Изобретение относится к позиционированию циклового оборудования и может быть использовано при отмере длин сортиментов в раскряжевочных установках лесной промышленности.
Известен способ подачи и точного останова хлыстов в раскряжевочных установках, включающий предварительный их разгон до промежуточной скорости и окончательный разгон от промежуточной до большой скорости гидродвигателем и электродвигателем с уменьшением на втором этапе давления в гидросистеме гидропривода и передачу двигательного момента через кинематические цепи к основным и дополнительным тяговым органам.
Этот способ реализуется устройством для подачи и точного останова хлыстов в раскряжевочных установках, включающий цепной конвейер с траверсами, ведущим туером, центрирующий ролик, кинематически соединенный с туером, электродвигатель с редуктором, гидромотор с дополнительным редуктором, последовательно соединенным с основным редуктором, и систему управления с датчиком тока, блоком контроля скорости электродвигателя и блоками поочередного и одновременного включения электро- и гидродвигателей.
Недостатками известных технических решений является уменьшение эффективности использования гидросистемы и увеличение энергоемкости вследствие необходимости многократного увеличения расхода масла в гидросистеме, его давления, увеличения мощности гидросистемы и потребления электроэнергии из сети. Это вызвано тем, что гидромотор здесь должен работать с электродвигателем через дополнительный редуктор и поэтому должен обеспечивать частоту вращения не менее ≈ 3000 об/мин, т. е. приведенную к валу электродвигателя с учетом наличия дополнительного редуктора и приблизительно равную частоту вращения электродвигателя. Поэтому он должен работать с максимальным расходом и применительно, например, к гидромотору ВЛГ-400А с объемной постоянной ≈3 л/об это потребовало бы при работе в составе, например, раскряжевочной установки (РУ) ЛО-15А (С), увеличение расхода в его гидросистеме ≈до 900 л/мин. Однако в существующей гидросистеме обеспечивается лишь расход ≈100 л/мин.
Кроме того, здесь необходимо использовать повышенное давление в гидросистеме не менее ≈10 МПа (100 кг/см2) для обеспечения необходимого двигательного момента со стороны гидромотора. Однако в существующей гидросистеме обеспечивается давление лишь ≈ 5 МПа (50 кг/см2).
Все это приводит при использовании известного технического решения в составе РУ ЛО-15А (С) к очень неэффективной работе гидросистемы, а также к значительному увеличению массогабаритных показателей ее гидрооборудования и его стоимости.
Кроме того, при использовании известного технического решения, в общем случае, не обеспечивается заданная точность останова. Это вызвано тем, что при работе устройства в составе РУ необходим очень большой диапазон регулирования пониженных скоростей. Например, для обеспечения заданной точности останова хлыстов в позициях, соответствующих сортиментам с минимальными допусками (+0,01 м; +0,02 м; ±0,02 м и т. д. ) необходимо использовать очень малую скорость доводки хлыстов до заданной позиции при безупречном позиционировании 0,1-0,2 м/с.
Т. е. максимальная глубина регулирования должна составлять здесь 1: 25, что в условиях работы устройства в составе РУ не может быть стабильно обеспечена, а следовательно, не может быть обеспечена и заданная точность останова.
Вследствие необходимости значительного увеличения расхода масла в гидросистеме ( ≈ в 9 раз) и максимального давления (в 2 раза) при использовании предлагаемого технического решения по сравнению с параметрами гидросистемы РУ ЛО-15А (С) многократно повышается мощность гидросистемы, а также и потребление электроэнергии. Кроме того, увеличение потребления электроэнергии здесь получается и за счет того, что массивный цепной конвейер здесь работает только на большой скорости.
Известен способ подачи и точного останова хлыстов в раскряжевочных установках, включающий циклическую подачу хлыстов на заданные длины сортаментов с разгоном в два этапа до пониженной скорости электроприводом и от пониженной до большой скорости гидроприводом, доводку до позиций останова, регулирование малых скоростей в гидроприводе, изменение двигательного момента в электроприводе и давления в гидросистеме гидропривода, передачу двигательного момента через кинематические цепи к основным и дополнительным тяговым органам большой и пониженной скоростей и отключение приводов.
Этот способ реализуется устройством для подачи и точного останова хлыстов в раскряжевочных установках, включающем цепной конвейер с двухдвигательным приводом и соединенной с ним ведущей звездочкой, которая связана через цепной редуктор с центрирующим роликом, два дополнительных центрирующих ролика, механизм свободного хода, один из двигателей привода выполнен в виде гидромотора и связан с валом основного центрирующего ролика, дополнительные ролики кинематически связаны с основными и через механизм свободного хода с ведущей звездочкой конвейера, причем верхние точки образующих поверхностей основного и одного из дополнительных роликов расположены выше верхней точки образующей ведущей звездочки, прижимной ролик, механический тормоз, гидросистему с регуляторами потока гидродвигателя и систему управления.
Недостатками этого технического решения также является необходимость значительного увеличения расхода в гидросистеме для обеспечения большой скорости и перемещения хлыстов гидромотором, например, ≈ 3,0 с/с. Кроме того, для обеспечения необходимых двигательных моментов для перемещения хлыстов максимальных масс, т. е. mх= 3500-4000 кг при максимальном коэффициенте трения скольжения траверс по направляющим К ≈ 0,3 необходимо при питании маслом гидромотора использовать повышенное по сравнению с гидросистемой РУ ЛО-15А (С) давление ≈ 10 МПа ( 100 кг/см2).
Все вышесказанное также вызывает многократное увеличение мощности гидросистемы и потребление электроэнергии. При этом также существенно уменьшается эффективность использования гидросистемы, так как при необходимости многократного увеличения мощности и массогабаритных показателей гидросистемы эта увеличенная по мощности, расходу и давлению гидросистема используется только в период циклов подачи и точного останова, который по продолжительности составляет лишь ≈ 50% от полного цикла раскряжевки. При этом в течение второго этапа цикла работы гидросистемы требуется многократно меньшая ее мощность.
