Способ автоматического регулирования длины шпагата для обвязки тюка и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к способам формирования тюков сеносоломистых материалов. Цель изобретения - оптимизация процесса регулирования длины шпагата в заданных пределах, изменение плотности и длины тока. Способ позволяет на основе информации о текущей массе и текущей длине определять требуемую для сохранения в данном допуске плотности и длины тюка, длину шпагата, для чего осуществляется регулирование текущей длины шпагата. Для реализации способа устройство снабжено датчиком 3. 12 потока материала и текущей длины тюка. Посредством вычислительных блоков 6. 11, 15, 19, 20 определяют требуемую длину шпагата 21. Исполнительный механизм 2 устанавливает текущую длину шпагата 21 в соответствии с требуемой с учетом заданных допусков на отклонение плотности и длины тюка. 1 ил. СП с

СОЮЭ СОВБТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 А 01 0 87/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВБН<ЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4809602/15 (22) 19.02.90 (46) 30,06.92.Бюл,¹ 24 (71) Научно-исследовательский и проектнотехнологический институт механизации и электрификации сельского хозяйства Нечерноземной зоны РСФСР (72) В.Г.Озеров, Б.К,Ляпин, Г,B.Ëèòíîâñêèé, Е.А.Карпеев, А.В.Лифантьев и Н.В.Киселев (53) 631.364.5.023(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1546000, кл. А 01 D 87/12, 1987. (54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ДЛИНЫ ШПАГАТА ДЛЯ ОБВЯЗКИ ТЮКА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО

ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению в частности к способам формирования тюков сено-соломистых материалов.

Цель изобретения — оптимизация процесса регулирования длины шпагата в заданных пределах изменения плотности и длины тюка.

На чертеже представлена функциональная схема предложенного устройства.для осуществления способа.

Сущность предлагаемого способа состоит в том, что перед началом работы, исходя из условий уборки и свойств в том, что перед началом работы, исходя из условий уборки и свойств обрабатываемого материала, устанавливается заданная у»д плотность тюков и допуск Лу на отклонение заданной плотности, так что действитель„„ Ы„„1743462 А1 способам формирования тюков сеносоломистых материалов, Цель изобретения — оптимизация процесса регулирования длины шпагата в заданных пределах, изменение плотности и длины тока. Способ позволяет на основе информации о текущей массе и текущей длине определять требуемую для сохранения в данном допуске плотности и длины тюка, длину шпагата. для чего осуществляется регулирование текущей длины шпагата. Для реализации способа устройст. во снабжен датчиком 3, 12 потока материала и текущей длины тюка, Посредством вычислительных блоков 6, 11, 15, 19, 20 определяют требуемую длину шпагата 21. Исполнительный ме! анизм 2 устанавливает текущую длину шпагата 21 в соответствии с требуемой с учетом заданных допусков на отклонение плотности и длины тюка. 1 ил. нэя плотность гд = ) »д + Ь), причем значение у»д вводится в виде уставки в электронный блок устройства, а также фь устанавливается заданная !»д длина тюка и () допуск hl на ее отклонение, так что 1д=1»д ф

+ Л!. При этом 1»д представляется в виде О. двух составляющих !зад=!»+1р, где !» — конструктивная длина тюка, которая устанавливается механизатором с помощью дуги мерителя, соединенного с меритель- з ным колесом, а lр — регулируемая длина тю, ка, которая задается в виде уставки в электронном блоке устройства. За1ем в процессе формирования тюка измеряется текущая Ь длина тюка и при достижении ее эначениия I», т.е. Ir=I», определяется текущая длина ST шпагата и вычисляется с учетом уставки I> требуемая S>p для обеспечения заданной длины тюка длины

1743462 шпагата по формуле STp-2(а+(1»+1р)), где а— высота тюка, определяемая конструктивными параметрами прессовальной камеры.

Одновременно измеряется масса m тюка, для которой при заданной узад плотности вычисляется требуемая длина шпагата по формуле т

2 f q(t)dt о а б таад где b — ширина тюка, определяемая конструктивными параметрами прессовальной камеры;

q(t) — подача и рессуемого материала;

Т вЂ” время формирования тюка.

