Устройство защиты стрелы экскаваторадраглайна от растяжки

 

ИСАНИЕ

„„ 737576

Со4оз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт: свид-ву—

l (22) Заявлено 27.09.77 (21) 2525081/29-03 с присоединением заявки №вЂ”

Е 02 F 3/48

Государственный комитет (23) Приоритет—

Опубликовано 30.05.80. Бюллетень № 20

Дата опубликования описания 05.06.80 (53) УДК 621.879..38 (088.8) по делам изобретений и открытий

В. И. Ключев, Е. А. Косыхин, В. Н. Остриров, Ю. Т. Калашников, М. М. Кошевой и Э. И. Чувпило (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ЗАЩИТЫ СТРЕЛЫ ЭКСКАВАТОРА-ДРАГЛАЙНА

ОТ РАСТЯЖКИ

Изобретение относится к автоматизации грузоподъемных машин и может быть исполь зовано для защиты стрелы экскаватора-драг лайна от растяжки.

Известны устройства защиты стрелы экскаватора-драглайна от растяжки, включающие датчики положения ковша относительно стрелы, блоки сравнения и испольнительные органы, выполненные как на контактах, гак и на бесконтактных элементах (1) и (2).

Недостатком подобных устройств является то, что по сигналам с датчиков положения ковша непосредственно на границе зоны опасного приближения ковша к стреле производится замедление приводов, вплоть до остановки, что приводит к снижению производительности и маневренности экскаватора.

Известно устройство защиты стрелы экскаватора-драглайна от растяжки, содержащее датчик положения ковша, подключенный ко входу блока сравнения с установкой, командоаппарат привода подъема, привод тяги, включающий командоаппарат, последовательно включенные звено ограничения и регулятор тока, выход которого подключен к системе управления преобразователя (3).

Недостатком указанного устройства является то, что для надежной защиты стрелы

5 экскаватора-драглайна от растяжки с дальнейшим выходом ковша на траекторию выноса требуется наличие точных данных о величинах статической нагрузки приводов подъема и тяги, скорости изменения статической нагрузки привода, скоростей при10 водов подъема и тяги, суммь1 этих скоростей и величины, обратной этой сумме, а также точного воспроизведения функциональной зависимости статической нагрузки привода подъема от производной статической нагрузки привода подъема по суммарной длине канатов подъема и тяги, что сопряжено со значительными трудностями.

Цель- изобретения — повышение надежности за щиты, увеличение производительности и маневренности экскаватора при одновременном упрощении контроля положения ковша.

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено подключенным к одному из входов звена ограничения привода

737576

3 тяги регулятором тока стопорения привода тяги, соединенным с регулятором тока привода тяги регулятором ограничения ЭДС преобразователя привода тяги, двумя ключами, логическим элементом И диодным вентилем, подключенным к выходам командоаппаратов приводов подъема и тяги блоком управления ограничением ЭДС и датчиком динамического тока привода тяги, выход которого через последовательно соединенные диодный вентиль и один из ключей соединен с другим входом звена ограничения привода тяги и с выходом блока сравнения, соединенного со входом регулятора тока стопорения привода тяги и через один из входов логического элемента И и второй ключ подключен к выходу командоаппарата привода подъема и ко входу регулятора ограничения ЭДС, а ко второму входу логического элемента И подключен выход блока управления ограничением ЭДС.

На фиг. 1 изображена функциональная схема устройства защиты стрелы экскаваторадраглайна от растяжки; на фиг. 2 —, статические характеристики привода тяги; на фиг. 3 — график зависимости тбка стопорения и статического тока привода тяги от координат ковша; на фиг. 4 — принципиальная схема возможного варианта устройства.

Устройство содержит датчик 1 положения ковша, выход которого последовательно через блок 2 сравнения, функциональный регулятор 3 тока стопорения привода тяги подключен к приводу 4 тяги на вход звена 5 ограничения привода тяги.

4 димости выноса ковша по максимально приближенной к стреле траектории, если измеряемый угол оказывается меньше заданного уставкой, на выходе блока 2 сравне- ния появляется сигнал, возрастающий по мере уменьшения угла между тяговым канатом и стрелой. Этот сигнал поступает на вход функционального регулятора 3 тока стопорения привода тяги и одновременно

<а один из входов логического элемента И 12 ю подготавливая его к включению, а также на вход ключа 15, вызывая его замыкание.

