Устройство для управления рабочим органом землеройно- транспортной машины

Устройство для управления рабочим органом землеройно- транспортной машины

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советски к

Соцкалистическиз

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ц910958 (6I j Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 060680 (2I ) 2960586/23-03 с присоединением заявки М (23)Приоритет (51)М. Кл.

Е 02 F 9/20

9кударотацеай кемитет

CCCP ае делам изобретений и открытий

Опубликовано 070382. Вюллетень Ре 9

Дата опубликования описания 070382 (53) УДК 621.878 (088,8) ("

Ю.Л. Погуляев и А.Д. Погуляна...г

1, . 1!, С

I 1

1 (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ РАБОЧИМ ОРГАНОМ

ЗЕМЛЕРОЙНО-ТРАНСПОРТНОЙ МАШИНЫ

Изобретение относится к строительному и дорожному, машиностроению, . а именно к устройствам управления рабочим органом землеройно-транспортных машин.

Известно устройство для управле" ния рабочим органом землеройно-транспортной машины, содержащее насос,гидрораспределитель, силовой цилиндр выглубления и за лубления рабочего органа с электромагнитными клапанами, шток которого присоединен к толкающему брусу отвала, а полости соединены с подводящим и отводящим .трубопроводами, и контур программного регулирования копания, включающий датчик положения штока силового цилиндра, генератор импульсов с корректирующим блоком и распределитель импульсов, при этом электромагнитные клапаны электрически связаны с контактным датчиком положения штока силового цилиндра, взаимодействующего с контактами на штоке силового цилиндра. Этим

2 устройством регулируется глубина отвала в процессе копания, на этапе выглубления автоматически по заданной программе, s результате реализаS ции которой отрабатывается при постоянном заданном тяговом усилии оптимальный закон выглубления отвала (l 3.

8 известном устройстве низка нато дежность реализации оптимального за" кона выглубления отвала при копании, Известно также устройство для управления рабочим органом землеройно" транспортной машины, содержащее насос, гидрораспределитель, силовой цилиндр выглубления и заглубления рабочего органа, подключенный к каскадам вы глубления и заглубления, датчик и задатчик тягового усилия, подключенные к первому элементу сравнения, соединенному с логическим блоком, первый выход которого через последовательно соединенные инвертор, второй элемент сравнения и усилитель подключен к каска -.

910958 ду аыглубления, а второй выход .через последовательно соединенные третий . элемент сравнения и второй усилитель подключен к каскаду заглубления,а к входам второго и третьего элементов сравнения подключены блоки уставки порога срабатывания -(2).

Недостатком этого устройства явля-, ется невысокая точность реализации оптимального закона по глубине копа- 16 ния и компенсации помехи по тяговому усилию из-за низких динамических качеств системы.

Цель изобретения - повышение точности управления за счет улучшения динамических качеств устройства.

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено механизмом автоматического изменения угла наклона блока цилиндров насоса, вторым щ логическим блоком, четвертым и пятым элементами сравнения, вторым инвертором и двумя дополнительными блоками уставок порога срабатывания, а насос выполнен регулируемой производитель" 2S ности, причем вход второго логического блока подключен к выходу первого элемента сравнения, один из выхо" дов второго логического блока через второй инеертор подключен к первому Зо входу четвертого элемента сравнения, второй выход второго логического блока подключен к первому входу пятого элемента сравнения, к вторым входам четвертого и пятого элементов

35 сравнения подключены соответствующие дополнительные блоки уставок порога срабатывания, а выходы четвертого и пятого элементов сравнения подключены к механизму автоматичес- 40 кого изменения угла наклона блока цилиндров насоса.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 3 и 4 — граУ 45 фики, иллюстрирующие работу устройства.