Далее вычисляются разности между текущей длиной ST шпагата при 17=-1» и требуемыми для обеспечения заданной плотности Ятри заДанной Длины STp тюка:

I II

AS = S7p S7

= S7р — Sò

Затем определяется среднее значение полученных разностей

AS + ЛS" р используя которое вычисляются численные значения изменений плотности тюка ду и его длины д! за счет увеличения текущей длины шпагата ST на величину AS

Т r

2 t dt 2 t dt

Х ч() Ха() а,+Ь а

Ят+ЛЯср-2 а ! =

1т

Полученные значения ду и äI сравнивают с заданными допусками Ау и A l u при соблюдении условий ду «Лу и д! 9 Л I устанавлива!от требуемую длину sTp шпагата компенсацией разности AScp, так что S7g ST+ Acp а при несоблюдении условий ду - Луи 4 Л! изменяютпервоначально выбранную конструктивну!о !» длину тюка; причем при 4 > Л1 независимо от ду длину I» увеличивают, а при ду ) Лу и д! A l длину 1, уменьшают.

Способ осуществляется следующим образом.

Измеряется поток (расход) материала

q(t) на входе прессовальной камеры, характеризующий мощность валка по длине гоца, благодаря чему эа время Т = tz-т! между включением вязального аппарата оценивается т . масса тюка m= f q(t)d t. При конструктивных о габаритах прессовальный камеры (a=const, b=const) текущая длина шпагата определяется по текущей длине тюка 17-1», т.е.

87=2а+2!», а затем при тех же а и Ь по заданной плотности тюка узад вычисляется требу5 емая STp для его обвязки длина шпагата

2 m а Ь узад и определяется разность A - = STp -ST.

Я

10 Одновременно определяется требуемая

S» длина шпагата с целью получения задан-!! ной Длины тюка STp -2(а+(1»+1р)) и вычислЯет ll ся разность Aý =S»-$7. Полученные г I II

15 разности AЙ и AS!I усредняются

ЛSI "+ ASI"I"

Л Я,р — 2 и на данную величину увеличивается текущая длина шпагата, т.е. .= ;т+ AScр

Одновременно полученное значение

AScp и используется для определения изменений плотности дуи длины д! тюка эа счет изменения текущей ST длины шпагата на величину AScp, т.е.

2m 2m . а" Ь,+,р а Ь Б, (Ят + Ь Scp1 — 2 а д!— т

ПОлучЕнныЕ ЗначЕния ду и äI Сравнивают с установленными допусками

Лу и A I, а результаты сравнения регистрируются и используются механизатором для

35 определения оптимальной конструктивной длины 1» тюка.

Пример. Для подборщика ПС-1,6 по паспортным данным а=0,36 м k=0,5 м. Для расчета примем: у»д=115 кг/м, Лу = + 15

Ь

40 Itr/M !зад=0,8 м. Al = «+ 0,1 м, причем з, зад=-Ix+1 p=0,6+0,2 M, m=20 кг.

Вычислим разности;

ЛЦ 2п1

45 а Ь Узад — Я

2 20 аэа ааараа- а) =0,5м;

2 20

50 AS =2 а+2(Iзад+AI)-2а+2(! зад-Лl)

=2x0,36+2(0,8+0,1)-2х0,36+2(0,8-0,1)=0.4 м.

Вычислим усредненную разность

ЛS +AS"

2 а также приращения заданной плотности и длины тюка при условии, что

Я7=2а+2!Т=2х0,36+2х0,6=1,92 м, т.е.

1743462

10 где Т вЂ” длительность цикла формирования тюка;

g(t) — подача материала в прессоваль ную камеру в данном цикле формирования тюка; 5 а — высота тюка;

b — ширина тюка; уз д- заданная плотность тюка, сравнение величин требуемой и отмеряемой длины шпагата и в соответствии со 10 значением разности этих величин изменение длины отмеренного шпагата, о т л и ч аю шийся тем, что. с целью оптимизации процесса регулирования длины шпагата в заданных пределах. изменения плотности и 15 длины тюка, определяют требуемую длину .

