Устройство для управления земснарядом

Устройство для управления земснарядом

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советски к

Социапистическик

Республик

i708020 (51)M. Кл. (22) Заявлено 08.12.77 (21) 2553068/29 03

Е 02 F 3/88 с присоединением заявки М

Гееударственныб кемнтет

СССР аа делам нзееретеннй н вткрмтнй (23) Прнпритет

Опубликовано 05.01.80. Бюллетень М 1

Дата опубликования описания 05.01.80 (53) УДК 621.879. .45 (088.8) А. П. Голубь, В. И. Ковалев, А. Н. Шевцов, А. П. Устинов, И. Г, Фиалка и А. И. Шинкаренко (72) Авторы изобретения

Украинский заочный политехнический институт Министерства высшего и среднего специального образования Украинской ССР (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ЗЕМСНАРЯДОМ

Изобретение относится к области гидромеханизации, а именно к средствам управления механизмами земснаряда, разрабатывающего грунты высокой категории.

Известно устройство управления земснарядом, содержащее датчик — преобразователь вакуума, установленный на всасывающем трубопроводе, датчик токовой нагрузки электродвигателя, механического разрыхлителя, расходомер в напорном трубопроводе, которые через сумматор подключены к пропорционально-интегрирующему с предварением регулятору; выход последнего соединен с электроприводом папипьонажных лебедок (11 .

Недостатком указанного устройства является общая для всех каналов регулирования настройка регулятора, его чувствительность к многочисленным возM QIolU HM возде Йст виям, Однако это устройство при разработке земснарядом грунтов высокой категории не обеспечивает заданной производитель» ности.

Известно устройство для управления земснарядом с механическим разрыхлителем, включающее датчики скорости ведущей и ведомой лебедок, механического разрыхлителя, блок определения максимума мощности разрыхлителя, сумматоры однородных величин, усилители мощности лебедок, исполнительные устройства папильонажных лебедок, корректор режима, привод механического разрыхлителя и коммутатор (21. Особенностью устройства является подключение к датчикам скорости и момента, разрыхлителя блока определения максимальной мощности, выход которого соединен с усилителем мощности ведущей лебедки и с датчиком скорости привода разрыхлителя. В свою очередь усилитель мощности ведущей лебедки связан с приводом лебедки, а датчики скорости и момента ведущей лебедки соединены с vca7 08020

55 лителем мощности ведомой лебедки через сумматор ведущей лебедки.

Это устройство в условиях разработки грунтов высокой категории работает неудовлетворительно по следующим причинам.

По мере приближения земснаряда к бровке прорези угол между направлением троса ведущей лебедки и осью разрабатываемой прорези увеличивается. При ускорении поворота земснаряда, вызванного изменением геометрии многоугольника "земснаряд-трос-береговое крепление" и переменным радиусом лебедки, силы сопротивления движению земснаряда непроизводительны, двигатели разрыхлителя и ведущей лебедки перегружаются, а содержание грунта в пульпе ниже установленного значения. Автоматическое увеличение скорости папильонирования земснаряда на участках, соответствующих большим ут.лам поворота, при его работе на трудноразрабатываемых грунтах приводит к выталкиванию фрезы из грунта и перекатыванию ее вхолостую по поверхности разрушаемого массива В BTHx QcJIGBKHK llpoHcxopHT недобор грунта у бровки прорези. Угловое возмущение вызывает отклонение фактического значения скорости поворота от заданного ее значения, то есть возмущение обуславливает ошибку регулирования.

Белью настоящего изобретения является повышение производительности земснаряда на участках больших углов поворота земснаряда относительно оси прорези и улучшение качества регулирования.

Указанная цель достигается тем, что устройство снабжено логическими элементами И и НЕ, двумя элементами сравнения, релейным элементом, регулятором скорости вращения привода ведущей лебедки и датчиками расхода, вакуума, консистенции и угла поворота платформы, причем ко входу логического элемента И подключены через элементы сравнения датчики токовой нагрузки и момента разрыхлителя, через логический элемент HE — выход датчика консистенции и непосредственно датчик угла поворота платформы, а выход логического элемента соединен со входом релейного элемента, один из выходов которого подключен к приводу разрыхлителя, а второй к регулятору скорости враще- ния привода ведущей лебедки, к другим

5 0

З0

40 входам которого подключены датчики вакуума, расхода, консистенции и мсрлента привода разрыхлителя, а его выход через коммутатор соединен с усилителем мощности ведущей лебедки.

Изобретение поясняется чертежом, где изображена схема предложенного устройства.

Устройство для управления землесосным снарядом содержит датчик 1 токовой нагрузки двигателя 2 ведущей лебедки, датчик мощности 3 и скорости 4 привода 5 механического разрыхлителя 6.

К датчикам мощности 3 и скорости 4 подключен блок 7 определения момента привода 5. Выход блока 7 соединен со входом регулятора 8 скорости вращения цривода ведущей лебедки, второй выход которого через сравнивающее устройство 9 связан с логическим блоком 10.

Последний с помощью релейного элемента

11 управляет двухскоростным двигателем 5. Релейный элемент 11 имеет электрическую связь со входом регулятора 8. Измеритель консистенции 12, установленный на напорном трубопроводе грунтонасоса. 13, расходомер 14, расположенный там же, датчик вакуума 15, измеряющий вакуумметрическую высоту всасывания грунтонасоса 13, соединены с регулятором 8, предназначенным для формирования управляющих воздействий, подаваемых через коммутатор 16 на входы исполнительных устройств. Исполнительные устройства, перемещающие платформу земснаряда 17 с установленНым на ней механическим разрыхлителем 6, состоит из усилителей мощности

18, 19 и приводов лебедок 2 и 20.