Устройство содержит аксиальнопоршневой насос переменной производительности 1„ механизм 2 изменения угла наклона блока цилиндров насоса

И

Механизм 2 изменения угла наклона блоке цилиндров механически связан с блоком цилиндров насоса 1, и изменением угла наклона блока цилиндров регулируется подача насоса 1, т.е. регулируется его производительность.

Устройство содержит гидрораспределитель 3, соединенный гидравлически с гидронасосом 1, силовой цилиндр 4, подключенный к выходным каскадам выглубления и заглубления с электро™ магнитами 5-8. Электроклапаны 7 и 8 образуют группу управления отвалом 9 при его выглублении путем изменения угла резания, а электроклапаны 5 и

6 - при его заглублении. В устройство выходят датчик 10 и задатчик тягового усилия 11, подключенные к первому элементу сравнения 12..Выход элемента сравнения 12 соединен со входом логического устройства 13 с двумя выходами ("плюс", "минус").

Инвертор 14 соединен с выходом

"минус" блока 13, а его выход электрически соединен с входом второго элемента сравнения 15, последний на входе соединен с уставкой 16 порога срабатывания по тяговому усилию.Выход элемента сравнения 15 соединен со входом усилителя 17, а выход последнего соединен электрически с группой электроклапанов 7 и 8 выглубления отвала 9 (фиг, 1) путем изменения угла резания, Выход со знаком

"плюс" устройства 13 соединен со входом третьего элемента сравнения 18, с ним на входе соединена уставка 19 порога срабатывания, выход элемента сравнения 18 соединен электрически с усилителем 20, выход которого, электрически связан с электроклапанами 5 и 6 группы управления заглублением отвала 9 путем изменения угла резания, Устройство содержит второй логический блок 21 с двумя выходами ("плюс", "минус"), вход которого электрически соединен с выходом первого элемента сравнения 12. Выход со знаком "минус" логического блока

21 соединен со входом второго инвертора 22, выход которого соединен электрически со входом элемента сравнения 23, с которым также соединена уставка 24 порога срабатывания механизма 2 изменения угла наклона блока цилиндров регулируемого гидронасоса

Выход элемента сравнения 23 электрически соединен со входом механизма

2 изменения угла наклона блока ци линдров. Выход механизма 2 механически связан с блоком цилиндров гидронасоса 1, т.е. связь между механизмом 2 и гидронасосом 1 механическая.

Выход устройства 21 со знаком "плюс" соединен электрически со входом элемента сравнения 25, с которым соединена также уставка 26 порога срабаты910958

6 вания механизма 2 изменения блока ци- низм 2 изменения наклона блока цилиндров регулируемого гидронасоса 1 линдров насоса 1 и увеличивает накВыход элемента сравнения 25 электри- лон блока цилиндров насоса. При чески соединен с входом механизма 2 этом увеличивается объем прокачивае» изменения угла наклона блока цилинд- 5 мого насосом масла, увеличивается ров гидронасоса 1. давление в силовом цилиндре 4, а выУстройство работает следующим.об- глубление происходит более энергичРазом. но (кривые 1 и 2, фиг. 2), крбме тоЭлементом 11, задаетсЯ оптимальное го, быстрее происходит и вь;глублезначение тягового е е тягового усилия 1 g4+, а 0 ние отвала 9 путем изменения угла ретензо атчиком 1 д м 1О (фиг. 3) измеряется зания. Пусть помеха изменяется по

Фактическое значение тягового усилия кривой Ау (фиг. 3, участок 1), а при на элементе сравнения 12 вычис- компенсации помехи без регулирования ь (а 4), которая по производительности гидронасоса кривая ступает на вхо

У Д логического Устройст- 15 компенсации помехи по тяговому уси3 с двумя выходами ("ппюс, ми- лию - изменен, ем угла резания (1нус") при отрицательном знаке поме- АЧ ), ошибка при компенсации помехи хи М