S>z шпагата для обеспечения заданной длин ны тюка по формуле

Зтр =2(а+(»+ р)), 20 где !» — длина тюка, определяемая конструктивными параметрами прессовальной камеры, которая устанавливается с воэможностью увеличения на 1р, 1р — РегулируемаЯ часть длины тюка, за- 25 даваемая в виде уставки; с последующим вычислением разностиЬБН между полученным значением $р и текущей длиной ST шпагата, при этом разно-сти AS òßòð-Ят и AS =Ятр -Ят усредняют 30

II

AS + ЛS"

2 и с учетом последней корректируют текущую длину шпагата, при этом одновременно определяют прираще- 35 ние плотности ду и длины äI тюка, возникшие эа счет приращения длины Мср шпагата и полученные значения сравнивают с установленными допусками на плот-, ность Лу и длину A I тюка, причем при 40 условии, когда приращения плотности ду и длины д тюка меньше или равны значениям установленных допусков на эти величины, осуществляют формирование тюков, а при условии, когда приращения плотности ду и 45 длины д больше допусков на эти величины,. корректируют конструктивную длину I» тюка.

2. Устройство для автоматического регулирования длины шпагата для обвязки тю- 50 ка, включающее регулятор плотности, вязальный аппарат с исполнительным механизмом, мерительным колесом и дугой ме- . ритель и регулятор длины шпагата, содержащий датчик текущий длины тюка, 55 первый и второй электронные ключи, первый и второй сумматоры,.датчик потока материала, связанный с первым входом интегратора через первый электронный ключ, второй вход которого присоединен с второму входу интегратора, при этом выход интегратора подключен к первому входу первого вычислительного блока, второй вход которого связан с задатчиком плотности тюка, а датчик включения вязального аппарата соединен с входом одновибратора, о т л и ч а ю щ е е с.я тем, что. с целью оптимизации процесса регулирования длины шпагата в .заданных пределах, изменения плотности и длины тюка, оно снабжено вторым, третьим, четвертым, пятым, шестым и седьмым вычислительным блоками. третьим электронным ключом, линией задержки, задатчиками допуска на отклонение заданной плотности и заданной длины тюка, задатчиком регулируемой длины тюка и индикатором,.при этом выход одновибратора через линию за-. держки связан с вторым входом интегратора и непосредственно — с первыми входами второго и третьего электронных ключей, выход первого вычислительного блока соединен с первым -входом второго вычислительного блока, второй вход которого подключен к второму входу третьего вычислительного блока, датчику текущей длины тюка, вторым входам пятого и седьмого вычислительных блоков и третьему входу шестого измерительного блока, первый вход которого связан с выходом четвертого вычислительного блока, первым входом седьмого вычивлительного блока и исполнительным механизмом, причем выход второго вычислительного блока посредством третьего электронного ключа соединен с первым входом четвертого вычислительного блока, второй вход которого подключен к выходу пятого вычислительного блока, кроме того, выход третьего вычислительного блока через второй электронный ключ связан с первым входом пятого вь числительного блока. а его первый вход — с задатчиком регулируемой длины тюка, при этом выход интегратора подключен к второму входу шестого вычислительного блока, выход которого через первый .сумматор соединен с первым входом индикатора, второй вход которого связан с выходом седьмого вычислительного блока " помощью второго сумматора, причем вторые входы первого и второго сумматоров соединены соответственно с задатчиком допускана отклонение заданной плотности тюка и с задатчиком допуска на отклонение заданной длины тюка.

1743462

Составитель С. Заруцкий

Редактор M. Келемеш Техред М.Моргентал Корректор С. Черни

Заказ 2136 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент". г, Ужгород, ул,Гагарина, 101

1743462

2m 2N а b $т + ср а Б:Б

2 20 2 20

036х05 1.92+045 036х05х1,92

0,18 х 2 37 0,18 х 1,92

+1,92 +0,45 — 2 х 0,36

Сравним полученные приращения с установленными допусками:

Ау>0у, Ь! <д(Это означает, что конструктивную длину тюка! к необходимо увеличить.

