 13 разомкнут. При подводе напряжения питания к указанным цепям вследствие того, что подъемная машина не вращается, на входе кодирующего преобразователя 2 сигнал равен нулю, на его выходе появляется 15 нулевой парафазный сигнал, т.е. на прямом выходе каждого разряда - "нуль", на инверсном - "единица", При этом на всех входах схемы 30 ИЛИ сигналы - "нули", на ее выходе сиг нал - "нуль", на выходе схемы 31 НЕ имеется сигнал "единица", Это приводит к тому, что триггер 27 устанавливается в состояние, когда на его инверсном выходе появляется сигнал "единица", который поступает на вход схем 21,22 2 И управляемого элемента 5 отключения входа дополнительного сигнализатора 4 скорости в источнике 1 программного сигнала. В результате на всех входах схем 22 2 И оказываются сигналы "единицы", что приводит к появлению сигнала "единица" на их выходах, Эти сигналы поступают на К-входы счетных триггеров 23 вычитающего счетчика б и устанавливают их в нулевое состояние, когда сигналы на прямых выходах разрядов равны нулю.Перед пуском подъемной машины 3 предохранительный тормоз переводят 40 во взведенное состояние, При этом в цепи питания контактора предохранительного торможения снимается блокировка, указанный контактор подключается к питающей сети, в результа те чего размыкается контакт 2 за 1. у мыкается контакт 13, что приводит к подключению обмотки 10 управляемого регулятора 11 давления к источнику . постоянного напряжения, в результате чего выпускное отверстие регулятора давления перекрывается, предохранительный тормоз растормаживается. В этот момент реле времени (не показано), связанное с контактором предохранительного торможения, размыкает свой контакт 32. В период движения подъемной машины на групповом выхо" де кодирующего преобразователя 2 имеются сигналы в двоичном коде в виде набора "единиц" и "нулей", 60 соответствующие текущим значениям скорости вращения подъемной машины. В результате этого на выходе схемы 30 ИЛИ сигнал имеет значение "единица", на выходе схемы 31 НЕ Б 5"нуль", Триггер 27 продолжает находиться в указанном состоянии. При этом вследствие того, что на его прямом выходе сигнал - "нуль", который поступает на один из входов схемы 25 И и схем 24 2 И, задающий генератор 7 импульсов отключен от счетного входа.вычитающего счетчика б, счетные триггеры 23 рассоединены между собой. Сигналы АХ,А 5 ,А,А). через схемы 21, 22 2 И каждой ячейки поступают на В- и 5-входы триггеров 23 и переводят их в состояния соответствующие текущим значениям скорости подъемной машины, К блоку 8 сравнения с группового выхода вычитающего счетчика б направляются сигналы Я 0., равные по значениям сигналам АА), В этот период сигнализатор 9 скорости, выполненный, например, в виде дополнительного кодирующего преобразователя, подводит к другому входу блОка 8 сравнения сигналы, равные по значениям сигналам АА), Из-за того, что сигналы на входах блока 8 сравнения одинаковы, на его выходе сигнал равен нулю. Сказанное справедливо для исправного состояния устройства. При появлении неисправности в устройстве в данный период работы подъемной машины, на выходе блока сравнения появляется сигнал, который фиксируется цепью контроля исправности устройства (не показано).В момент начала торможения одна из схем, контролирующих исправность подъемной установки, размыкает свои контакты в цепи питания контактора предохранительного торможения подъемной машины. Обесточенный контактор размыкает свой контакт 13 и замыкает контакт 12, соединяя обмотку 10 управляемого регулятора 11 давления с выходом блока 8 сравнения. Один из контактов контактора предохранительного торможения в этот момент отключают от питающей сети реле времени (не показано), которое с заранее установленной выдержкой времени в пределах; время холостого хода - время срабатывания тормоза подъемной машины замыкает свой контакт 32, подавая на вход схемы 29 2 Л постоянный "единичный" сигнал, В данный момент на выходе схемы 30 ИЛИ имеется сигнал "единица", так как подъемная машина вращается. Схема 25 2 И подает "единичный" сигнал на вход одновибратора 28, который преобразует его в одиночный "единичный" импульс, подаваемый на 5-выход триггера 27, В результате этого триггер 27 меняет свое состояние и подает единичный сигнал на один из входов схемы 25 И и схем 24 2 И. В этот момент с триггера 27 на входы схем 21, 22 2 И поступает "нулевой" сигнал, который отключает групповой вход вычитающего5. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что вычитающий счетчик содержит элементы отключения счетных выходов триггеров при отсутствии торможения, выполненные на схемах 2 И, установленные, между счетными триггерами, выход каодого из которых подключен к счетному входу последующего триггера, а один из входов подключен к инверсному выходу предыдущего триггера, при этом вторые счетчика б от группового выходакодирующего преобразователя 2. Ввычитающем счетчике остается записанным двоичный код, соответствующийскорости подъемной машины в моментначала торможения Н . В этот моментзадающий генератор 7 импульсов оказывается подключенным к счетному входувычитающего счетчика б, так как навсех входах схемы 29 И сигналы равны"единице". С приходом каждого импульса с генератора двоичный код0в вычитающем счетчике б уменьшаетсяна единиЦу. Поэтому на групповом выходе вычитающего счетчика образуетсясигнал, соответствующий программнойдиаграмме скорости, например, на семействе прямых 34 с началом в точкес = О, Н = Н; . В реальном виде этадиаграмма представляется аппроксимированной ступенчатой линией, однако вследствие кратковременности ступенчатых переходов на работу управляемого регулятора давления это невлияет. Сигнализатор 9 скорости, например, в виде дополнительного кодирующего преобразователя, контролирует 25действительный закон затухания скорости подъемной машины. Отклонениезначения сигнала сигнализатора 9скорости от значения сигнала дополнительного сигнализатора 4 скоростиприводит к появлению на выходе блока8 сравнения сигнала рассогласования,который, например, преобразуясь внапряжение в преобразователе 20,воздействует на обмотку 10 Управляемого регулятора 11 давления, которыйустраняет отклонения действительногозакона изменения скорости вращенияподъемной машины от программного.