Устройство взаимосвязанного управленияэлектроприводами под'ема и тягиэкскаватора-драглайна

 

ОПИСАНИЕ 815155

ИЗО6РЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Ф ч

Ф.» (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 15.11.78 (21) 2684645/29-03 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (61) М. К

Е 02 F 3/48

Е 02 F 9/20

Гвсударстееииый комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 622.879..38 (088.8) Опубликовано 23.03.81. Бюллетень № 11

Дата опубликования описания 27.03.81

В. И. Ключ ев, В. Я. Ткаченко н В. Н. Острр ров ( с

Московский ордена Ленина энергетическиЙ институт

Министерства высшего и среднего специального образовМЖя :"СС6Р (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (64) УСТРОЙСТВО ВЗАИМОСВЯЗАННОГО УПРАВЛЕНИЯ

ЭЛЕКТРОПРИВОДАМИ ПОДЪЕМА И ТЯГИ

ЭКСКАВАТОРА-ДРАГЛАЙНА

Изобретение относится к автоматизации грузоподъемных машин и может быть использовано для автоматической транспортировки ковша экскаватора-драглайна и защиты стрелы от растяжки.

Известно устройство взаимосвязанного управления электроприводами подъема и тяги экскаватора-драглайна содержащее датчики длин канатов или датчики углов между канатами и стрелой, датчики скоростей и статистических нагрузок приводов, сумматор, дифференцирующее устройство, блок деления, челинейный блок и блок сравнения (1).

Основным недостатком этого устройства является несовершенство применяемых методов определения координат ковша, а также сложность самих устройств, что существенно снижает их надежность и качество управления экскаваторов.

Известно также устройство содержащее два датчика усилия, один из которых установлен в направляющих блоках. Устройство воздействует на уставку токоограничения электропривода тяги, снижая ее при приближении ковша к стреле (2).

Недостатком этого устройства является ограниченная зона свободных перемещений ковша у головы стрелы, что при высоких отвалах породы снижает маневренность экскаватора, т. е. ухудшает качество управления.

Цель изобретения — повышение качества управления экскаватором.

Указанная цель достигается тем, что устройство снабжено датчиками скоростей приводов подъема и тяги, тремя операционными усилителями с блоками ограничения в цепях их обратных связей, источником опорного напряжения, а один из датчиков усилия установлен в головных блоках, причем выход датчика усилия в головных блоках подключен ко входу первого операционного

М усилителя, выход датчика усилия в направляющих блоках подключен ко входу второго операционного усилителя, выходы датчиков скорости приводов подъема и тяги подключены одновременно ко входам первого и второго операционных усилителей, выходы которых подключен к катодам первого и второго диодов, аноды которых вместе с анодом третьего диода соединены в общую точку и через резистор подключены к

815155 полож!! Тcл ьHох!у 3«! ж имv источ H и ка опор ного напряжения, катод третьего диода подключен ко входу третьего операционного усилителя, выход которого соединен с электро риводом тяги.

На фиг. 1 изображена функциональная схема устройства; на фиг. 2 — схемы расположения датчиков усилий в опорах подшипников узлов направляющих и головных блоков.

Устройство взаимосвязанного управления электроприводами 1 подъема и 2 тяги содер?кит два датчика скорости приводов 3 цод ьема и 4 тяги, два датчика 5 усилия в опорах подшипников узла головных блоков и узла направляюгцих олоков, три операционных усилителя 7, 8 и 9 с блоками 10, 11 и 12 ограничения в цепях их обратных связей, три диода 13, 14 и 15 источник 16 опорного напряжения и резистор 17.