Устройство для осуществления предложенного способа содержит регулятор 1 длины шпагата с исполнительным механизмом

2. Регулятор 1 длины шпагата содержитдатчик 3 потока материала q(t), соединенныйчерез первый электронный ключ 4 с интегратором 5. Выход интегратора 5 соединен с первым входом первого вычислительного блока 6, второй вход которого подключен к задатчику 7плотности тюка,,при этом вто рые входы первого электронного ключа 4 и интегратора 5 соединены с выходом линии

8 задержки, соединенной с одновибратором 9. который подключен к входу датчика

10 включения вязального аппарата.

Выход песвого вычислительного блока

6 соединен с первым входом второго вычислительного блока 11, второй вход которого подключен к датчику 12 текущей длины тюка

1т, соединенного с мерительным колесом 13, снабженным дугой мерителя 14. Выход датчика 12 одновременно подключен к второму входу третьего вычислительного блока 15, первый вход которого соединен с задатчиком 16 регулируемой длины тюка 1р. Выход третьего. вычислительного блока 15 соединен с вторым входом второго электронного ключа 17, а выход одновибратора 9 соединен с первым входом второго 17 и третьего

18 электронных ",þ÷åé. Выход третьего электронного ключа 18 соединен с первым входом четвертого вычислительного блока

19, а выход второго электронного ключа 17 соединен с первым входом пятого вычислительного блока 20, второй вход которого соединен с выходом датчика 12 текущей длины тока, а выход подключен к второму входу четвертого вычислительного блока 19, выход которого одновременно подключен к входу исполнительного механизма 2, воздействующего на шпагат 21 и к первым входам шестого 22 и седьмого 23 вычислительных. блоков. Второй вход блока

22 соединен с выходом интегратора 5, а третий его вход и второй вход блока 23 соединены с датчиком 12 текущей длины тюка, а выходы подключены соответственно к первым входам первого 24 и второго 25 сумматоров, вторые входы которых соединены

5 соответственно с задатчиком 26 допуска на отклонение заданной плотности Ь у и задатчиком 27 допуска на отклонение заданной . длины тюка Л 1; Выходы сумматора 24 и 25 подключены к индикатору 27.

10 Исполнительный механизм устройства реализован на базе электрогидравлического следящего привода, причем в качестве датчиков 3 и 12 потока материала и текущей длины тюка могут использоваться, напри15 мер, потенциометрические датчики. Электронная часть устройства реализована на базе микросхем серии К155 и К580, причем вычислительные блоки устройства реализованы на БИС серии К580, а остальные эле20 менты — на ИС серии К155, транзисторах

КТ315, КТ361.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом работы механизатор ус25 танавливает на первом вычислительном блоке 6 уставку. @д, соответствующую заданной для данных условий уборки плотности тюка угад. З.щанную длину тюка Ьад механизатор устанавливает с учетом того, 30 что I»„=I„+I> причем I„задается с помощью . мерного колеса 13, à Ip-с помощью уставки

16, задавая величину сигнала Ip на вход третьего вычислительного блока 15. С помощью .уставок 25 и 26 сигналами

35 Лу и Л! на входе сумматоров 23 и 24 устанавливается допуск на отклонение задан-. ной плотности Ау и заданной длины . hI тюка, так что

ya =y-д Ау ! д = !зад Л4 где уд I„— действительные значения плотности и длины тюка.

В процессе работы пресс-подборшика

45 измеряется датчиком 3 поток q(t) материала. на входе в прессовальную камеру. Сигнал

q(t) пропорциональный входному потоку материала с выхода датчика 3, через открытый первый электронный ключ 4 поступает на интегратор 5, на выходе которого за промежуток времениТ =т1- t2, равный интервалу времеьи между включениями вязального аппарата (BpGMfl формирования тюка). оценивается масса тюка

Т

55 m= (q (t) d tt о и сигнал m, пропорциональный данной массе, поступает на первый вход. первого вычислительного блока 6. на второй вход которого подан сигнал у ад пропорцио1743462 нальный заданной плотности тюка. Благодаря чему на выходе вычислительного блока

6 вырабатывается сигнал га а ц уа пропорциональный длине шпагата требуе- мой для обеспечения заданной ysaa плотности тюка.

