Устройство защиты стрелы от растяжки ковша экскаватора- драглайна

Устройство защиты стрелы от растяжки ковша экскаватора- драглайна

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

" » Ф

Ф,.h ñ 7 f ."Е

О П И С4 Ж -И-. Ж

ИЗОБРЕТЕНИЯ (ij) 777}57

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 22.12.77 (21) 2558062/29-03 (51) М, Кл.

Е 02F 3 48

Е 02F 9/20 с присоединением заявки № по делам изобретений (43) Опубликовано 07.11.80. Бюллетень № 41 (53) УДК 621.879.38 (088.8) н открытий (45) Дата опубликования описания 07.11.80 (72) Авторы изобретения

В. И. Ключев, В. Н. Остриров, Т. 3. Портной и И. Г. Маслов (71) Заявитель

Московский ордена Ленина энергетический институт (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ СТРЕЛ Ы

ОТ РАСТЯ)ККИ КОВША ЭКСКАВАТОРА-ДРАГЛАЙНА

ГосудаРственный комитет (23) Приоритет

Изобретение относится к автоматизации грузоподъемных машин и может быть использовано для защиты стрелы экскаватора-драглайна от удара ковшом.

Известны устройства для защиты стрелы от растяжки ковша экскаватора-драглайна, включающие датчики и задатчики положения ковша относительно стрелы, пороговые устройства и исполнительные органы, выполненные как на контактных, так и на бесконтактных элементах (1), (2), (3).

Недостатком известных устройств является то, что по сигналам с датчиков положения ковша непосредственно на границе зоны опасного приближения ковша к стреле производится замедление приводов, вплоть до остановки, что приводит к снижению производительности и маневренности экскаватора.

Известно устройство для защиты от растяжки ковша экскаватора-драглайна, содержащее привод тяги с регулятором напряжения и формирователь статической характеристики привода тяги, выполненный в виде датчика и задатчика положения ковша, датчика загрузки ковша, сумматора и порогового устройства .(4).

Недостатком указанного устройства является то, что для надежной защиты от растяжки ковша с дальнейшим выходом ковша на траекторию выноса требуется наличие точных данных о величинах статической загрузки приводов подъема и тяги, скорости изменения статической загрузки приво5 да подъема, скоростей приводов подъема и тяги, суммы этих скоростей и величины, обратной этой сумме, а также точного воспроизведения функциональной зависимости статической загрузки привода подъема от ð производной статической загрузки привода подъема по суммарной длине канатов подьема и тяги, что сопряжено со значительными трудностями.

Целью изобретения является повышение

15 надежности защиты.

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено ключом, а формирователь статической характеристики привода тяги выполнен в виде двух датчиков гори20 зонтальной и вертикальной составляющей усилия, выходы которых подключены к входу сумматора, причем последний соединен с управляющим входом ключа, через который выход датчика горизонтальной состав25 ляющей усилия связан с регулятором напряжения привода тяги.

На фиг. 1 изображена функциональная схема устройства; на фиг, 2 — схема установки датчиков; на фиг. 3 — статические характеристики привода тяги; на фиг- а—

777157 зависимости сигналов датчиков усилия, статической загрузки и тока стопорения привода тяги от угла между тяговым канатом и стрелой.

Выходы датчиков 1 и 2 усилия подключены на вход сумматора 3, выход которого подключен на управляющий вход ключа 4.

Выход датчика 1 усилия через ключ 4 связан с регулятором 5 напряжения привода

6 тяги. 1Р

Выход регулятора 5 напряжения последовательно через звено 7 ограничения и регулятор 8 тока подключен на вход преобразователя 9, выход которого подключен на якорь двигателя 10. 15

Датчик 1 и 2 при этом установлены соответственно в местах крепления подшипников верхней и нижней цапф узла направляющих блоков к передним балкам надстройки экскаватора (см. фиг. 2).

2Р

На выходе датчиков 1 и 2 усилия при постоянном коэффициенте преобразования линейных деформаций в электрический сигнал сигналы изменяются по следующим законам: 25

Х = 2Р, cos Х

2 ж/3 + т > + Ут — sin — cos

X (1) зР

Y = 2F, cos, (2) 2 где F, — натяжение тягового каната (ста- З5 тическая загрузка привода тяги);

«р,— угол между осью стрелы и тяговым канатом является аргументами для Х и У вЂ” выходных сигналов датчиков 1 и 2 соответственно; 40

R — радиус колеса направляющих блоков тяги; а, Ь вЂ” размеры узла (см. фиг. 2).