В свою очередь, для обеспечения заданной точности останова при использовании большой скорости ≈ 3,0 м/с здесь необходима глубина регулирования до ≈ 30: 1, т. е. еще большая, чем в аналоге. Устойчивую пониженную скорость в гидроприводе при регулировании в таком диапазоне получить также сложно, а следовательно, и при этом не обеспечивается заданная точность останова.
Целью изобретения является повышение точности, эффективность использования гидросистемы и снижение энергоемкости.
Поставленная цель достигается тем, что в известном способе, включающем циклическую подачу хлыстов на заданные длины сортиментов с разгоном в два этапа до пониженной скорости и от пониженной скорости до большой скорости, торможение, доводку до позиции останова, регулирование малых скоростей в гидроприводе, изменение двигательного момента в электроприводе и давления в гидросистеме гидропривода, передачу двигательного момента через кинематические цепи к основным и дополнительным тяговым органам большой и пониженной скоростей и отключение приводов, согласно изобретения, циклические подачи производят при совместном использовании электропривода и гидропривода, при этом на первом этапе разгона, увеличивают передаточное отношение к основному тяговому органу, пониженной скорости и двигательный момент гидропривода, а двигательный момент электропривода уменьшают, при этом на втором этапе разгона уменьшают передаточное отношение к основному тяговому органу большой скорости и двигательный момент гидропривода и увеличивают двигательный момент электропривода.
В свою очередь, на первом этапе разгона гидромотор в двигательном режиме разгоняют до максимальной частоты вращения, а на втором этапе гидромотор в режиме гидронасоса разгоняют до установившейся частоты вращения электродвигателя.
Кроме того, давление в гидросистеме гидропривода уменьшают при проведении первого этапа разгона и дополнительно уменьшают при проведении второго.
При этом второй этап разгона и перемещения на большой скорости осуществляют только с хлыстами пониженных масс.
В свою очередь, увеличивают момент электродвигателя при проведении на первом этапе разгона хлыстов повышенных масс и их перемещениях на пониженных и малых скоростях.
Кроме того, при перемещениях вершинных частей хлыстов величину пониженной скорости увеличивают.
В известном устройстве подачи и точного останова хлыстов в раскряжевочных установках, включающем цепной конвейер с траверсами, ведущим туером, основной дополнительные и вспомогательные центрирующие ролики с валами, установленные выше уровня траверс электродвигатель с ре- дуктором, гидросистему с регуляторами потока и гидромотором, кинематические цепи с различными передаточными отношениями от двигателей к туеру и роликом, механический тормоз с приводом от гидроцилиндра и систему управления с блоками одновременного включения и отключения электродвигателя и гидромотора при подаче и останове и связанными между собой блоком ступенчатого разгона гидромотора и электродвигателя с изменением отношений его кинематических цепей к хлысту и блоком регулирования моментов в электроприводе, согласно изобретения, основной центрирующий ролик установлен между дополнительным и вспомогательным центрирующими роликами, а его вал соосно соединен с выходным валом редуктора электропривода и валом гидромотора, на корпусе которого шарнирно закреплены рычаги, в которых размещен дополнительный рычаг, выполненный с возможностью перемещения по вертикали относительно уровня траверс, отношение радиуса основного центрирующего ролика к передаточному отношению его кинематической цепи от электродвигателя выполнено одинаковым с отношением радиуса туера к передаточному отношению его кинематической цепи и меньшим, чем отношение радиуса дополнительного и вспомогательного роликов к передаточным отношениям их кинематических цепей, а отношение радиуса вспомогательного ролика к передаточному отношению его кинематической цепи выполнено большим и меньшим, чем соответствующие отношения основного и дополнительного роликов, при этом система управления снабжена блоком поочередного предварительного разгона приводов до максимальной частоты вращения гидромотора и окончательного их разгона электродвигателем до его номинальной частоты вращения, блоком уменьшения давления в гидромоторе при окончательном разгоне электродвигателя, блоком увеличения момента электродвигателя при его предварительном разгоне, при этом блок уменьшения давления в гидромоторе при окончательном разгоне электродвигателя связан с блоком ступенчатого разгона гидромотора и электродвигателя с изменением передаточных отношений его кинематических цепей к хлысту и выходы блока поочередного предварительного разгона приводов до максимальной частоты вращения гидромотора и окончательного их разгона электродвигателем до его номинальной частоты вращения соединен с выходами блока регулирования моментов в электроприводе и блока уменьшения давления в гидромоторе при окончательном разгоне электродвигателя.
В свою очередь, основной ролик выполнен цилиндрическим, радиус которого больше радиусов остальных роликов.
Таким образом, по сравнению с прототипом предлагаемое техническое решение позволяет получить следующие преимущества.
Вследствие того, что здесь осуществляется одновременная работа приводов при осуществлении всех этапов циклических подач на заданные длины, а именно на первом этапе разгона и перемещений хлыстов на пониженных скоростях при увеличенном передаточном отношении кинематической цепи электропривода и при максимальном двигательном моменте гидромотора, то это позволяет использовать гидромотор при минимальном расходе масла в гидросистеме, компенсируя на этих этапах необходимый двигательный момент в системе приводы-подающий механизм - хлыст со стороны электропривода, который, в свою очередь, можно использовать с пониженной мощностью.
В свою очередь, разгон хлыстов пониженных масс на втором этапе от промежуточной скорости до большой скорости осуществляется преимущественно одним электроприводом, но в условиях уже его полного разгона до установившейся частоты вращения, которая на втором этапе разгона не увеличивается, а фактическое повышение скорости перемещения хлыста достигается далее не за счет повышения частоты вращения двигателей, а за счет изменения передаточного отношения кинематической цепи электродвигателя.