Одновременно с помощью мерительного колеса 13 и датчика 12 измеряется теку. щая I длина тюка, которая в конце периода формирования тюка становится равной длине тюка 1к, определяемой конструктивными параметрами прессовальной камеры, т.е, 1 =1 . Сигнал I>, пропорциональный текущей длине тюка, с выхода датчика 12 поступает на вторые входы второго 11, третьего 15, пятого 20 и третьи входы шестого 22. и седьмого 23 вычислительных блоков. На выходе второго вычислительного блока 11 появляется сигнал Л., пропорциональный разности между текущей длиной шпагата

$т=2а+2Тт и требуемой $,р для обеспечения заданной

l . у д плотности тюка длиной шпагата

S = Л $тр-$т, 1 который через третий электронный ключ 18 подается на вход четвертого вычислитель- ного блока 19. В вычислительном блоке 15 с учетом сигнала 1т с задатчика 16 определяется требуемая

S,",-2(а+Р,+1р)) для обеспечения заданной длины 1з д тюка, длина шпагата. Сигнал S р, пропорциональ»» ный данной длине шпагата, через второй электронный ключ 17 подается на первый вход пятого вычислительного блока 20, где определяется разность между текущей ST длиной шпагата и требуемой $тр для обесИ печения заданной длины тюка

Л ъ = $тр-$т, и сигнал Л э, пропорциональный дан »» ной разности, поступает на вход четвертого вычислительного блока 19, где определяется среднее значение. входных сигналов

Л$»» + ЛS

Сигнал с выхода четвертого вычислительного блока 19 поступает на вход исполнительного механизма 2, который, перемещаясь, увеличивает текущую длину шпагата $т=$» на величину AScp. Одновременно сигнал Ю р поступает на первые входы шестого 22 и седьмого 23 вычислительных блоков, где определяется соответственно величина изменения плотности ду и длины тюка д» за счет увеличения текущей длины шпагата Sr нэ величину Л$ р.

Используя информацию 1т с датчика 12 и m с интегратора 5, с учетом тото, что

5 $т-2а+21т, в вычислительных блоках 22 и 23 по выражениям

2m . 2m

10 Iò вырабатываются сигналы ду и о» которые поступают на первые входы соответственно сумматоров 24 и 25, по первым входам которых заданы допуски Лу и Л! с задатчиков 26 и 27. Сигналы с выхода сумматора 24 и 25 поступают на вход индикатора 28.

По окончанию цикла формирования тюка мерительным колесом 13, снабженного дугой мерителя 14, благодаря воздействию на датчик 10 включения вязального аппарата вырабатывается сигнал "Сброс". Сигналом с выхода датчика 10 запускается одновибратор 9, сигралом с.выхода которо-. го эакрычэются электронные ключи 17 и 18; а через линию 8 задержки закрывается электронный ключ 4 и осуществляется сброс интегратора 5. На этом цикл формирования тюка заканчивается. На основании показаний индикатора 28 механизатор имеет возможность принять решения о дальнейшей работе пресс-подборщика. При ду =Лу и д» h,! на индикаторе 2о высвечиваются нули, машина считается на35 строенной на заданные плотность и длину хюка и ее работа продолжается, При ду > Лу и ä» ) b I индикатор 28 сигнализирует о нарушении технологического процесса, механизатор останавливает машину и

40 корректирует с помощью мерительного колеса 11 конструктивную длину тюка причем при 4 >ЛI, ду Лудлину1» увеличивают, а при ду>Лу, д» < h,l длину1к уменьшают.

45. Формула изобретения

1. Способ автоматического регулирования длины шпагата для обвязки тюка, включающий отмеривание шпагата заданной длины в зависимости от заданных геометри50 ческих размеров тюка, измерение толщины слоя материала на входе.прессовальной камеры эа промежуток времени, равный циклу формирования тюка, вычисление соответственно этому подачи материала, определе55 ние требуемой по плотности тюка. длины

S ð шпагата в соответствии с формулой т

2 f р (c) d t

S» о

aaa ° y»,