Датчики 5 и 6 усилий установлены на опорах !и?дшннников соответственно узла 18 головных блоков и узла 19 направляющих блоков, причем выход датчика 5 усилия в оноре нод!иипников узла головных блоков подключен ко входу ll«pBol операционного усилителя 7, а выход датчика 6 усилия в опоре подшипников узла направляющих блоков подключен ко входу второго операционного усилителя 8. Выход датчиков скорости приводов 3 подъема и 4 тяги подключены ко входам операционных усилителей 7 и 8, выходы которых подключены к катодам первого и второго диодов, аноды которых вмссте с анодом третьего диода соединены в общук? точку и через резистор подключены к положительному зажиму источника опорного напряжения„ катод третьего диода !юдключен ко входу третьего операционного усилителя, выход которого соединен с электроприводом тяги. Катод третьего диода 15 подключен ко входу третьего операционного усилителя 9, выход которого соединен с управляюшим входом привода 2 тяги.

Устройство работает следуюшим образом.

На вход устройства подаются сигналы с четырех датчиков. Сигналы датчиков скоростей 3 и 4 приводов подъема и тяги пропорциональны скоростям этих приводов.

Сигналы датчиков 5 и 6 усилий в опорах подшипников содержат информацию о положении ковша и î его загрузке.

Усилие в опоре подшипников головных блоков измеряется датчиком 5 и при его установке в соответствии с рисунком (фиг. 2) определяется зависимостью

F«1.ñ. = Ия(««. «« «-g)+ Q« . >

« .с.— усилие в опоре подшипников направляющих блоков измеряется датчиком 6 и при его установке в соответствии с рисунком (фиг. 2) определяется зависимостью .н = —, » — СОЬ((-,)-1-3 к Q-«Р,))+ („,—,д () 10

ЗО

55 где F„,F — усилия в канатах подъема и тя Ф ги; и> т — узлы между осью стрелы и направлением канатов подъема и тяги;

«А — угол наклона стрелы к плоскости горизонта; — угол между осью стрелы и верхней ветвью подъемного каната; с1,«,с«d, 4 - линейные размеры блоков наводки и следящих блоков (фиг.ф

1 С и «4м -вес следящих блоков наводки.

Постоянные составляющие показаний датчиков 5 и 6, определяемые весом узлов головных и направляющих блоков Q и Qн могут быть учтены при определении положения линией АВ и CD (фиг. 2) или скомпенсированы соответствующей установкой датчиков. В случае их компенсации усилие Fg.c принимает нулевое значение при Рп — — х", т. е. при положении ковша на линии АВ (фиг. 2). Аналогично усилие F равно нулю при

a-R =1 P.avckg —, т. е. на линии CD (фиг. 2).

В зоне BED оба указанные усилия положительны; в зоне CEB Fö,.<0, à F „, оО; в зоне AED F,, оО, à F,„<0 и в зоне

АЕС F>,«.,<0 и F,„< О. Так в зоне BED, если ковш не движется по направлению к стреле, то есть алгебраическая сумма скоростей приводов подъема и тяги, получаемая на первом и втором усилителях 7 и 8 по сигналам датчиков 4 и 3 скоростей приводов равна О, а F,«:, и F>,H положительны, то первый и второи диоды 13 и 14 открыты, так как потенциалы их анодов положительны. В то же время потенциал анода третьего диода 15 отрицателен и он заперт, а значит управляющий сигнал на вход привода 2 тяги от устройства не поступает и устройство не вмешивается в работу привода.

В.зоне АЕ второй диод 14 запирается положительным потенциалом, появляющимся на выходе второго операционного усилителя 8, так как F>,н,<0, однако первый диод 13 остается открытым, что не допускает подачу сигнала на вход привода 2 тяги.

Аналогично устройство действует в зоне СЕВ с той лишь разницей, что запирается первый диод 13, а открытым остается второй диод 14.

