Устройство для управления землеройной машиной

Устройство для управления землеройной машиной

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЖИТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Соцнапнстнчаскив

Республик («)857928 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 05. 12. 79 (21) 2847884/28-24 с присоединением заявки йо (23) Г1риоритет р1)м. к.

С 05 В 11/01

Госуяврствеяянй комитет

СССР яо ямом кзобретеннй я открытий

Опубликовано 2 08,81. Бюллетень Йо 31

Дата опубликовамия описания 23. 08. 81 (53) УДИ 62-50 (088. 8) (72) Авторы изобретения

В.П. Степаненко, К.М. Юдин и С.М. Перес (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ЗЕКЛЕРОЙНОИ

МАШИНОЙ

Изобретение относится к автоматическому управлению механизмами с пер вичиыик тепловыми двигателями и может быть использовано для управления бульдозерами, грейдерами и другими зеияеройными машинами.

Известен автоматизированный гидравлический привод для механизма передвижения роторного траншейного экскаватора, содержащий гидравлический датчик момента рабочего органа, рычажное устройство, насос переменной производительности или дроссель, дизельный двигатель, масляный насос, гидродвигатель, коробку 15 передач к механизм передвижения.

Известные устройства повышают производительность землеройных машин за счет полного использования мощности двигателя внутреннего сгорания при 20 разработке грунтов с различными механическими свойствами 1).

Однако применение в системе авто матического управления большого коли- 25 .чества гидравлических и механических устройств делает систему сложной и малонадежной. Кроме того, описанные устройства не учитывают температурную напряженность работы первкч- .3Q

2 ного приводного двигателя, что может привести к аварийному режиму.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, содержащее датчик температуры систеьаа охлаждения двигателя внутреннего сгорания, двигатель внутреннего сгорания, вал которого кинематически соединен с рабочим органом через электротахометр, первый выход которого соединен через первичную обмотку первого трансформатора,параллельно которой подключены последовательно соединенные первый переменный ограничивающий элеиент, накапливающий элемент и первичная обмотка вто» рого трансформатора - со вторьве выходом электротахометра, первый вывод первой вторичной обмотки второго трансформатора подключен через сое диненные последовательно и встречно первый и второй выпрямители к первому выводу второй вторичной обмотки второго трансформатора, второй вывод первой вторичной обмотки второго трансформатора подключен чеpcs соединенные последовательно и встречно третий н четвертый выпрями ели .ко второму выводц второй вторичной обмотки второго трансформатора, 857928

4 первый и второй ключи, выходы которых подключены соответственно к третьим выводам первой и второй вторичных обмоток, второго трансформатора, первый вход первого ключа через первую вторичную обмотку первого трансформатора — ко второму входу первого ключа, который подключен че-, реэ последовательно соединенные первый ограничивающий элемент и второй переменный ограничивающий элемент к выходу первого выпрямителя и через последовательно соединенные второй ограничивающий элемент и третий переменный ограничивающий. элемент . к выходу четвертого выпрямителя, первый вход второго ключа соединен 15 через вторую вторичную обмотку первого трансформатора со вторыми входами второго и первого ключей, первый и второй усилители, выходы которых соединены соответственно с первой ;р и второй обмотками управления электромагнита золотника гидроусилителя, четвертый и пять1й переменные ограничивающие элементы, стабилизирующий элемент и источник постоянного напряжения (2 ).

Недостатком известного устройства является малая надежность.

Цель изобретения — повышение надежности устройства.

Поставленная цель достигается 30 тем, что в устройстве вход датчика температуры системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания подключен к первому выходу источника постоянного напряжения, а выход через 35 параллельно соединенные четвертый переменный ограничивающий элемент и стабилизирующий элемент и последовательно соединенные пятый переменный ограничивающий элемент и дополни- gg тельную вторичную обмотку второго трансформатора — к второму выходу источника постоянного напряжения, а к первому и второму ограничивающим элементам подключены соответственно входы первого и второго уси- ® лителей.

На чертеже приведена схема устройства для управления эемлеройной машиной.

Устройство содержит двигатель 1 внутреннего сгорания; электротахометр 2; рабочий орган 3; первый трансформатор 4 с первичной обмоткой

4" и первой и второй вторичными обмотКами 4 и 4 накапливающий элемент. (конденсатор) 5; первый переменный ограничивающий элемент (переменный резистор) б; второй (резонансный) трансформатор 7 с первичной обмоткой 7 и первой, второй и дополнительной вторичными обмотками

7, 7 m 7+ -, первый и второй ключи (транзисторы) 8 и 9; первый, второй, третий и четвертый выпрямители (диоды) 10, 11, 12 и 13; второй переменный ограничивающий элемент (переменный резистор) 14; первый и второй ограничивающие элементы (резисторы) 15 и 16; третий переменный ограничивающий элемент (переменный резистор) 17; первый и второй усилители 18 и 19; первая и вторая обмотки управления электромагнита золотника гидроусилителя 20 и 21; датчик температуры системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания (термореэистор) 22; четвертый и пятый переменные ограничивающие элементы (переменные резисторы) 23 и

24; стабилизирующий элемент (стабилитрон) 25; источник 26 постоянного напряжения.