АХ имеет место, так как при постоян" " постУпает на инвеРтоР 14, с него ном давлении в силовых цилиндрах на элемент сравнения 15„. íà нем вели- zo невозможно добиться в. каждый момент чина АЧ сравнивается с уставкой 16, времени при компенсации равенства и если АМ больше уставки, .то сигнал А и А Ц" . При регулировании давлепоступает на усилитель 17, а с него ния в силовь;х цилиндрах эту ошибку на электроклапаны 7 и 8 (фиг.1), они можно значительно уменьшить (условоткрываются и масло поступает в над- >5 ная кривая АЧ ) . На фиг, 3 (участок 1) поршневую полость силового цилиндра показано, что для случая регулирова4 через электроклапан 7, слив его ния гидронасоса эта ошибка условно происходит через электроклапан. 8. равна нулю А X =- дЧ - д М = О, а пракКогда клапаны 7 и 8 открыты, проис- тически эта ошибка при регулировании ходит поворот отвала, уменьшение уг- ЗО гидронасоса значительно меньше, чем ла резания, выглубление его на А1 и в случае нерегулируемого насоса. Когкомпенсация помехи. Когда b 4 ) О, да, помеха А Чv 00, Ч " - т" )О, т.е. име, опт опт

34* изг 34 - и О, Чи3„„< 13д и необходи- ет место недогрузка, а эгом случае ма догрузка, то сигнал с выхода уст- необходимо прежде всего медленнее выройства 13 со знаком "+" поступает З5 глублять отвал. сигнал АЧ с выхода на элемент сравнения 18, сравнивает- логического устройства 21 со знаком ся на нем с уставкой 19 и когда . "+" поступает на элемент сравнения сигнал больше уставки, то он поступа- 25 и после сравнения с уставкой 26 ет на вход усилителя 20, а с него поступает на механизм 2 изменения на пару электроклапанов 5 и 6 заглуб- 0 наклона блока цилиндров насоса Х, пения отвала 9. Когда открыт подводя- уменьшается в этом случае наклон блощий электроклапан 5 и отводящий эле- ка цилиндров насоса, снижается его ктроклапан 6, то масло поступает производительность, снижается давлев подпоршневую полость, слив проис- ние в силовом цилиндре 4, выглублеходит из надпоршневой полости, отвал 45 ние осуществляется медленнее (кривые поворачивается, угол резания увели- 1 и 2, Фиг. 2), чем при нерегулиIi ц чивается, отвал заглубляется на дЬ, руемом гидронасосе. В нерегулируемом помеха АЧ компенсируется. Когда гидронасосе наклон блока цилиндров

АМ< О, т.е. имеется перегрузка из за постоянен и зависит от типа, протяженналичия помехи, в этом спучаЕ необ- 5р ности гидросистемы, объема рабочей ходимо быстро выглубить отвал и быст- жидкости и т.д. Поскольку вы лубление рее снять перегрузку. При А Ч < О, с гомощью силового цилиндра 4 проист.е. V 4p, -Ч„,ъ <О, то сигнал с логи- ходит медленнее, чем в этом случае

onr опт ческого Устроиства 21;выход со зна- при 4*-Ми3 "7 0,1

22, с него на элемент сравнения 23, 7 О, полная компенсация помехи при на котором сигнал сравнивается с ус- заглублении отвала изменением угла тавкой 24, и если он превышает ус- резания, которая также происходит тавку„ то сигнал поступает на меха- несколько медленнее, так как давле7 Э1ОЦ ние в силовом цилиндре ниже, производительность.насоса 1 также меньше из-за меньшего наклона блока цилиндров. Бсли (фиг. 3, участок !I) имеет ся помеха (кривая ЬЧ) при компенсации ее (условная кривая 2" -дЧ ) име ц я

S ет место ошибка Ь Х = йЧ- аЧ" при нерегулируемом гидронасосе 1 (кривые

1 и 2, фиг. 2) и давлении Рц„ .5ри регулируемом гидронасосе и давлении

P < Р компенсация помехи происхо дит медленнее, а ошибка от компенсации. уменьшается. На фиг. 3 .(участок