Устройство работает следующим образом. 45

С выхода датчика 1 сигнал через ключ 4 вводится в качестве регулируемого опорного напряжения в цепь ограничения выходного сигнала регулятора 5 напряжения привода

6 тяги и тем самым осуществляется отрица- 5р тельная обратная связь по положению и весу ковша. Так как участок ограничения характеристики «вход — выход» регулятора 5 напряжения задает величину тока отсечки и стопорения статической характеристики привода 6 тяги, введение такой связи в зоне действия защиты формирует статические характеристики привода 6 тяги с ограниченным током стопорения, как показано на фиг. 3, где характеристики 11 и 12 соответствуют крайним значениям 1т. стоп.=1т. с . о и 1т „,„=0 соответственно, Для того чтобы получить сигнал на включение защиты при выходе ковша из зоны копания, выходы датчиков 1 и 2 включены на вход сумматора 3. Сигнал на входе сумматора 3 определяется выражением Кгу—

КхХ, причем подбором величин Кх и К . осуществляется выбор угла «р» при котором сигнал на выходе сумматора 3 меняет знак и происходит срабатывание ключа.

К, a/R — 1

При = защита включается

Кх b/R+ а/R в момент пересечения ковшом горизонтальной плоскости, проходящей через ось направляющих блоков тяги, т. е. при «р,=30 .

На фиг. 4 приведены зависимости .4. cTO — — / («рт), задаваемые сигналом датчика 1 — кривые 1 и Г, зависимости, получаемые на выходе сумматора 3 — кривые Il и IГ и зависимости статического тока (загрузки) двигателя тяги I„, =f («р,) кривые

III и IIГ. Кривые I, П и IП соответствуют полностью груженому ковшу, а Г, IГ и

Пà — порожнему ковшу при изменений «р, и постоянной длине тягового каната, равной половине длины стрелы. Соотношение размеров узла R/a и b/a принято реальным, что соответствует уменьшению тока стопорения до 0 при «р,=5 .

По характеристикам на фиг. 4 видно, что включение защиты происходит на значительном удалении ковша от стрелы, причем к этому моменту ковш уже выходит из зоны копания, и натяжение канатов, а следовательно, и статический ток двигателя тяги будут ниже заданного защитой тока отсечки. Поэтому включение защиты не вносит каких-либо изменений в режим работы привода тяги до тех пор, пока ковш не окажется в опасной близости от стрелы. При этом естественное увеличение натяжения канатов, а значит и статического тока якоря, двигателя тяги, а с некоторого угла и интенсивное снижение заданного защитой тока стопорения выводят рабочую точку привода тяги на участок отсечки статической характеристики. Если в этой ситуации оператор не задаст приводу тяги скорость, необходимую для удаления ковша от стрелы или перемещению вдоль стрелы, то это автоматически сделает защита. Причем в статике угол «о» при котором происходит остаНОВКа ПРИВОДа ТЯГИ (/т. с.=/т. стоп.), висит от веса ковша и траектории перемещения ковша будут близкими. Прописание тягового каната, увеличивающееся по мере его вытравливания, оказывает корректирующее действие на работу защиты, допуская подтягивание ковша тем на меньший угол

«р» чем ближе ковш к голове стрелы, и тем самым еще больше расширяет рабочую зону под стрелой.

Устройство не требует систематического ухода, коррекции при вытягивании или перепасовке канатов, не содержит механически изнашивающихся частей и не требует контактной аппаратуры, а снабжено надежными и долговечными датчиками, например, 777157 магнитоупругими. Надежность защиты обеспечивается тем, что она позволяет непосредственно приводу тяги придать такие свойства, которые исключают возможность подтягивания ковша к стреле на опасно близкое расстояние и благодаря описанной выше установке датчиков усилия придает им свойства функциональных преобразователей, органически связанных с контролируемыми параметрами, предельно простых и 1р дающих на выходе требуемые законы управления, Устройство позволяет увеличить надежность защиты, поднять производительность экскаватора, расширить рабочую зону пе- 15 ремещений - ковша под стрелой, упростить эксплуатацию устройства и увеличить его долговечность.

Формула изобретения

Устройство для защиты стрелы от растяжки ковша экскаватора-драглайна, содержащее привод тяги с регулятором напряжения и формирователь статической характеристики привода тяги, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности защиты, устройство снабжено ключом, а формирователь статической характеристики привода тяги выполнен в виде двух датчиков горизонтальной и вертикальной составляющей усилия, выходы которых подключены к входу сумматора, причем последний соединен с управляющим входом ключа, через который выход датчика горизонтальной составляющей усилия связан с регулятором напряжения привода тяги.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 195077, Мкл. 3/48, 20.09.65.

2. Авторское свидетельство СССР № 215807, Мкл. 3 48, 09.09.63.

3. Авторское свидетельство СССР № 383795, Мкл. 9/20, 11.02.69.

4. Авторское свидетельство СССР № 202281, Мкл. Н 02Р 5/00, 03.07.69.

777157

Фиг. 2

Im.cmuu

fi/á

Составитель P. Гладун

Техред И, Пенчко

Редактор П. Горькова

Корректор Н. Федорова

Заказ 2411/17 Изд. № 551 Тираж 729 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2