Это позволяет иметь значительно меньшую глубину регулирования скорости вращения гидромотора, так как максимальная ее величина вместо, например, скорости ≈ 2,5-3,0 м/с составляет лишь ≈ 0,6-0,8 м/с. Поэтому вместо диапазона регулирования, например 25: 1, она составляет здесь лишь ≈ 6: 1 или менее.
Это дает возможность при использовании дросселей или регуляторов потока получить необходимые и устойчивые малые скорости, а следовательно, обеспечивает для всех сортиментов заданные точности их останова.
Кроме того, вышеуказанные особенности осуществления операций предлагаемого технического решения позволяет использовать полностью и без изменений существующую гидросистему без увеличения ее расхода, а также и при использовании существующего уменьшенного давления в гидросистеме. Все это также дает возможность значительно увеличить эффективность использования в целом гидросистемы существующей раскряжевочной установки. Кроме того, здесь также значительно уменьшается мощность гидросистемы и электропривода, а также инерционность разгоняемой системы, так как все хлысты повышенных масс перемещаются только на пониженных скоростях.
На фиг. 1 показан вид сверху первого варианта механизма подачи и некоторых узлов раскряжевочной установки; на фиг. 2 - вид сбоку узлов первого варианта; на фиг. 3 - вид сверху второго варианта механизма подачи; на фиг. 4 - вид сбоку второго варианта; на фиг. 5 и 6 - схемы положений дополнительного ролика при их подъемах и опусканиях; на фиг. 7 - часть гидросхемы раскряжевочной установки, используемой для гидромотора и гидроцилиндра подъема и опускания дополнительного ролика; на фиг. 8 - схема управления силовыми цепями электродвигателя; на фиг. 9 и 10 - электросхема управления подачей; на фиг. 11-14 - механические характеристики приводов при различных вариантах работы устройств.
Устройство для подачи и точного останова хлыстов в раскряжевочных установках, реализующее предлагаемый способ, содержит цепной конвейер 1 с гибким тяговым органом 2 типа ЛО-15А (С) с гладкими траверсами 3, например, сегментного типа, ведущий туер 4, основной центрирующий ролик 5, вал которого 6 закреплен в подшипниках 7. Он может быть выполнен с ребордами (фиг. 1) или цилиндрическим (фиг. 3). Соосно с валом 6 установлены и соединены с ним редуктор 8, двигатель 9 электропривода и гидродвигатель (гидромотор) 10. Кроме того, последовательно с цепным конвейером 1 и между основным роликом 5 и туером 4 установлены дополнительный центрирующий ролик 11 и вспомогательный стационарный центрирующий ролик 12. При этом дополнительный центрирующий ролик 11 закреплен в рычагах 13, шарнирно закрепленных на валу 6 основного ролика 5, размещенных в прорезях 14 бортов 15 роликового механизма и выполненных с возможностью перемещения по вертикали от уровня I относительно уровня II траверс под действием гидроцилиндра 16.
Кроме основной кинематической цепи с редуктором 8 в устройстве используется кинематическая цепь 17 от основного центрирующего ролика 5 до туера 4, кинематическая цепь 18 от основного центрирующего ролика 5 до дополнительного центрирующего ролика 11 и кинематическая цепь 19 от основного центрирующего ролика 5 до вспомогательного центрирующего ролика 12.
При этом основная кинематическая цепь с редуктором 8 обеспечивает, например, при передаточном отношении редуктора (iр = 16) скорость основного центрирующего ролика vо.ц.р. ≈ 0,83 м/с. В свою очередь, кинематическая цепь 17 с передаточным отношением i17 = 1,33 обеспечивает линейную скорость перемещения тягового органа также vт.о≈ 0,83 м/с.
Кроме того, кинематическая цепь 18 имеет передаточное отношение i18 = 0,33 (ускоряющая передача) и поэтому на дополнительном ролике 11 обеспечивается, например, скорость vд.ц.р ≈2,5 м/с. В свою очередь, передаточное отношение кинематической цепи 19 составляет, например i19 = 0,67 (ускоряющая передача) и поэтому скорость вспомогательного центрирующего ролика 12 составит vв.ц.р = 1,34 м/с. При этом общие передаточные отношения кинематической цепи от двигателя 9 до туера 4 составит здесь, например, iд-т = ip x i17 = = 16 х 1,33 = 21,3.
В свою очередь, общее передаточное отношение от двигателя 9 до дополнительного центрирующего ролика 11 составляет, например, iд-д.ц.р = ip x i18 = 16 х 0,33 = 5,3.
Передаточное отношение от двигателя 9 вспомогательного центрирующего ролика составляет, например, iд-в.ц.р = ip x i19 = = 16 х 0,67 = 10,7.
Поэтому отношения радиусов туера и роликов к передаточным отношениям их кинематических цепей до двигателя составит
= 
= 0.011 м
= 
= 0.011 м
= 
= 0.034 м
= 
= 0.017 м. Таким образом, вышеуказанные линейные скорости в основных и дополнительных тяговых органах большой и пониженных скоростей обеспечиваются за счет того, что отношение радиуса основного центрирующего ролика к передаточному отношению его кинематической цепи от электродвигателя ( 
) выполнено одинаковым с отношением радиуса туера к передаточному отношению его кинематической цепи (
) и меньшим, чем отношение радиусов дополнительного и вспомогательного роликов к передаточным отношениям их кинематических цепей
и
, а отношение радиуса вспомогательного ролика к передаточному отношению его кинематической цепи 
выполнено большим и меньшим, чем соответствующие отношения основного и дополнительного роликов 
.
Для пояснения работы устройства в составе РУ на фиг. 1, 2, 3, 4 позицией 20 показан пильный станок и позицией 21 приемный стол.