II) ошибка условно показана равной нулю. Когда величины помех от неоднородности грунта меньше уставок X то в компенсации помехи принимает участие только система регулирования гидронасоса. Действительно, если помеха d9 превышает уставки порога срабатывания 24 и 26, то сигнал поступает на механизм 12 изменения наклона блока цилиндров гидронасоса 1, блок изменяет наклон и соответственно производительность насоса, но если помеха ь Ч (фиг, 4, участок I) не вы" ходит за уставку — g, то она ком" пенсируется только изменением произ водительнос и гидронасоса. Так,если компенсировать 5Ч при постоянном уг- зв ле наклона блока цилиндров, то (кривая 1 -ь4) имеет место ошибка

ЬХ = 5< -aV Изменение угла. наклона блока цилиндров (кривая 1 -И ); замедление выглубления позволяет компенсировать ошибку, свести ее к нулю ьХ =йЧ -d4 = О

Для случая I I (фиг. 4) при постоян40 ном угле наклона блока цилиндров ошибка Х =ь4AVФ, а при регулировании гидронасоса и более быстром выглублении ошибка уменьшается,условно она взята равной нулю.

Предложенное устройство позволяет более точно компенсировать колебания тягового усилия при неоднородных грунтах за счет улучшения динамики устройства, введения в устройство регулируемого гидронасоса, работа которого регламентируется величиной уставки, по тяговому усилию. Точ» ность компенсации повышается за счет улучшения динамики управления отва" лом. Отпадает необходимость в больших углах поворота отвала изменением угла резания, снижается вероятность перерегулирования, динамическая ошибка. При этом для регулирования изменением угла резания можно использовать не весь отвал (по егодли" не), а только часть его, а это,позволяет снизить мощность гидронасоса при управлении отвалом. За счет примене ния регулируемого гидронасоса можно также снизить его мощность.

Формула изобретения

Устройство для управления рабочим органом землеройно- гранспортной машины, содержащее насос, гидрораспределитель, силовой цилиндр выглубления и заглубления рабочего органа, под" ключенный к каскадам выглубления и, заглубления, датчик и задатчик тягового усилия, подключенные к первому элементу сравнения, соединенному с логическим блоком, первый выход которого через последовательно соединенные инвертор, второй элемент сравнения и усилитель подключен к каскаду выглубления, а второй выход через последовательно соединенные.третий элемент сравнения и второй усилитель подключен к каскаду заглубления, а к входам второго и третьего элементов сравнения подключены блоки уставки порога срабатывания, о т-л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности управления за счет улучшения динамических качес в устройства, оно снабжено механизмом автоматического изменения угла наклона блока цилиндров насоса, вторым логическим блоком, четвертым и ятым элементами сравнения, вторым инвертором и двумя дополнительными блоками уставок порога срабатывания, а насос выполнен регулируемой произ-. водительности, причем вход второго логического блока подключен к выходу первого элемента сравнения, один из выходов второго логического блока через второй инвертор подключен к первому входу четвертого элемента сравнения, второй выход второго логического блока подключен к первому входу пятого элемента сравнения, к вторым входам четвертого и пятого элементов сравнения подключены соот» ветствующие дополнительные блоки уставок порога срабатывания, а выходы четвертого и пятого элементов срав-, нения подключены к механизму автома10

9 910958 тического изменения угла наклона блока цилиндров насоса.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР и 744078, кл. Е 02 9/20 l977

2. Авторское свидетельство СССР по заявке М 2694118/03, s кл. Е 02 F 9/20, 1978.

910958 À

Ф/ р

Составитель P. (ладун

Редактор И.Дылын Техред И.Гайду Корректор А.Дзятко

Заказ 1067/12 Тираж 711 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета CCCP по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, 3-35, Рауаская наб., д. 4/5

««

Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4