Конденсатор 5, переменный резистор б и первичная обмотка 7 первого трансформатора 7 образуют последовательный резонансный контур.

Транзисторы 8 и 9 и диоды 10,11, 12 и 13 образуют двухполупериодный фазочувствительный выпрямитель.

Устройство работает следующим образом.

Загрузка двигателя 1 внутреннего сгорания эемперойной машины (не показана) контролируется по величине отклонения частоты электротахометра

2, которая строго пропорциональна скорости вращения вала двигателя 1 внутреннего сгорания, от номинального значения, а также по величине температуры в системе охлаждения (не показана) двигателя 1 внутреннего сгорания.

В качестве измерительного органа частоты используется двухполупериодный фазочувствительный выпрямитель с последовательным резонансным контуром в качестве источника входного сигнала. Последовательный резонансный контур настраивается в резонанс на частоту, соответствующую номиналь-, ным оборотам двигателя 1 внутреннего сгорания.

Двухполупериодный фаэочувствительный выпрямитель с последовательным резонансным контуром работает следующим образом.

Когда частота f напряжения электротахометра 2 равна резонансной частоте fре последовательного резонансного контура, напряжения на выходах трансформаторов 7 и 4 сдвинуты по фазе на 90 . При этом через резисторы 14, 15, 16 и 17 протекает небольшой пульсирующий ток удвоенной частоты.Во время положительной полуволны напряжения, поступакицей на первичную обмотку 4 первого трансформатора 4, работает транзистор 9, 4© входная цепь которого подключена к вторичной обмотке 4 первого трансформатора 4, .при отрицательной полуволне - транзистор 8, входная цепь которого подключена ко вторичной

$ обмотке 4 первого трансформатора 4.

857928

Диоды 10, 11, 12 и 13 при этом поочередно коммутируются. Пульсирующий ток, протекающий по резисторам 15 и 16, вызывает переключение усилителей 18 и 19 (обмоток управления электромагнита золотника гидроусилителя

20 и 21) также с удвоенной частотой, однако, благодаря инерционности электромагнита золотника гидроусилителя (не показан) и ввиду нулевого суммарного действия токов в обмотках управления 20, 21 электромагнита золотника гидроусилителя, последний не функционирует.

При отклонении частоты f от резонансной frey сдвиг фаз между напряжениями на выходах трансформато.ров 7 и 4 изменяется. Ток, протекающий через резисторы 14, 15, 16 и

17, изменяется. Направление и величина тока зависят от знака и величины отклонения частоты f от резонансной f > . Если частота f уменьшается, сдвиг фаз между напряжениями на выходах трансформаторов 7 и

4 уменьшается, при этом большую часть периода работает нижняя часть двухполупериодного фазочувствительного выпрямителя. Ток в резисторах 14 и

15 уменьшается, а в резисторах 16 и

17 увеличивается. При сдвиге по фазе близком к нулю работает только нижняя часть схемы двухполупериодного фазочувствительного выпрямителя — ток в резисторах 14 и 15 равен нулю, а в резисторах 16 и 17 — максимальный. Увеличение частоты .выше резонансной f 3 приводит к работе верхней части схемы двухполупериодного фазочувствительного выпрямителя аналогично рассмотренному.

Незначительные отклонения частоты от резонансной ез приводят к незначительному разбалансу токов в резисторах 15 и 16 и обмотках 20 и

21 управления электромагнита золотника гидроусилителя, не превышающих порог срабатывания электромагнита золотника гидроусилителя.

Если землеройная машина разрабатывает грунт средней твердости и при этом скорость подачи выбрана такой, что двигатель 1 внутреннего сгорания работает со скоростью, равной номинальной и номинальным моментом с температурой в системе охлаждения ниже предельно допустимой. При увеличении твердости разрабатываемого грунта нагрузка на рабочий орган .3 увеличивается, что приводит к падению скорости двигателя 1 внутреннего сгорания ниже заданной и уменьшению частоты f напряжения электр тахометра 2 ниже резонансной Уреь

При этом на резисторах 14 и 15 на пряжение падает до нуля, а на резисторах 16 и .17 увеличивается до величины, достаточной для включеиил электромагнита золотника гидро усилителя под действием тока, протекающего в его обмотке управления

21. Гидроусилитель уменьшает скорость подачи рабочего органа 3 до тех пор, пока уменьшится нагрузка на рабочий орган 3 и двигатель 1 внутреннего сгорания не восстановит номинальную скорость. Если механические свой" ства грунта изменяются так, что двигатель 1 внутреннего сгорания оказывается недогруженным, его ско® рость и частота f g напряжения элек тротахометра 2 будут выше резонансной, рез, при этом резистор 16 и обмотка управления электромагнита золотника гидроусилителя 21 обесточивает15 ся и включается обмотка управления .20 электромагнита золотника гидроусилителя, который увеличивает скорость подачи рабочего органа 3 до тех пор, пока землеройная машина

2О не примет нагрузку, соответствующую номинальной мощности двигателя 1 внутреннего сгорания.