Гидросистема гидромотора 10 и гидроцилиндра 16 подъема и опускания дополнительного ролика 11 содержит напорный трубопровод 22 и сливной трубопровод 23 в бак 24, узел 25 управления гидромотором 10, включающий распределитель 26 с магнитами 27 и 28, предохранительными клапанами 29 и 30 и обратными клапанами 31 и 32.
В свою очередь, гидроцилиндр 16 управляется распределителем 26 с магнитом 34. Кроме распределителей 26 и 33 здесь используются распределители 35 и 36 с ограничением хода золотников, выполняющие функции регуляторов потока, с магнитами 37 и 38.
Поэтому при отключенных магнитах 37 и 38 участки магистрали 39 и 40 соединяются со сливной магистралью 23 и баком 24 напрямую. В свою очередь трубопроводом 41, а также трубопроводами 39 и 40 напорная магистраль 22 соединяется при включении магнитов 37 и 38 со сливной магистралью 23 и баком уже через золотник 42 и 43 с ограничением их хода, выполняющие функции дросселей или регуляторов лотка и в большей или меньшей степени ограничивающие на выходе гидромотора расход масла в гидромоторе 10, а следовательно, и регулирующие его малые скорости. Кроме того, в данной гидросистеме используется дистанционно управляемый клапан 44 с разгрузочным распределителем 45 с магнитом 46. В схеме также используется редукционный клапан 47.
Двигатель 9, например, с фазным ротором подключен к сети (фиг. 8) трехфазного тока пускателями 48 "Вперед" и 49 "Назад" и к сети постоянного тока 50 для осуществления динамического торможения. В его роторной цепи включены сопротивления 51 и шунтирующие их пускатели 52 и 53.
На фиг. 9 и 10 в схеме управления используются промежуточные реле 54-60, включаемые контакты крестового выключателя 61, 62, 63, причем последний может быть выполнен в виде его центральной кнопки. Кроме того, здесь используются контакты 64 тумблера и ножных педалей 65, 66, а также реле времени 67, 68 и 69. На фиг. 11 приведены механические характеристики приводов для варианта, когда максимальная частота вращения гидромотора 10 вследствие повышенного расхода в гидросистеме установлена большей, чем максимальная частота вращения электродвигателя 9. При этом здесь искусственная характеристика 70 электродвигателя, характеристика 71 гидромотора, например, при максимальном давлении в его гидросистеме ≈ 10 МПа (≈ 100 кг/см2), суммарная характеристика 72 электродвигателя и гидромотора (сумма характеристик 70 и 71) первого этапа разгона, первая дроссельная характеристика 73, суммарная характеристика 74 (сумма характеристик 70 и 73) при работе приводов на первой малой скорости, вторая дроссельная характеристика 75 и суммарная характеристика 76 (сумма характеристик 70 и 75) при работе приводов на второй малой скорости.
Кроме того, здесь позицией 79 показана суммарная характеристика приводов второго этапа их разгона при работе электродвигателя на естественной характеристике 77 и гидромотра на искусственной характеристике 78 с малым двигательным моментом, т. е. при максимальном уменьшении давления в гидросистеме гидромотора после отключения магнита 46 клапана 44.
В свою очередь, на фиг. 12 показаны механические характеристики для варианта, когда максимальная частота вращения гидромотора 10 выбрана меньшей за счет уменьшения расхода масла в его гидросистеме, чем максимальная частота вращения электродвигателя. Поэтому здесь показана двигательная характеристика 80 гидромотора 10 при несколько уменьшенном расходе в гидросистеме, но при максимальном давлении в гидросистеме ≈ 10 МПа, а позицией 81 показана суммарная характеристика вышеуказанной характеристики 80 и рассмотренной ранее искусственной характеристики 70, используемые на первом этапе разгона приводов. Для работы приводов по этому варианту на втором этапе их разгона здесь показана характеристика 82 при работе гидромотора 10 в режиме гидронасоса, но с минимальным тормозным моментом и при соответствующем давлении в гидросистеме гидронасоса после отключения магнита 46 клапана 44, а также естественная характеристика 77 электродвигателя. Последняя характеристика 77 и рассмотренная выше характеристика 82 гидромотора 10 в режиме гидронасоса с малым тормозным моментом в сумме составляют суммарную характеристику 83 работы приводов на втором этапе их разгона.
На фиг. 13 показаны суммарные характеристики работы приводов на малых скоростях, но для варианта работы гидромотора 10, характеристики которого для первого и второго этапов разгона показаны на фиг. 12. Поэтому фиг. 13 является продолжением характеристик, показанных на фиг. 12, но только используемые на этапе работы приводов на малых скоростях.
При этом анализ фиг. 11 и 13 показывает, что здесь используются аналогичные характеристики 73, 74, 75 и 76, а все отличия работы приводов касаются первого и второго этапов разгона.
На фиг. 14 показаны характеристики, используемые при перемещениях хлыстов различных масс, но при этом в гидросистеме 10 уменьшено давление, например, с 10 до 15 МПа. Поэтому для первого этапа разгона здесь для гидромотора 10 показана уже характеристика 84 его двигательного режима, при использовании которой уменьшаются расход, давление и мощность в гидросистеме гидромотора 10.
Вследствие этого на первом этапе разгона при подаче хлыстов пониженных масс используются характеристики 70, 84 электродвигателя и гидромотора, а при работе приводов на этапе малых скоростей используются дроссельные характеристики 85 и 86 гидромотора 10.
В свою очередь, при разгоне на первом этапе приводами хлыстов повышенных масс вместо искусственной характеристики 70 электродвигателя 9 здесь используется вторая искусственная характеристика 87 (замкнут пускатель 53), которая в совокупности с вышеуказанной характеристикой 84 образуют в этом случае суммарную характеристику 89 работы приводов на первом этапе разгона.
