Способ автоматического управления работой машин ударно- вибрационного действия

 

СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ РАБОТОЙ МАШИН УДАРНО-ВИБРАЦИОННОГО ДЕЙСТВИЯ, включающий измерение велиМин силового воздействия двух поршней, измерение д чительности интервала времени между моментами ударов .поршней и изменение радиусов кривошипов до достижения равенства между измеренными и заданными значениями величин силового воздействия и длительности интервала времени между моментами ударов, отличающийся тем, что, с целью повышения качества управления, перед измерением величин силового воздействия строят тарировочные зависимости между оптимальными величинами силового воздействия двух поршней и плотностью грунта под рабочим органом и тарированную зависимость между оптимальной длительностью интервала времени между моментами ударов поршней и плотностью грунта под рабочим органом, после чего измеряют плотность грунта под рабочим органом, а в качестве заданных значений величин силового (Л воздействия и длительности интервала времёни между моментами ударов используют их оптимальные значения, рассчитываемые по тарировочным зависимостям. „

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (l9) (И) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ . СССР ° ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И 01НРЫТИЙ (21) 2885208/29-33 (22) 21.02.80 (46) 23.04.83. Бюл. М 15 (72) В.А.Шилков, А.Д.Савалюк, С.И.Исраилов, В.С.,Метрикин и О.Д.Чебан (53) 624.138.22(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Ю 239094, кл. G 05 О 1/08, 1964.

2. Авторское свидетельство СССР

И 633885> кл. G 05 0 1/08, 1978, (54) (57) СПОСОБ АВТОИАТИЧЕСКОГО УПPASflEHNR PAE0T0A ИаИН УДАРНО-ВИБРАЦИОННОГО ДЕЙСТВИЯ, включающий измерение велиЧин силового воздействия двух поршней, измерение длительности интервала времени между моментами ударов, поршней и изменение радиусов кривошипов до достижения равенства между измеренными и заданными значе3(5и Е 02.0 7/18; Е 01 С 19/34;

0 05 0 15/01 ниями величин силового воздействия и длительности интервала времени между моментами ударов, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения качества управления, перед измерением величин силового воздействия строят тарировочные зависимости меж" ду оптимальными величинами силового воздействия двух поршней и плотностью грунта под рабочим органом и тариррванную зависимость между оптимальной длительностью интервала времени между моментами ударов поршней и плотностью грунта под рабочим органом, после чего измеряют плотность грунта под рабочим органом, а в качестве O заданных значений величин силового воздействия и длительности интервала времени между моментами ударов используют их оптимальные значения, рассчитываемые по тарировочным зависимостям.

4 1013

Изобретение относится к автоматизации режимов работы машин ударно-вибрационного действия с двумя кривошипно-шатунными возбудителями колеба ний, предназначенных для уплотнения грунтов и других материалов, забивки свай, формования изделий из бетонных смесей и т.п.

Известен способ автоматического управления режимом работы ударно-вибра- 10 ционных машин, включающий формирование импульсных сигналов в момент удара ударной части и в момент прохождения дебалансом оптимального положения и обеспечение совпадения обоих им" 15 пульсов изменением скорости вращения дебалансов, жесткости пружины или величины начального зазора между ударной частью и ограничителем (1).

Недостатком этого способа является то, что он не может быть использован для автоматического управления машин ударно-вибрационного .действия, работающих в режиме двух и более ударов ударной части об ограничитель 5 за один оборот рабочего вала, и вообще не может быть применим для регулирования величины и формы ударного импульса.

Известен другой способ автоматического управления работой машин ударно-вибрационного действия, включающий измерение величин силового. воздействия двух поршней, измерение длительности интервала времени между,. моментами ударов поршней и изменение радиусов кривошипов до достижения равенства между измеренными и заданными значениями .величин силового воздействия и длительности интервала времени между моментами ударов (2).