Соотношение сопротивлений двигателя напряжения на резисторе 23 и терморезисторе 22 выбрано таким, что пока температура в системе охлаждения (не показана) двигателя

1 внутреннего сгорания ниже предельно допустимой, падение напряжения на резисторе 23 достаточно для ста° @ билизации стабилитрона 25. Благодаря этому в цепи дополнительной вторичной обмотки 7 резонансного транс" форматора 7 протекает постоянный по величине ток, который совместно с параметрами последовательного резонансного контура, состоящего из конденсатора 5, переменного резистора 6 и первичной обмотки 7 резонансного трансформатора 7 определяет

4О резонансную частоту f g, По мере увеличения температуры в системе охлаждения двигателя 1 внутреннего сгорания сопротивление терморезистора

22 увеличивается. Величины резисторов

23 и 24 выбирают так, что при достижении предельной температуры в системе охлаждения двигателя 1 внутреннего сгорания, напряжение на стабилитроне 25 становится ниже его напряжения стабилизации. Дальнейшее

° @ повышение температуры приводит к уменьшению тока в цепи дополнительной вторичной обмотки 7 резонансного трансформатора 7, уменьшая тем самим подмагничивающее действие этой

И обмотки. Индуктивность первичной обмотки 7" резонансного трансформатора 7 возрастает, вызывая снижение

f последовательного резонансного контура. Скорость подачи рабочего уу органа 3 уменьшается, разгружая двигатель 1 внутреннего сгорания.

Таким образом, при температуре в системе охлаждения двигателя 1 внутреннего сгорания меньше Допустимой

6$ во всех режимах, двигатель 1 внут857928 реннего сгорания работает с номинальным моментом, когда установившаяся температура достигает предельно допустимой величины, момент нагрузки уменьшается так, чтобы поддержать температуру в системе охлаждения двигателя 1 внутреннего сгорания на заданном предельном уровне, !.

Чувствительность устройства регулируется с помощью переменных резисторов б, 14 и 17, а температура—

23, 24. устройство позволяет управлять землеройной машиной в режиме, близком к экстремальному по производительности при достижении высокой надежности всего устройства °

Формула изобретения

Устройство для управления землеройной машиной, содержащее датчик температуры системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания, двигатель внутреннего сгорайия, вал которого кинематически соединен с рабочим органом через электротахометр, первый выход которого соединен через первичную обмотку первого трансформатора, параллельно которой подключены последовательно соединенные первый переменный ограничивающий элемент, накапливаккций элемент и первичная обмотка второго трансформатора - co вторым выходом электротахометра, пер вый вывод первой вторичной обмотки второго трансформатора подключен через соединенные последовательно и, встречно первый и второй выпрямите- . ли к первому выводу второй вторичной обмотки второго трансформатора, второй вывод первой вторичной обмотки второго трансформатора подключен через соединенные последовательно и встречно третий и четвертый выпрямители ко второму выводу второй вторичной обмотки второго трансформатора, первый и второй ключи, выходы которых подключены соответственно к третьим выводам первой и второй

2S менты, стабилизирующий элемент и источник постоянного напряжения, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности устройства, в нем вход датчика температуры системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания подключен к первому выходу источника постоянного напряжения, а выход через параллельно соединенные четвертый переменный ограничивающий элемент и стабилизирующий элемент и последовательно соединенные пятый переменный ограничивающий элемент и дополнительную вторичную обмотку второго трансформатора - к второму выходу источника постоянного напряжений, а к первому и второму ограничивающим элементам подключены соответственно входы первого и второго усилителей.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Материалы IV Всесоюзной конференции по применению гидропередач и гидропневмоавтоматики в машиностроении. Киев, "Техника", 19б8, с. 75-77.

2. Авторское свидетельство СССР

9 332255559944, кл. С 05 В 7/00, 1971 (прототип). вторичных обмоток второго трансформатора, первый вход первого ключа через первую вторичную обмотку первого трансформатора — ко второму входу первого ключа, который подключен через последовательно соединенные первый ограничивающий элемент и второй переменный ограничивающий элемент к выходу первого выпрямителя и через последовательно соединенные второй ограничивающий элемент и третий переменный ограничивакнщий элемент - к выходу четвертого выпрямителя, первый вход второго ключа соединен через вторичную вторую обмотку первого трансформатора со вторы15 ми входами второго и первого ключей, первый и второй усилители,выходы которых соединены соответственно с первой и второй обмотками управления электромагнита золотни20 ка гидроусилителя, четвертый и пятый переменные ограничиваккцие эле857928

Составитель Г. Нефедова

Техред И. Коштура Корректор Е.Роысо

Редактор Н. Данкулич филиал IIIIII "Патент", г. Уигород, ул. Проектная,4

Заказ 7241/76 Тираи 940 Подписное

BHNRtlR Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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