На этапе малых скоростей при перемещении хлыстов пониженных масс используются характеристики 90 и 91 (сумма дроссельных характеристик 85, 86 и искусственной характеристики 70). В свою очередь, позициями 92 и 93 показаны суммарные характеристики при перемещениях хлыстов повышенных масс на малых скоростях (сумма дроссельных характеристик 85, 86 и второй искусственной характеристики 87).
Остальные характеристики, используемые на фиг. 14 уже были рассмотрены выше. Кроме того, на фиг. 11, 12, 13, 14 по осям абсцисс показаны двигательные моменты электродвигателя и гидромотора, а также увеличенные двигательные моменты на выходном валу редуктора при его передаточных отношениях iр = 16 или iр = 25 и на осях ординат приведены частоты вращения гидромотора и частота вращения выходного вала редуктора 8 при ip = 16 и ip = 25.
Функция узла уменьшения давления в гидромоторе и гидроцилиндре 16 подъема и опускания дополнительного ролика 11 на фиг. 7 выполняет дистанционно управляемый клапан 44, узел 94 регулирования скорости гидромотора.
В свою очередь, в системе управления используется блок 95 одновременного включения и отключения двигателя 9 и гидромотора 10 при подаче и останове, блок 96 ступенчатого разгона гидромотора 10 и двигателя 9 с изменением передаточных отношений его кинематических цепей к хлысту, который соединен с блоком 97 регулирования моментов в электроприводе.
Кроме того, система управления снабжена блоком 98 поочередного предварительного разгона приводов до максимальной частоты вращения гидромотора 10 и окончательного их разгона двигателем 9 до его номинальной частоты вращения блоком 99 уменьшения давления в гидромоторе при окончательном разгоне электродвигателя и блоком 10 увеличения момента электродвигателя при его предварительном разгоне. При этом блок 99 уменьшения давления в гидромоторе при окончательном разгоне электродвигателя связан с блоком 96 ступенчатого разгона гидромотора 10 и электродвигателя 9 с изменением передаточных отношений его кинематических цепей к хлысту посредством цепей реле времени 69.
В свою очередь, выходы блока 98 поочередного предварительного разгона приводов до максимальной частоты вращения гидромотора 10 и окончательного их разгона двигателем 9 до его номинальной частоты вращения соединен с выходами блока 97 регулирования моментов в электроприводе и блоком 99 уменьшения давления в гидромоторе при окончательном разгоне электродвигателя посредством цепей реле 68 и 69 времени.
Устройство, реализующее предлагаемый способ может работать по нескольким вариантам:
Вариант 1. Используется устройство (фиг. 1) с редуктором 8 электропривода, имеющий, например, передаточное отношение ip = 16. Так как применительно по всем вариантам двигательный момент передается при использовании предлагаемого способа к основным и дополнительным тяговым органам большой и пониженных скоростей, то при взаимодействии хлыстов с траверсами 4 и основным центрирующим роликом 5 обеспечивается минимальная скорость перемещения хлыстов, например, ≈ 0,83 м/с.
В свою очередь, при взаимодействии хлыстов со вспомогательным центрирующим роликом 12 обеспечивается промежуточная скорость, например, ≈ 1,35 м/с, и при их взаимодействии с дополнительным центрирующим роликом 11 обеспечивается максимальная скорость их перемещения, например, ≈ 2,5 м/с. Поэтому при циклических подачах хлыстов пониженных масс, например, менее 1000-1200 кг, которых по количеству в настоящее время абсолютное большинство, на длины сортиментов свыше 2-2,5 м, когда целесообразно использовать большую скорость перемещения хлыстов, то в начале подачи оператор одновременно включает первым контактом 61 крестового переключателя реле 54, реле времени 69, пускатель 48, магниты 27 и 46 и контактом 65 второй ножной педали включает реле 59. При этом в начале разгона хлыста его наиболее тяжелая передняя часть взаимодействует с основным центрирующим роликом 5 с шипами, так как он установлен на уровне III выше уровня II траверс, а более легкая вершинная часть взаимодействует с гладкими траверсами 3 сегментного типа, коэффициент сцепления с которыми в 4-6 раз меньше, чем с роликами с шипами.
Осуществляется первый этап ступенчатого разгона хлыста и при этом основным тяговым органом является основной центрирующий ролик 5 пониженной скорости. К указанному основному тяговому органу пониженной скорости на первом этапе разгона увеличивают передаточное отношение и проводят его и остальные операции циклических подач при совместном использовании электропривода и гидропривода. Причем на первом этапе после включения магнита 46 давление в гидросистеме увеличивают до максимальной величины и поэтому соответственно увеличивают и двигательный момент гидропривода с гидромотором 10.