Недостатком этого способа является то, что при его реализации не удается обеспечивать на всех стадиях уплотнения наиболее оптимальные для уплотняемых грунтов и других материалов режима работы вибротрамбовки с регулируемым импульсом удара, поскольку по самому существу способа предусмотрено поддержание равенства значений силовых воздействий с постоянными заранее заданными (расчетными) значениями силовых воздействий (путем соответствующего изменения величин эксцентриситетов кривошипов) и поддержание, заданного постоянного временногд интервала между ударными импульсами в каждом рабочем

I 72 2 цикле или длительности силового воздействия (путем соответствующего изменения угла сдвига по фазе между кривошипами), т.е. в способе совершенно не учитывается существующая зависимость между оптимальными параметрами уплотнения и степенью уплотнения грунта под рабочим органом.

Заданные значения силовых. воздействий и их длительности при известном . способе автоматического управления назначаются из условия обеспечения эффективной работы машины только в конечной стадии уплотнения, что не позволяет использовать полностью все потенциальные возможности рабочего органа.

Цель изобретения - повышение качества управления.

Эта цель достигается тем, что согласно способу автоматического управления работой машин ударно-вибрационного действия, включающему измерение величин силового воздействия двух поршней, измерение длительности интервала времени между моментами ударов поршней и изменение радиусов кривошипов до достижения равенства между измеренными и заданными значениями величин силового воздействия и длительности интервала.времени между моментами ударов, перед измерением величин силового воздействия строят тарировочные зависимости между оптимальными величинами силового воздействия двух поршней и плотностью грунта под рабочим органом и тарировочную зависимость между оптимальной длительностью интервала времени между моментами ударов поршней и плотностью грунта под рабочим органом, после чего измеряют плотность грунта под рабочим органом, а в качестве заданных значений величин силового воздействия и длительности интерва-ла времени между моментами ударов используют их оптимальные значения, рассчитываемые по тарировочным эави" симостям.

На чертеже представлена функциональная схема устройства, реализующего способ.

Предварительно определяются по экспериментальным данным тарировочные зависимости между оптимальными силовыми воздействиями 5 р поршнемударником t первого ударного механизма с эксцентриситетом кривошипа г1 (Ops) поршнем-ударником 2 второ13572 4 и вторым измерительным входом блока

12 управления, Выходы Функционально-преобразующих блоков 3, 7 и 11 соединены с задающими (установочны"

5.ми) входами соответственно блоков

4, 8 и 12.

3 10 го ударного механизма с эксцентриситетом r<(Gj ), а также оптимальным интервалом времени Тр между этими силовыми воздействиями, и плотность грунта.

Зависимость Qp f ® закладыва ется в основу работы функциональнопреобразующего блока 3, задачей.icoторого является формирование на выходе сигнала бр.1, соответствующего оптимальной (расчетной) величине силового воздействиям первым поршнемударником (оптимального величине контактного давления) при имеющей в момент измерения плотности грунта

Фактически блок 3 является задатчиком для блока 4 управления исполнительным механизмом 5.изменения величины эксцентриситета г кривошипа 6, Зависимость Gð =f (ä ) закладывается в основу работы Функционально-преобразующего блока 7, задачей которого является формирование на выходе сигнала 6Р, соответствующеro оптимальной величине силового воздействия вторым поршнем-ударником (оптимальной величине контактного дав пения) при имеющей место в момент измерения плотности грунта К; . Фактически блок 7 является задатчиком для блока 8 управления исполнительным механизмом 9 изменения величины эксцентриситета г кривошипа 10 .

Зависимость 1Р =f> ® закладывается в основу раооты Функционального преобразователя 11, задачей которого является формирование на выходе сигнала ГР, соответствующего оптимальному интервалу времени между силбвыми воздействиями поршнямиударниками 1 и 2, Фактически блок

11 используется в качестве эадатчика оптимального (эталонного) интервала времени между ударными воздействиями в цикле для блока 12 управления исполнительным механизмом 13 изменения величины угла Ч сдвига по фазе между кривошипами.