Выходной сигнал функционального регулятора 3 тока стопорения привода тяги, поступая на вход звена 5 ограничения привода тяги, вызывает снижение задания тока стопорения в функции, измеряемого угла, а, следовательно, формирует статические характеристики привода тяги со сниженным значением тока стопорения (фиг. 2а, характеристика 1 соответствует максимальному, а характеристика 2 — минимальному значению тока стопорения). .По мере уменьшения угла между стрелой и тяговым канатом возрастает натяжение канатов, а, следовательно, и статический ток якоря, и уменьшается ток стопорения двигателя тяги (фиг. 3, кривые

1 и 2, соответственно). Как только ток якоря превышает заданный ток отсечки, начинается торможение привода тяги, и при дальнейшем уменьшении измеряемого угла, а, следовательно, при приближении ковша к стреле, происходит реверс тяги, что в конечном счете приводит к выходу ковша на траекторию выноса к голове стрелы.

Командоаппарат 6 привода подъема последовательно через ключ 7, регулятор 8 ограничения ЭДС преобразователя привода тяги подключен к регулятору 9 тока привода тяги. Командоаппараты 10 привода тяги и 6 привода подъема подключены на входы соответствующих приводов и на входы блока 11 управления ограничением ЭДС, выход которого подключен к одному из входов логического элемента И 12, к другому входу которого подключен выход блока 2 сравнения, а выход элемента 12 подключен на вход ключа 7.

Датчик 13 динамической составляющей тока входом связан с приводом 4 тяги, а выходом — со входом звена 5 ограничения привода тяги последовательно через вентиль 14 и ключ 15, вход последнего связан с выходом блока 2 сравнения.

В устройстве сигнал, пропорциональный величине угла между осью стрелы экскаватора, проходящей через центры головного блока и блока наводки, и тяговым канатом, формируется датчиком 1 и поступает на вход блока 2 сравнения, уставка которого настраивается на включение защиты в зоне, лежа щей между плоскостью горизонта и осью стрелы экскаватора. При неправильных действиях оператора или при необхоПриведенная на фиг. 3 кривая 1 соответствует положению ковша у середины стрелы, у пяты стрелы она идет значительно выше, а у головы — ниже, что способствует получению достаточно широкой рабочей зоны под стрелой. Кроме этого минимальное значение тока стопорения выбрано таким, что оно удовлетворяет одновременно требованию защиты стрелы от удара.. порожним ковшом и предохраняет ковш от саморазгрузки у головы стрелы при малых углах между тяговым канатом и стрелой.

Для обеспечения и зоне действия защиты автоматического плавного выхода ковша на траекторию выноса, максимально приближенную к стреле, сигнал .с выхода командоаппарата 6 привода подъема через ключ 7 поступает на вход регулятора 8 ограничения ЭДС преобразователя привода тяги.

Выходной сигнал этого регулятора зависит от величины сигнала задания скорости привода подъема и подается на регулятор 9 тока привода тяги, вызывая ограничение максимального сигнала на его выходе, который, в свою очередь, является входным сиг налом преобразователя привода тяги и, следовательно, определяет максимальную величину ЭДС преобразователя. В результате

737576

В таком виде устройство применимо для . работы с электроприводами, выполненными зо по оптимальной структуре экскаваторного электропривода. Схемы управления электроприводов могут быть реализованы как на элементах универсальной блочной систеiAbI регуляторов, так и на магнитных усилителях, Эффект изобретения заключается в том, зs что простыми средствами, с применением достаточно грубых и надежных средств измерения положения ковша относительно стре лы, обеспечивается более надежная защита стрелы экскаватора-драглайна, действие ко1о торой не влияет на его управляемость. При этом защита позволяет вблизи стрелы не только снизить опасность работы, но и частично автоматизировать ее и тем самым сократить потери при авариях и простоях на ремонт и повысить производительность

45 экскаватора, особенно в ночное время или в условиях плохой видимости.

Формула изобретения

5о

5 ристика 1 и для крайнего положения — характеристика 2). Скорость привода тяги выбирается несколько больше скорости привода подъема, что исключает дальнейшее приближение ковша к стреле.

Для того, чтобы защита не препятствовала действиям оператора, направленным на устранение растяжки, в устройство введено отключение ограничения ЭДС преобразователя тяги ключом 7. Это происходит в случае, если командоаппарат 10 привода тяги установлен в положение «от себя» и сигнал задания скорости привода тяги превышает величину сигнала задания скорости привода подъема. Кроме этого, отключение происходит при установке командоаппарата 6 привода подъема в положение «от себя» а также при выходе ковша из зоны действия защиты по сигналу с блока 2 сравнения. С этой целью ключ 7 управляется логическим элементом И 12, сигналы на входы которого поступают с блока ll управления ограничением ЭДС, в котором происходит сравнение сигналов задания скорости приводов, поступающих с командоаппаратов 6 и 10, и с выхода блока 2 сравнения.

