Исполнительный механизм системы автоматического управления горных машин Советский патент 1984 года по МПК F16K31/02 E21C35/24 

Изобретение относится к автомати ческому и дистанционному управлению выемочными, проходческими и другими горными машинами с гидроприводом. Известен исполнительньй механизм системы автоматического и дистанцио ного управления комбайнов 1ГШ-68, КШ-ЗМ - гидрораспределитель РП-2 с электромагнитным приводом во взрыво безопасном исполнении lj . Сднако повреждения кабеля, соеди няющего взрывобезопасные корпуса РП-2 и его источника питания при эксплуатагщи в шахтах, опасных па газу и пьши, создают опасность обслуживающему персоналу. Известен гидрораспределитель с электромагнитным приводом 1РП2, обмотки электромагнитов которого обра ботаны специальным блоком искрозащи ты. Исполнительный механизм гидрораспределителя состоит из распределительного элемента с блоком установки его в среднее полсжеиие, блока искрозащиты, двух приводных элек ромагнитов, одны выводы которых объединены между собой, а другие соединены с первым и вторым выходами блока искрозащиты, соответствукяцие входы которого через развязыааю(цие элементы подключены к вводным клеммам 2. Однако в условиях работы системы управления по нагрузке и при неблагоприятных сочетаниях его времени отключения и времени перестановки статора гидронасоса происходит бьктрая выработка ресурса. В первом случае вблизи зоны нечувствительности по току регулятора нагрузки, алгоритм работы которого такой, что с уменьшением рассогласования длительность управляняцюс импульсов уменьшается, исполнительный ь еханизм успева ет следить за случайными изменениями тока, а во втором - возможно возш4Кновение автоколебаний по скорости подачи. Увеличенное время отключения обусловлено влиянием искрозащитных шунтов и его невозможно существенно уменьшить за счет принятых конструктивных мер (немагнитная прокладка, Дополнительная пружина в стопе). Подача в рабочую или дополнительную обмотки кратковременного импульса противоположной полярности существенно усложняет распределитель. 01 .2 Целью, изобретения является увеличение срока службы исполнительного механизма за счет обеспечения определенного времени включения и отключения при искробезопасности его цепей. Указанная цель достигается тем, что исполнительный механизм системы автоматического управления горными маиинами, содержащий распределительный элемент с блоком установки его в среднее положение и двумя приводными Электромагнита1«м, одни выводы которых объединены между собой, а другие соединены с первым и вторым выходами блока искрозащиты, соответствующие входы которого через развязывающие элементы пoдкJнoчeны к вводньи клеммам, дополнительно снабжен стабилизатором напряжения и блоком ИЛИ, при этом стабилизатор напряжения включен между третьим выходом блока искрозаишты и объединенными межу собой обмотками электромагнитов, входы блока ИЛИ подключены к вводным { леммам, а выход - к управляющему входу стабилизатора напряжения. На чертеже приведена приципиальная .электрогидравлическая схема устройства. Исполнительный механизм содержит распределительный элемент 1, блок 2 установки распределительного элемента в среднее положение, блок 3 искрозащиты, два приводных электромагнита 4 и 5 развязывающие элементы (диоды) 6 и 7, Одни выводы электромагнитов соединены между собой, другие - соединены с первым и вторым выходами блока искрозащиты, соответствукнцие входы которого через диоды 6 и 7 подключены к вводным клеммам. Стабилизатор 8 напряжения включен между третвям выходом блока искроэащиты и объединенным выводом обмоток электромагнитов, входы диодного блока ИЛИ 9 подключены к вводным клеммам, а выход - к управляющему входу стабилизатора напряжения. Стабилизатор напряжения образован двумя последовательно соединенными стабилитронами 10 и 11, причем параллельно стабилитрону 11 включен ключ на транзистсч е 12. Диоды блока ИЛИ выбиравотся с требуемым запасом по прямому току и обратному напряжению, а соответствуюП1ая конструкция обеспечивает его механическую неповреждаемость. Напряжение питания подается на вводные клеммы 13-14 или 15-14 в зависимости от требуемого изменения скорости подачи комбайна.