Устройство для измерения нагрузки на копающий механизм экскаватора
0,688567
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик 61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 22.05.78 (21) 2619530/29-03 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.09.79. Бюллетень № 36 (54) Дата опубликования описания 30.09.79 (51) M. Кл.
Е 02F 9/20
Государственный комитет (53) УДК 621.879.48 (088.8) по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения
В. С. Агафонов и Ю. М. Иржак (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НАГРУЗКИ
НА КОПАЮЩИЙ МЕХАНИЗМ ЭКСКАВАТОРА
Изобретение относится к одноковшовым экскаватором с приводом по системе управляемый преобразователь-дьпгатель и может быть использовано для измерения внешней нагрузки на механизмы, расчетные схемы которых могут быть представлены в виде двухмассовой схемы замещения с упругой связью.
Известны устройства, предназначенные для определения величины усилия в механизме экскаватора, привод которого выполнен по системе управляемый преобразователь-двигатель с регуляторами тока и скорости. В таких устройствах определения усилия в механизме основано на решении уравнения
Р „= С 1 — тд,. ", (1)
Н где F,-,p — усилие в упругой связи (канате);
С вЂ” коэффициент пропорциональности между током и усилием двигателя;
I — ток якорной цепи привода;
m „ — приведенная масса двигателя;
1 „, — скорость двигателя, приведенная к рабочему органу (1).
Таким образом, подобные устройства позволяют определить нагрузку только в упругом элементе, которая является косвенным показателем возмущения, действующего на рабочий орган механизма, который представляет собой двухмассовую систему. Кроме того, дифференцирование сигнала о скорости, снимаемого с тахогенератора, который имеет значительные пульсации, вносит большую погрешность в измерение.
Известно устройство, содержащее преоб10 разователь с системой управления и подключенным к нему двигателем, который соединен с рабочим органом через упругую связь, датчик упругого усилия, входами связанный с датчиком тока и датчиком ско15 рости (2).
Такое устройство позволяет косвенным путем измерить нагрузку также только в упругом элементе, которая существенно отличается от внешней нагрузки, действую20 щей непосредственно на рабочий орган.
Целью изобретения является повышение надежности электромеханического оборудования копающих механизмов экскаватора путем обеспечения возможности измерения
25 внешней нагрузки.
Указанная цель достигается тем, что устройство снабжено дифференцирующим звеном и последовательно включенными интегратором и усилителем без обратной связи, 30 входы которого соединены с датчиком ско688567 рости и через дифференцирующее звено с датчиком упругого усилия, а выход — с входом интегратора, второй вход которого подключен к выходу датчика упругого усилия. 5
На чертеже изображена схема устройства для измерения нагрузки на копающий механизм экскаватора.
Устройство содержит преобразователь 1 с системой управления 2 и подключенным к нему двигателем 3, который соединен через упругую связь 4 с рабочим органом 5 экскаватора, датчик упругого усилия 6, входами связанный с датчиком тока 7 и датчиком скорости 8, а выходом — с интегратором 9 и через дифференцирующее звено 10 с усилителем 11, выполненным без обратной связи.
Устройство работает следующим образом. 20
Датчик упругого усилия 6, подключенный к датчикам тока 7 и скорости 8, определяет усилие в упругом элементе путем решения методом неявного дифференцирования уравнения
25 — (C $ — Р р) = m„U „(2) где Fop — усилие в упругом элементе (канате); 30
mä, — приведенная масса двигателя;
1 — ток в якорной цепи привода;
P — оператор дифференцирования.
Из уравнения для Р,- р.
C 1(, U) (3) З5 где С вЂ” жесткость упругого элемента (каната);
V — скорость рабочего органа (ковша); с помощью преобразований и подстановки в него уравнения для скорости V
U упр с (4)
m,P 45 где Р, — внешняя нагрузка;
m> — масса рабочего органа (ковша); получим
С„
Из уравнения (5) видно, что текущее значение внешней нагрузки Р„действующей на рабочий орган механизма, можно определить через текущие значения регулируемых параметров электропривода F p и
V „. Это уравнение решается с помощью интегратора 9 и усилителя 11 без обратной связи.
Электрический сигнал, пропорциональный усилию Р„снимается в виде выходного напряжения с усилителя 11. На входе интегратора 9 напряжение пропорционально интегралу от разности (Р, — F p), на другие входы усилителя 11 подаются сигнал, пропорциональный скорости, с коэффициентом передачи (— т ) и сигнал, пропорциональный производной от упругого усилия, с
m2 коэффициента передачи
С„
Применение предлагаемого устройства для измерения нагрузки на копающий механизм экскаватора в системе защиты от перегрузок позволяет уменьшить динамические усилия на 15 — 18 /о и тем самым повысить надежность электромеханического оборудования экскаватора.
Формула изобретения
Устройство для измерения нагрузки на копающий механизм экскаватора с электроприводом, содержащее преобразователь с системой управления и подключенным к нему двигателем, который соединен с рабочим органом через упругую связь, датчик упругого усилия, входами связанный с датчиком тока и датчиком скорости, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности электромеханического оборудования путем обеспечения возможности измерение внешней нагрузки, оно снабжено дифференцирующим звеном и последовательно включенными интегратором и усилителем без обратной связи, входы которого соединены с датчиком скорости и через дифференцирующее звено с датчиком упругого усилия, а выход — с входом интегратора, второй вход которого подключен к выходу датчика упругого усилия.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР
Ко 412354, кл. Е 02F 9/20, 1972.
2. Авторское свидетельство СССР
No 377949, кл. Н 02Р 5/00, 1970, 688567
Составитель Е. Елизаров
Техред Л. Расторгуева Корректор Т. Добровольская
Редактор 3. Ходакова
Типография, пр. Сапунова, 2
Заказ 2220/4 Изд, Мз 624 Тираж 780 Подписное
НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