Измеритель консистенции 12, блок 10 и логический элемент 21 выполняют операцию включения электродвигателя °

5 разрыхлителя 6, Датчик 22 угла повс рота платформы земснаряда 17 относительно оси прорези является одним из входов блока 10. Элемент сравнения

23 задает допустимое значение токовой нагрузки привода ведущей лебедки.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом очередной заходки земснаряд находится в исходном положении. Коммутатор 16 устанавливает направление подачи управляющих команд согласно выбранному направлению перемещения. Информация, получаемая от консистомера 12, а также от датчиков момента разпыхлителя 7, вакуума 15, 708020 расходомера ч передается в регулятор 8.

Реализация закона управления сводится к стабилизации консистенции пульпы на задан. ном уровне при оптимальных или близких к оптимальным значениях параметров расхода и вакуума, обеспечивающих пропускную способность гидротранспортирующей системы. При консистенции пульпы ниже заданного значения скорость вращения двигателя постоянного тока приводов 2 или 20(в зависимости от выбранного направления заходки) и скорость перемещения земснаряда увеличиваются.

Механический разрыхлитель 6 и его приводной двигатель 5 нагружаются, консистенция пульпы повышается. При достижении заданной консистенции скорость папильонирования устанавливается постоянной, при увеличении заданного уровня консистенции скорость перемещения платформы земснаряда 17 снижается.

Контур, составленный из элементов

3, 4, 7, 9, 10,11, 21, 22, 23, пред назначен для компенсации угловых возмущений действие которых проявляется с увеличением угла поворота земснаряда по отношению к оси прорези. При достижении предельного значения токовой нагрузки двигателя 2 ведущей лебедки выходной сигнал с датчика 1 через сравнивающее устройство 23 поступает на вход логического блока 10, выполняющего функцию И. Ко второму входу схемы И подключен выход сравнивающего устройства 9, связанного с датчиком момента 7. С увеличением угла поворота земснаряда, ускоряемого датчиком 22, возникает снятие грунта и сопутствующее ему увеличение до максимума токовой нагрузки двигателя 2 ведущей лебедки и момента привода разрыхлителя без повышения консистенции пульпьi.

При уровне сигнала на выходе измерителя 12 консистенции, снабженного уси- . лительно-сравнивающим устройством, ниже заданного логический элемент 21, выполняющий функцию НЕ, подает на вход блока 10.нацряжение управления. Сит нал на выходе логического блока И появляется при наличии сигналов на всех четырех входах. Релейный элемент

11, включенный в выходную цепь блока

10, переключает обмотки статора двухскоростного двигателя 5. Переключение обмоток статора, осуществляемое устройством только при подходе к бровке прорези, вызывает уменьшение числа оборотов механического разрыхлителя

5

30 с одновременным увеличением критического момента приводного элекродвигателя. Существует, оптимальное соотношение между скоростью земснаряда, скоростью вращения фрезы механического разрыхлителя и параметрами грунтозабора. Поэтому релейный элемент

1 1 одновременно уменьшает. величину задания регулятору 8, в результате чего снижается скорость перемещения земснаряда. После обесточивания элемента 11 устройство в целом возвращается в исходное положение. Необходимым условием для этого является изменение направления заходки, при этом по команде коммутатора 16 отключается релейный элемент 11 °

Устройство для управления землесосным снарядом, оборудованное механическим разрыхлителем с двухскоростным приводом, в 1,5-2 раза снижает момент сопротивлени я перемещению земснаряда при больших углах поворота относительно оси прорези, исключает возможность перекатывания фрезы по грунту. За счет этого достигается устойчивость системы управления поворотом земснаряда, повышается качество регулирования технологического процесса, уменьшается недобор грунта у бровки прорези.

Формула изобретения

Устройство для управления земснарядом с механическим разрыхлителем, содержащее привод разрыхлителя, ведущей и ведомой лебедок с усилителями мощности, датчики момента и скорости разрыхлителя и коммутатор, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения производительности земснаряда на участках больших углов поворота земснаряда относительно оси прорези и улучшения качества регулирования, оно снабжено логическими элементами

И и НЕ, двумя элементами сравнения, релейным элементом, регулятором скорости вращения привода ведущей лебедки и датчиками расхода, вакуума, консистенции и угла поворота платформы, причем ко входу логического элемента

И подключены через элементы сравнения датчики токовой нагрузки и момента разрыхлителя, через логический элемент HE - выход датчика консистенции и непосредствеHHo датчик угла поворота платформы, а выход л огзеского элемента соединен со входом

7080 20 релейного элемента, один из выходов которого подключен к приводу разрыхлителя, а второй к регулятору скорости вращаиия привода ведущей лебедки, к . другим входам которого подключены датчики вакуума, расхода, консистенции и момента привода разрыхлителя, а его выход через коммутатор соединен с усилителем мощности ведущей лебедки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

¹ 194011, кл. Е 02 F 3/74, 1967.

2. Авторское свидетельство СССР № 383808, кл. Е 02 F 9/20, 1971 (прототип) .

Составитель P. Гладун

Редактор Л. Гамбург ТехредН. Ковалева Корректор Н, Стец

Заказ 8447/26 Тираж 713 Подписное

UHHHHH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4