В системе управления используется также датчик 14 для плотности грунта под рабочим органом, связанный с входами функционально-преобразующих блоков 3, 7.и 11, датчик

l5 силы и момента удара поршнем-ударником 1, связанный с измерительными входами блоков 4 и 12 управления и датчик 16 силы и момента удара поршнем"ударником 2, связанный с измерительным входом блока 8 управления

Способ реализуется следующим образом. о С помощью датчика .14 измеряется текущее значение плотности грунта

Д, под рабочим органом. Датчик 14

Формирует соответствующий сигнал, который подается на входы функциональ15 но-преобразующих блоков 3, 7 и И, При этом блок 3 Формирует на своем выходе сигнал(р Р, соответствующий оптимальной величине силового воэ" дейс- вия поршнем-ударником 1 при та" уэ кой(д ) плотности грунта, который подается в качестве заданного на блок

4 управления, в котором сравнивает- ся с величиной сигнала Q, формируемого датчиком 15 силы и момента удаz5 ра поршнем-ударником 1, который характеризует Фактическое силовое воздействие, оказываемое этим поренем на ограничитель 1рабочую. плиту)..

Разность между расчетным и фактичес им значениями силовых воздействий

Щ„ --(„, -(„ используется для формированйя на выходе блока 4 управления сигнала, обеспечивающего посредством соответствующего управления механиз35 мом 5 регулирования величины эксцентриситета г„ кривошипа 6 такого его изменения, при котором имеет место равенство значений фактических и рас" четных (оптимальных) силовых воздействий первым поршнем-ударником.

Аналогично в блоке 8 управления сравниваются,роступающий с функционально-преобразующего Ьлока 7 сигнал ()к, характеризующий оптимальное значение силового воздействия поршнемударником 2 при плотности грунта61, с сигналом, характеризующим фактическое значение силового воздействия

6 @Ä информация о котором поступает с датчика силы и момента удара в.мо50 мент удара поршня-ударника о рабочую плиту. Разность между расчетным и фактическим значениями силовых воздействий Ь(> =6 „-6<> используется для формирования на выходе блока 8 управления сигнала, обеспечивающего посредством соответствующего управления механизмом 9 регулирования величины эксцентриситета г кривошипа 10

ВНИИПИ Заказ 2963/39 Тираж 671 Подписное

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

10135 такого его:изменения, при котором имеет место равенство фактических и оптимальных (расчетных) значений силовых воздействий вторым поршнем-ударником. 3

Функционально-преобразующий блок

11 формирует.,на своем выходе сигнал Гк, характеризующий оптимальный промежуток времени между ударами в течение одного ударного цикла при плот-. ности грунта Д . Этот сигнал в качестве задающего поступает в блок управления исполнительным механизмом 13 изменения величины угла V сдвига по фазе между кривошипами. На два других 1 входа этого блока в моменты ударов поступают сигналы соответственно с датчиков 15 и 16.

В блоке 12 происходит формирование в момент удара поршнем-ударни- 20 ком 1; эталонного сигнала, длительность которого равна оптимальному времени 1 -, и сигнала, длительность которого равна интервалу времени меж72 d ду импульсными сигналами, поступающими с датчиков 15 и 16, т.е. фактическому времени между ударами в цикле. Эти сигналы сравниваются друг с другом. Разностью (.„-Тф между расчетными и фактическимй значениями используется для формирования на выходе блока 12 управления сигнала, обеспечивающего посредством соответствующего управления механизмом 13 реГулирования угла Ф сдвига по .фазе между кривошипами 6 и 10 такого изменения угла g, при котором имеет место равенство между оптимальным (расчетным) и. Фактическим интервалом времени между импульсами. Таким образом, обеспечивается автоматическое поддержание режима работы оптимального для уплотнения грунта на всех стадиях уплотнения.

При этом достигается повышение производительности до 123 с одновременным значительным улучшением качества труда.