В свою очередь, вследствие того, что на первом этапе был включен только пускатель 48, то двигательный момент электропривода уменьшают. Поэтому гидромотор 10 на характеристике 71 работает с максимальным двигательным моментом, а двигатель 9 работает на искусственной характеристике 70 с минимальным двигательным моментом и оба привода осуществляют на первом этапе разгон хлыста, работая на суммарной характеристике 72 по точкам А1, В1, С1. После разгона электродвигателя 9 до установившейся частоты его вращения, т. е. до точки Д1, срабатывает реле времени 69, отключающее магнит 46 и включающее пускатель 52. Кроме того, реле 59 в начале первого этапа разгона включает реле времени 68, магнит 34 и гидроцилиндром 16 в течение первого этапа дополнительный ролик 11 начинает перемещаться по вертикали из нижнего положения I в верхнее положение Y, которое он достигает приблизительно к концу первого этапа разгона, т. е. здесь к моменту срабатывания реле времени 68. При этом при подъеме в положение Y дополнительный ролик 11 в начале воздействует на нижнюю поверхность хлыста, а затем до окончания первого этапа разгона его приподнимает и отрывает от основного ролика 5. К этому времени разгон двигателей 9 и 10 уже заканчивается. Поэтому после срабатывания реле времени 68 отключается магнит 46 и включается пускатель 52, и заканчивается первый этап разгона и начинается второй этап разгона, на котором основным тяговым органом становится центрирующий ролик 5 с шипами, так как с ним начинает взаимодействовать наиболее тяжелая часть хлыста, а с траверсами 3 продолжает взаимодействовать лишь его вершинная часть. При этом как уже указывалось выше, в начале второго этапа разгона отключается магнит 46 и включается пускатель 52. Поэтому на втором этапе разгона уменьшают передаточное отношение к основному тяговому органу большой скорости, т. е. к дополнительному центрирующему ролику 11, и двигательный момент гидропривода, который после отключения магнита 46 начинает работать на характеристике 78 с минимальным двигательным моментом, и увеличивают двигательный момент электропривода, который начинает работать на естественной характеристике 77. Вследствие этого приводы совместно работают на втором этапе на суммарной характеристике 79, следовательно рабочая точка установив- шейся скорости уже разогнанных приводов переходит из точки Д1 в точку Д2и приводы подготавливаются по второму этапу разгона хлыста от промежуточной скорости ≈ 0,83 м/с, которую обеспечивал в качестве основного тягового органа основной центрирующий ролик 5, до большой скорости, например ≈ 2,5 м/с, которую в качестве основного тягового органа уже обеспечивает дополнительный центрирующий ролик 11.
При этом второй этап разгона хлыста осуществляют уже в условиях полностью разогнанных приводов и поэтому этот этап проводится с увеличенной в 2-3 раза средней двигательной мощностью за процесс разгона хлыста, на втором этапе. Это в определенной степени компенсирует некоторое ухудшение условий разгона на втором этапе вследствие уменьшения к основному тяговому органу передаточного отношения (дополнительному ролику 11). При этом на втором этапе разгона приводы кратковременно снижают свою частоту вращения и поэтому рабочая точка перемещается, например, для данного хлыста из положения Д2 в положение Д3, где скорости приводов и разгоняемого хлыста становятся равными, а затем происходит их окончательный совместный разгон до точки Д4, где электродвигатель начинает работать на новой установившейся скорости при новом статическом моменте при перемещении хлыста на большой скорости ≈ 2,5 м/с дополнительным роликом 11.
На большой скорости ≈ 2,5 м/с хлыст перемещается над приемным столом 21 в позицию его останова, соответствующую, например, сортименту длиной ≈ 6 м. При этом его вершинная часть продолжает скользить по гладким траверсам 3. Перед заданной позицией оператор отключает контакт 65 ножной педали и реле 59 и включает контакт 66 второй педали и реле 60. Поэтому отключается магнит 34 и реле времени 69 и включаются магниты 37 или 38 и реле времени 67, а также отключается пускатель 52. Кроме того, реле 60 отключает пускатель 48 и включает пускатель 50.
Двигатель 9 кратковременно отключается от трехфазной сети и подключается к сети постоянного тока. Поэтому осуществляется торможение двигателя 9 в режиме динамического торможения. Кроме того, после включения, например, магнита 37 трубопроводы 39 и 40 соединяются уже не напрямую, а через регулируемый золотник 42 (дроссель) или через регулятор потока (здесь не показан). Поэтому расход масла в гидросистеме уменьшает свою скорость. Вследствие этого дополнительный ролик 11 снижает свою скорость С ≈ 2,5 м/с до ≈ 1,0-1,3 м/с. В то же время основной ролик 5 из-за его увеличенного ≈ в 3 раза передаточного отношения в кинематической цепи к двигателю 9 с редуктором 8 по сравнению с кинематической цепью 18 к дополнительному ролику 11, ролик 5 начинает вращаться на первой малой скорости ≈ 0,3-0,4 м/с, так как приводы начинают работать на суммарной характеристике 74. При этом после срабатывания реле времени 67 отключается пускатель динамического торможения 50 и вновь включается пускатель 48 "Вперед". Однако вследствие отключения пускателя 52 двигатель 9 начинает работать на искусственной "мягкой" характеристике 70, а гидромотор 10 на дроссельной характеристике 73.
Кроме того, здесь дополнительно используется интенсивное "инерционное" торможение, так как после отключения магнита 34 дополнительный ролик гидроцилиндром 16 опускается из положения IY в положение I. Поэтому движущийся на промежуточной скорости ≈ 1,00-1,3 м/с хлыст опускается на вращающийся уже на первой малой скорости ≈ 0,3-0,4 м/с основной ролик 5 с шипами и старается его разогнать, но этому препятствуют кинематические цепи ролика 5 и ротор двигателя 9, который со стороны ролика 5 соединен с ним через ускоряющую передачу и поэтому является в этих условиях маховиком с большим моментом инерции. Вследствие этого хлыст дополнительно интенсивно тормозится роликом 5.
Так как гидромотор 10 работает здесь на первой дроссельной характеристике 73, а электродвигатель продолжает работать на искусственной характеристике 70, то гидромотор 10 не дает возможности разгона двигателю 9 свыше скорости, задаваемой дроссельной характеристикой 73, и начинает работать на суммарной характеристике 74.
На первой пониженной скорости ≈ 0,3-0,4 м/с, которая здесь используется при подаче хлыстов в позиции останова, имеющих повышенные допуски на точность останова, он дотягивается до этой позиции. Если же подача хлыста осуществляется на длину сортимента, имеющего минимальные допуски, то перед позицией останова, в дополнение к включенной педали 65, оператор включает тумблер 64. При этом вместо магнита 37 уже включается магнит 38 и поэтому трубопровод 40 соединяется со сливной магистралью через второй дроссель 43, дополнительно уменьшающий расход масла в гидросистеме по сравнению с дросселем 42.