При переходе ковша в зону оба диода 13 и 14 оказываются запертыми, так как F«1.c(0 и Г „< О, а следовательно на выходах первого и второго операционного усилителя ? и 8 положительные сигналы. Углубление ковша в зону АЕС приводит

815155 к росту положительного потенциала на аноде третьего диода 15, который открывается и пропускает управляющий сигнал на третий операционный усилитель 9, выходной сигнал которого поступает на управляющий вход привода 2 тяги, вызь|вая изменение скорости тягового каната и выход ковша на линию АЕС. Причем управляющим сигналом для привода 2 тяги служит меньший по абсолютной величине из двух выходных сигналов первого и второго операционного усилителей 7 и 8, т. е. выше линии АЕ управляющим является усилитель 7, а выше линии СŠ— усилитель 8.

В том случае, когда алгебраическая сумма скоростей приводов подъема и тяги отлична от О, происходит коррекция положения линий АВ и СД, улучшая работу устройства в динамике. Так, при положительной величине суммы скоростей приводов подъема и тяги линии АВ и С3, удаляются от стрелы на расстояние пропорциональное величине этой суммы, т. е. чем быстрее ковш приближается к стреле, тем дальше от стрелы срабатывает защита. При отрицательной у величине суммы скоростей и нахождения ковша в зоне АЕС сигналы, поступающие с датчиков скоростей 3 и 4, способствуют плавному выходу ковша на границу этой зоны.

Из сказанного следует, что действие устройства заключается в предотвращении опасного приближения ковша, к стреле с последующим его выводом на траекторию транспортировки, близкую к ломаной линии АЕС.

Таким образом предлагаемое устройство повышает маневренность, т. е. качество управления экскаваторами, благодаря управлению приводом тяги в функции усилий в опорах подшипников узлов направляющих и головных блоков, а также алгебраической суммы скоростей приводов подъема н тяги, контролю знаков усилий в опорах и формированию сигнала управления только при отрицательных сигналах обоих датчиков усилий, причем пропорционально меньц1сму из них по абсолютной величине. Кромс эт,)го существующие датчики усилий обладают высокой надежностью и долговечностью и не требуют больших усилий прн нх Обслу живании, что собственно важно в тяжелых услОВиях эксплуатацп11 экскаВатороВ.

Форму 20 !! 5!00!OPTi. н1!Я

Устройство взаимосвязанного управления электроприводами подъема и тяги экскаватора-драглайна, содержащее два датЧИКа УСИЛИЯ, ОДИН НЗ КОТОРЫХ УСта: О-.» ;, -Н

В НВПРВВЛЯЮ!ЦИХ ОЛОКаХ, ОГ.2ИЧЫ20и., Ес:ГЧ тем, что. с целью повышения качества управления экскаватором, оно снабжено 13Tчиками скоростей приводов подъема и тяги, тремя операционными ус!1лител1!и!1 с блоками ограничения в цепях нх обр»."::., связей, источником опорного на! .ряже. I!I i.

20 а один из датчиков усилия уст .»OIL::.;- головных блоках, пр:!чем Bbixî"„:;дат .:Iê,:. усилия в головных блоках подключен ко входу первого операционного усилителя, выход датчика усилия в направляющих блоках подклlочен ко Входh: BTOpol Î Опера!1:1Онного усилителя, выходы датчиков скорости пр!1водов подъема и тяги подключены одновременно коВКОдампервогоизтсp0100.1ера ционных усилителей, выходы которых 110;1ключены к катодам первого и второго диозо дов, аноды которых вместе с анодом трстьего диода соединены в общую точку и через резистор подключены к положительномi зажиму источника опорного напряжения, катод третьего диода подключен ко входу третьего операционного усилителя, выход

35 которого соединен с.электроприводом тяги.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

l. Авторское свидетельство СССР № 537168, кл. Е 02 F 3/18, 1976

2. Авторское свидетельство СССР НО за4О явке № 2538062/03, кл. Е 02 F 3/48. 1977.

815155

/

Д / г.2

Составитель Е. Елизаров

Техред А. Бойкас Корректор Ю. Макаренко

Тираж 693 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП <Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор А. Шандор

Заказ 991/48