В конце торможения, когда всесигналы 00 триггеров 23 представляют собой "нули", на выходесхемы 26 ИЛИ появляется сигнал"нуль", который поступает на входсхемы 25 И, отключает задающий генератор 7 импульсов от счетного входавычитающего счетчика 6, После остановки подъемнок машины на выходе схемы 30 ИЛИ появляется сигнал "нуль",на выходе схемы 31 ИЕ - "единица".Последний поступает на й-вход триггера 27, изменяет состояние триггерана противоположное, подготавливаясхему устройства к очередному циклу,аналогичному описанному, В процессеработы элементы схемы 14-19, еслиони имеются в схеме, выполняют работу согласно их функциональному назначению, описанному выше.Устройство для регулируемого предохранительного торможения подъемноймашины, выполненное с использованием бесконтактных логических элементов и функциональных блоков цифровойвычислительной техники, уменьшаетвероятность отказа в работе и повышает точность регулирования, в резуль-б 5 тате чего повышается надежность ибезопасность эксплуатации подъемнойустановки с устройством для регулируемого предохранительного торможения подъемной машины. Формула изобретения 1, Устройство для регулируемогопредохранйтельного торможения подъемной машины по авт.св, Р 691375,о т л и ч а.ю щ е е с я тем, что,с целью повышения надежности работыи точности регулирования предохранительного торможения, источник программного сигнала снабжен кодирующимпреобразователем, к выходу которогоподключены соединенные последовательно управляемый элемент отключения входа дополнительного сигнализатора скорости в момент начала торможения и дополнительный сигнализаторскорости, причем дополнительный сигнализатор скорости содержит последовательно включенные задающий генератор импульсов и вычитающий счетчик,выход которого является выходом источника программного сигнала,2. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем; что задающийгенератор импульсов выполнен регулируемым с возможностью изменения частоты импульсов.3. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что задающийгенератор импульсов подключен ксчетному входу вычитающего счетчикапосредством элемента отключения генератора при отсутствии торможения,который связан с контактором предохранительного торможения и выполненв виде схеМы И.4. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что вычитающий счетчик выполнен на Т-триггерах,а задающий генератор импульсов подключен к счетному входу вычитаюшегосчетчика посредством элемента отключения генератора в момент переходавсех триггеров счетчика в нулевоесостояние, который выполнен в видесхемы ИЛИ, подключенной входами кгрупповому выходу вычитающего счетчика, а выходом - к схеме И, посредством которой задающий генераторимпульсов подключен к счетному входувычитающего счетчика.их входы соединены между собой и связаны с контактором предохранительного торможения.б. Устройство по п.1, о т л и,ч а ю щ е е с я тем, что групповой выход вычитающего счетчика связан с одним из входов блока сравнения через декодирующий преобразователь "код-напряжение".7. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что кодирующий преобразователь выполнен в виде последовательно соединенных датчика частоты, пропорциональной скорости подъемной машины, и преобразователя "частота"код".8. устройство по п,1, о т л,ич а ю щ е е с я тем, что кодирующий преобразователь выполнен в виде последовательно соединенных тахогенератора и преобразователя "напряжениекод".9. Устройство по п.,1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что управляемый элемент отключения входа дополнительного сигналиэатора скорости в момент начала торможения выполнен в виде группы ячеек, количество которых равно количеству разрядов кодирующего преобразователя и вычитаю- щего счетчика, причем -ая ячейка соединяет -ый разряд кодирующего преобразователя с 1-ым разрядом вычитающего счетчика и выполнена в виде двух схем 2 И, причем один из входов первой схемы 2 И присоединен к прямому выходу разряда кодирующего преобразователя, а один из входов второй схемы 2 И присоединен к инверсному выходу разряда кодирующего преобразователя, выход первой схемы 2 И 1-ой ячейки присоединен к 5-входу триггера вычитающего счетчика, а выход второй схемы 2 И присоединен к В-входу указанного триггера, вторые входы схем 2 И всех ячеек соединены между собой и связаны с контактором предохранительного торможения подъемной машины.10., Устройство по пп.1,7,8, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что сигнализатор действительной скорости выполнен в виде дополнительного кодирующего преобразователя, групповой выход которого связан с другим входом блока сравнения.11. Устройство по пп.1,10, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что блок сравнения выполнен в виде сумматоравычитателя, выход которого связан с управляющим регулятором давления через декодирующий преобразователь "1 од-напряжение". Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Заявка 9 2511140/11,кл . В бб Э .1/32, 01 .08 .77 .