Поэтому гидромотор 10 уже начинает работать на второй дроссельной характеристике 75, а оба двигателя 9 и 10 - уже на суммарной характеристике 76. Поэтому приводы начинают работать на второй малой скорости, например 0,1-0,15 м/с. После доводки хлыстов на первой или второй малых скоростях до заданной позиции по командам датчика или оператора отключается контактом 61 реле 54 и оба двигателя 9, 10 останавливаются. Осуществляется точный останов хлыста. Затем дается команда на надвигание пильного диска 20 на хлыст, который его пропиливает, а затем осуществляется его подъем в исходное положение и одновременно сброска отпиленного сортимента приемным столом (не показана).
Вышеприведенные описания были приведены применительно к осуществлению процесса останова в направлении "Вперед". Однако это устройство может осуществлять операции останова в направлении "Назад". Отличием здесь является то, что вместо контакта 61 крестового переключателя перед остановом включают контакт крестового переключателя 62. Поэтому вместо пускателя 48 и магнита 27 включаются пускатель 49 и магнит 28. Это позволяет осуществлять торможение и перевод на малые скорости не только перед позицией останова хлыста, но и после ее перебега с доводкой его в заданную позицию в обратном направлении. При этом независимо от направления осуществления точного останова, в устройстве вместо дросселей 42 и 42 могут быть использованы регуляторы потока, обеспечивающие более стабильные характеристики 74 и 76 малых скоростей, если такие характеристики потребуются.
Вариант 2. Максимальная частота вращения гидромотора 10, определяемая заданным максимальным расходом в гидросистеме, здесь выбрана меньшей, чем установившаяся скорость двигателя 9. В этом варианте используются характеристики, показанные на фиг. 12. При этом на первом этапе разгона гидромотор 10 в двигательном режиме разгоняют до максимальной частоты вращения (точка С2) меньшей, чем функциональная частота вращения (точка С1) электродвигателя, а на втором этапе гидромотор 10 в режиме гидронасоса разгоняют двигателем 9 до установившейся частоты его вращения, а давление в гидросистеме гидромотора на втором этапе уменьшают. На фиг. 12 естественная характеристика 80 гидромотора 10 при уменьшенном расходе масла в гидросистеме, а искусственная характеристика 70 двигателя 9 аналогична первому варианту. При этом первый этап разгона осуществляется в два периода. Причем при осуществлении первого периода используется суммарная характеристика 81. При осуществлении второго периода первого этапа используется естественная характеристика электродвигателя 77 и новая искусственная характеристика 82 гидроцилиндра 10, работающего в режиме насоса очень малой производительности при минимальном давлении в гидросистеме, т. е. при отключенном магните 46 клапана 44. При этом суммарная характеристика показана уже позицией 83. Работа этого варианта, в отличие от первого варианта, осуществляется следующим образом. Здесь в системе управления (фиг. 10) вместо реле времени 68 используется реле времени 69. Поэтому после включения контактом 61 реле 54 последнее включает пускатель 48, реле времени 69, магниты 27 и 46. Осуществляется первый период разгона хлыста с использованием суммарной характеристики 81. При этом разгон осуществляется от точки А1 до точки В2, где срабатывает реле времени 69, которое дает команду на окончание первого периода разгона и на начало второго периода разгона.
При этом реле 69 отключает магнит 46 и в гидросистеме давление становится близким к нулю. Гидромотор 10 вследствие уменьшенного расхода в гидросистеме не может уже разогнаться сам свыше вышеуказанной точки С2. Однако двигатель 9 имеет повышенный двигательный момент на характеристике 77 и принудительно разгоняет гидромотор 10, работающий уже в режиме гидронасоса малой производительности на характеристике 82, а поэтому суммарная характеристика 83 незначительно отличается от суммарной характеристики 79 первого варианта.
При этом в процессе работы гидромотора 10 на искусственной характеристике 82 дополнительно к жидкости, поступающей из напорной магистрали 41 через распределитель 26, здесь добавляется под воздействием на гидромотор 10 электродвигателя 9 дополнительная жидкость через обратный клапан 31 из сливной магистрали 23, когда она работает в прямом направлении и через клапан 30 при их работе в обратном направлении. При этом на суммарной характеристике 83 осуществляется второй период этапа разгона от точки В3 до точки Д1.
Остальные операции этой циклической подачи осуществляются аналогично приведенному в варианте 1 описанию.
Вариант 3. Отличием этого варианта является то, что давление в гидросистеме гидропривода уменьшают при проведении первого этапа разгона и дополнительно уменьшают при проведении второго этапа. Это может быть осуществлено при использовании первого или второго вариантов механизма подачи (фиг. 1 и 3).
При использовании в процессе подачи хлыстов пониженного максимального давления вместо характеристик 71 или 80 гидромотора 9 используется (фиг. 14) характеристика 84. В свою очередь, дроссельные характеристики здесь 85 и 86. Кроме того, в этом варианте при подаче хлыстов пониженных масс используется искусственная характеристика 70, а при перемещениях хлыстов на малых скоростях используют суммарные характеристики 90, 91.
Вариант 4. Работа по этому варианту осуществляется также как и в варианте 3, но для случаев перемещения хлыстов повышенных масс. Однако отличием этого варианта от варианта 3 является то, что здесь увеличивают момент двигателя 9 при проведении на первом этапе разгона хлыстов повышенных масс и их перемещениях на пониженных и малых скоростях. Поэтому здесь используется искусственная характеристика 87 электродвигателя 9 с повышенным двигательным моментом по сравнению с характеристикой 70, которая получается после включения пускателя 53 центральной кнопкой 63 переключателя.
При использовании характеристики 87 электродвигателя 9 с повышенным двигательным моментом и характеристики 84 гидромотора 10 с уменьшенным двигательным моментом получают для использования на первом этапе разгона суммарную характеристику 88.
При осуществлении второго периода первого этапа в гидромоторе 10 используют характеристику 82 при его работе в режиме гидронасоса при минимальном давлении в гидросистеме.