х Устройство работает следукицим образом. Исполнительный механизм коммутируют, подавая или снимая с выхода регулятора режимов очистного комбайна напряжение источника питания электромагнитов. В системах автоматического управления выемочными горными машинами используются регуляторы с релейным выходом, причем релейный элемент обладает как зоной нечувствительности j так и гистерезисом Вследствие симметрии схемы рассмотрим работу устройства при перемещении распределительного элемента толь ко в одну сторону. Подав напряжение на вводные клеммы 13-14, замыкают ключ на транзисторе 12, так как при этом на управляющий вход стабилизатора 8 поступает высокий потенциал с выхода блока 9, который через резистор подается на базу транзистора 12 и открывает его. Напряжение стабилизатора принимает низкий уровень, что достигается выбором величины напряжения стабилизации стаби Нитрона 10 намного меньшей, чем ста билитрона 11. Искробезопасность при включении исполнительного механизма, обеспечивается искробе опасностью источника питания. Ток обмотки электи ромагнита 4 нарастает со скоростью пропорциональной разности между напряжением источника питания и суммой напряжений на диоде 6 и стабилитрона 10. Величина этой суммы выбирается из условия требуемого удлинения времени срабатывания при одновременном обеспечении достаточной величины коэффициента запаса по току срабатыванияч Электромагнит, включаясь, пер мещает распределительный элемент, ко торый соответствующим образом коммутирует потоки жидкости в выходных каналах исполнительного механизма. В результате исключаются лишние перемещения распределительного элемента, вызванные поступлением слишком кратковременных импульсов из-за особенностей работы регулятора режимов. При нахождении тока электродвигателя вблизи зоны нечувствительности в соответствии с алгоритмом работ регулятора с уменьшением рассогласо1014 вания по току длительность управляющих импульсов уменьшается и исполнительный механизм отрабатывает случайные изменения тока. Поэтому, учитывая свойство самовыравнивания объекта и некритичность системы управления, в которой применяется данный исполнительный механизм, к динамической точности отработки, управляющее воздействие при этом можно снять, В предлагаемом устройстве это осуществлено введением требуемой задержки на срабатывание. Тем самым достигается повьппение срока службы исполшстельного механизма. При отключении исполнительного механизма снимается напряжение с вводных клемм 13-14. Это вызывает размыкание ключа транзистора 12, появление на выходе стабилизатора напряжения высокого уровня и возникновение электродвижущей силы самоин дукции, величину которой задают суммой напряжений стабилизации стабилитронов 10 и 11 и которая определяет скорость уменьшения тока в обмотке. Этот ток, уменьшаясь, достигает такой величины, что под воздействием пружин блока 2 распределительн1Л1 элемент возвращается в среднее положение. При этом напорная магистраль запирается, а канапы управления гидронасосом соединяются со сливом. Величину высокого уровня напряжения стабилизатора выбирают из условия, чтобы время отключения исполнительного механизма соответствовало максимальной точности отработки. Это позволяет уменьшить количество его срабатыва 1й по сравнению с известным устройством как за счет увеличения точности отработки при дистанционном управлении, так как и за счет исключения возможности автоколебаний в автоматическом режиме. В предлагаемом устройстве достижение требуемого времени включения и отключения исполнительного механизма осуществлякется за счет использования общего стабилизатора на две обмотки. Однако нежелательного увеличения времени отпускания в случае, когда одна из обмоток отключается, а другая в это время включается, не происходит, так как такой режим невозможен, если регулятор испра- . вен. Использование стабилизатора напряжения с двумя значениями выходно 1120 го напряжения позволит наряду с достижением требуемых временных характеристик не разрабатывать специальный, а использовать серийно выпускаемый искробезопасный источник питания. Изобретение позволяет согласовать быстродействие исполнительного механизма с динамикой работы системы ав6томатического управления режимами горных мапмн при одновременном обеспечении искробезопасности. Это предот вращает возникновение автоколебаний и вызванную ими быструю наработку ресурса, а также уменьшает общее число срабатываний исполнительного механизма, т.е. повьшает его срок службы.

ИСПОЛНИТЕЛЬНЫЙ МЕХАНИЗМ СИСТЕШ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ГОРНЫХ МАШН, содержащий распределительный элемент с блоком установки его в среднее положение и двумя приррЧПЩ i..xl.,I водными электромагнитами, одни выводы которых объединены между собой, а доугие соединены с первым и вторым выходаьш блока искрозащиты, соответствующие входы которого через развязывающие элементы подключены к вводным клеммам, отличающийс я тем, что, с цепью увеличения срока службы исполнительного механизма за счет обеспечения определенного времени включения и отключения, он дополнительно снабжен стабилизатором напряжения и блоком ИЛИ, при этом стабилизатор напряжения вклютен между третьим выходом блока искрозащиты г и объединенньми между собой обмоткаки электромагнитов, входы блока ИЛИ (П подключены к вводным клеммам, а выход - к управляющему входу стабилизатора напряжения. ff tV ftOfOtl/Cfplr/ifff ta yfi/aerfjfffft/f 2f f - гд ; N9 ffOftOft f/iaS 0m fietff ffna/oa/x iv- О