Во время торможения привода тяги в результате наличиня динамической ошибки натяжение тягового каната превышает значение, ограниченное сформированной защитой статической характеристикой привода.

Для уменьшения- динамической ошибки в устройстве применяется датчик 13 динамической составляющей тока якоря двигателя тяги, сигнал с которого через вентиль

14 и ключ 15 поступает на вход звена 5 ограничения привода тяги и суммируется с сигналом задания тока якоря двигателя тяги. Вследствие зтого натяжение тягового каната и в динамике поддерживается на уровне величины заданной защитой.

Так как действие связи по динамической составляю:цей тока необходимо лишь в процессе торможения двигателя тяги, то в процессе разгона она размыКается вентилем 14, применение которого к тому, же позволяет сохранить устойчивость системы управления приводом тяги. Это объясняется тем, что в то время, когда эта связь не действует, привод тяги полностью реализует свои демпфирующие свойства и гасит упругие колебания в канате. Ключ 15 управляется блоком 2 сравнения и включает связь в зоне действия защиты.

В принципиальной схеме возможного варианта исполнения устройства, приведенной на фиг. 4, датчик 1 положения ковша относительно стрелы включает лишь преобразователь угловых перемещений в элекрический сигнал, выполненный на бесконтактном сельсине. Непосредственно измерение угла может производиться известным механическим устройством, включающим рамку, через которую пропускается тяговый

6 канат, и тягу, связывающую рамку с редуктором, расположенным на стреле и в свою очередь связанным с сельсинным преобразователем. Блок 2 сравнения выполнен на диоде, источником опорного наПряжения для которого является сигнал, поступающий с датчика 1.

Функциональным регулятором 3 тока стопорения привоДа . тяги является усилитель постоянного тока, выполненный по балансной схеме. Ключ 7 и логический элемент

И 12 объединены в одну транзисторную схему 7; 12 логического элемента И вЂ” НЕ.

В качестве регулятора 8 ограничения

ЭДС преобразователя привода тяги применена диодная схема сравнения с управляемым опорным напряжением. Блок 11 управления ограничением ЭДС также представляет собой диодную схему сравнения, через нее осуществляется управление транзисторной схемой 7; 12 И вЂ” НЕ по одному из входов и опорным напряжением регулятора 8 ограничения ЭДС преобразователя привода тяги.

В качестве датчика 13 динамической составляющей тока применен тахогенератор постоянного тока с включенной на выходе дифференцирующей цепочкой, а в качестве ключа !.5 — транзисторная схема логического элемента НЕ, управляющая одновременно Iio одному из входов транзисторной схемой 7; 12 И вЂ” НЕ.

Устройство защиты стрелы экскаваторадраглайна от растяжки, содержащее датчик положейия ковша, подключенный ко входу блока сравнения с уставкой, командоаппарат привода подъема, привод тяги, включающий командоаппарат, последовательно включенные звено ограничения и регулятор тока, выход которого подключен к системе управления преобразователя, отличающееся

737576

7 тем, что, с целью повышения надежности защиты; увеличения производительности и маневренности экскаватора, оно снабжено подключенным к одному из входов звена ограничения привода тяги, регулятором то - ка стопорения привода тяги, соединенным с регулятором тока привода тяги регулятором ограничения ЭДС преобразователя привода тяги, двумя ключами, логическим элементом И, диодным вентилем, подключенным к выходам командоаппаратов приводов подъема и тяги блоком управления ограничением ЭДС и датчиком динамического тока привода тяги, выход которого через последовательно соединенные диодный вентиль и один из ключей соединен с другим входом звена ограничения привода тяги и с выходом блока сравнения, соединенного со входом регулятора тока стопорения привода тяги и через один из входов логического элемента И и второй ключ подключен к выходу командоаппарата привода подъема и ко входу регулятора ограничения ЭДС, а ко второму входу логического элемента И подключен выход блока управления огра-,, ничением ЭДС.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 215807, кл, Е 02 F 3/48, 1963.

2. Авторское свидетльство СССР № 383795, кл. Е 02 F 3/48, 1969.

3. Авторское свидетельство СССР № 202281, кл. Н 02 P 5/00, 1966 (прототип).

737576

50 (@Жд) фиа З

Составитель P. Гладун

Редактор С. Тимохина Техред К. Шуфрич Корректор В. Бутяга

Заказ 2553/5 Тираж 713 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретеник и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент>, г. Ужгород, ул. Проектная, 4