В свою очередь, на малых скоростях используют при применении характеристики 88 электродвигателя суммарные характеристики 92 и 93 со значительно увеличенными двигательными моментами. Переход на характеристики 87 и 88 осуществляется здесь также при включении реле 56 центральным контактом 63 крестового переключателя, который включает пускатель 53.
Кроме того, отличием этого варианта применительно к хлыстам повышенных масс является также то, что при их перемещении дополнительный центрирующий ро- лик 11 не используется и поэтому здесь хлысты перемещают только на промежуточных ≈ 0,83 м/c и малых скоростях основным тяговым органом роликом 5 и дополнительным тяговым органом цепным конвейером 1, так как при этом магнит 34 не включают. Так как при этом к ролику 5 и туеру 4 передаточное отношение в их кинематических цепях от двигателя выполнено наибольшим, чем к другим тяговым органам, то это дополнительно способствует увеличению двигательного момента, передаваемому к хлысту. Кроме того, на вышеуказанной пониженной скорости ≈ 0,83 м/с осуществляют перемещение хлыстов неправильной геометрической формы и любых хлыстов при их подаче на длину короткомерных сортиментов, например, менее 2-2,5 м.
Вариант 5. Его отличием является то, что при перемещении вершинных частей хлыстов величину пониженной скорости увеличивают. Это достигается тем, что вершинные части хлыстов при подаче контактируют уже не с роликом 5, а со вспомогательным роликом 12, так как вершинные части здесь занимают уже положение YI, т. е. выше уровня III основного ролика 5. Поэтому для вершинных частей хлыстов основным тяговым органом в этом случае становится уже ролик 12, который выполнен с большей скоростью, чем ролик 5, например, вместо пониженной скорости ≈ 0,83 м/с. Ролик 12 имеет увеличенную пониженную скорость ≈ 1,35 м/с.
При этом вершинные части в большинстве случаев не требуют точного останова и могут в настоящее время использоваться, например, на немерный баланс и др. подобные сортименты. Т. е. их необходимо только убрать с подающего механизма для осуществления с минимальными задержками последующей подачи лесоматериала.
Выше были рассмотрены различные варианты использования предлагаемого способа. Однако, например, повышение эффективности использования гидросистемы и снижение энергоемкости здесь может быть дополнительно обеспечено и некоторыми конструктивными особенностями устройства, реализующего предлагаемый способ. Для достижения вышеуказанного технического результата, например, увеличивают передаточное отношение редуктора 8 с ip = 16 до ip = 25.
Однако при этом частота вращения центрирующего ролика 5 и цепного конвейера значительно уменьшаются. Это противоречие может быть ликвидировано тем, что основной центрирующий ролик 5 может быть выполнен цилиндрическим и с радиусом большим, чем радиус остальных роликов 11 и 12. Это реализуется во втором варианте механизма подачи, показанного на фиг. 3.
Таким образом, предлагаемый способ и реализующее его устройство по сравнению с базовым вариантом позволяют повысить точность останова хлыстов, так как здесь для любых допусков на точность останова требуется значительно меньший диапазон регулирования малых скоростей, например, вместо 25: 1 лишь 8: 1. Это дает возможность обеспечить наиболее простыми техническими средствами более стабильные малые скорости, обеспечивающие заданную точность останова.
Кроме того, предлагаемое техническое решение позволяет многократно уменьшить расход масла в гидросистеме раскряжевочной установке по сравнению с базовым вариантом и более того, позволяет практически полностью использовать существующую гидросистему РУ ЛО-15А (С) не только для тех операций, для которых она предназначена, но и для новых операций разгона, перемещения хлыстов на различных скоростях, для интенсивного торможения и для осуществления точного останова. Все это дает возможность значительно увеличить эффективность использования гидросистемы раскряжевочной установки в целом.
Применение предлагаемого технического решения также дает возможность при прочих равных условиях, по сравнению с базовым вариантом, уменьшить и потребление электроэнергии из сети, так как здесь одновременно с электродвигателем используется гидромотор. При этом оба двигателя здесь могут работать в условиях, обеспечивающих минимальное потребление электроэнергии за счет использования более эффективных передаточных отношений к тяговым органам и возможности работы здесь гидромотора с уменьшенной мощностью (56) Авторское свидетельство СССР N 1299784, кл. В 27 В 27/00, 1987.
Сущность изобретения: осуществляют разгон хлыстов в два этапа до пониженной скорости и от пониженной скорости до большой скорости, торможение, доводку до позиций останова с регулированием малых скоростей в гидроприводе 10, изменение двигательного момента в электроприводе с двигателем 9 и редуктором 8 и давления в гидросистеме гидромотора 10 с помощью разгрузочного предохранительного клапана 44 с передачей от них двигательного момента через кинематические цепи (8, 17, 18, 19) с различными передаточными отношениями к основным и дополнительным тяговым органам 5, 11, 12 и 4 большой и пониженных скоростей и отключение приводов, причем все операции циклических подач проводят при совместном использовании электропривода и гидропривода с двигателем 9 и гидромотором 10. На первом этапе разгона при перемещении на пониженных скоростях увеличивают передаточное отношение кинематической цепи 8 от приводов к ролику пониженной скорости 5. Двигательный момент гидромотора 10 увеличивают за счет повышения давления в его гидросистеме клапаном и уменьшают его в электроприводе путем отключения пускателей в его роторной цепи. На втором этапе разгона и перемещениях хлыстов на большой скорости уменьшают передаточное отношение кинематической цепи 18 к основному тяговому органу - дополнительному ролику 11 большой скорости, двигательный момент гидромотора 10 путем уменьшения давления в его гидросистеме клапаном и увеличивают двигательный момент в электроприводе за счет включения в роторных цепях двигателя 9 пускателя. 2 с. и 6 з. п. ф-лы, 14 ил.
