Способ определения степени загрузки ковша погрузчика Советский патент 1986 года по МПК E02F9/20 

Изобретение относится к погрузочно- транспортному оборудованию, в частности к способам автоматического контроля заполнения ковша погрузчика при дистанционном управлении вне прямой видимости погрузочного органа.

Цель изобретения - повышение эффективности путем сокращения времени и упрощения процесса измерения при дистанционном управлении.

На фиг. 1 показана функциональная схема устройства для реализации способа; на фиг. 2 - график экспериментальной зависимости времени опускания стрелы от загрузки.

Устройство содержит стрелу 1 с гидроцилиндром 2 подъема стрелы, к штоковой и поршневой полостям которого через распределитель 3 подключены напорная 4 и сливная 5 магистрали. Распределитель 3 имеет четыре позиции: I - «Подъем (порщневая полость соединена с напорной, а штоковая - со сливной магистралями), П - «Опускание (порщневая полость соединена со сливной, щтоковая - с напорной магистралями), III - «Нейтраль (обе полости отключены от магистралей), IV - «Взвешивание (обе полости соединены между собой и со сливной магистралью). Распределитель 3 снабжен датчиком 6 контроля положения IV «Взвещивание, выход которого подключен к одному из входов схемы 7 совпадения, к другому входу которой подключен датчик 8 верхнего положения стрелы. По вертикали на заданном расстоянии h от датчика 8 размещен датчик 9 нижнего положения стрелы. Выходы схемы 7 и датчика 9 подключены к входам дистанционного переключателя 10, соответствующие выходы которого соединены с цепями включения и отключения таймера 11. Дистанционный переключатель 10 находится в одном из двух устойчивых состояний при подаче напряжения на соответствующий вход. Таким образом, таймер 11 включается в момент появления напряжения на выходе схемы 7 и отключается после срабатывания датчика 9. Выход таймера 11 соединен с индикатором 12 загрузки.

Способ основан на экспериментально- аналитических исследованиях, показавших, что время свободного опускания стрелы погрузчика линейно зависит от веса погрузочного органа и при полной загрузке ковша уменьшается на 1 -1,8 с.

Из уравнения свободного опускания поршня в гидроцилиндре

,dV „„.,

mjj- mg

l 4g

выведена формула для времени опускания рабочего органа

,m/kVEi)3Arch(lllK);

К

m

- fVrg

где ш - масса рабочего органа с ковшом, 5приведенная к щтоку гидроцилиндра;

tnp

- сила трения поршня;

h - расстояние перемещения стрелы; g - ускорение свободного падения;

I - коэффициент местных сопротивлений;

„ и fo- площади поршня и дросселирующего отверстия.

Для конкретного погрузчика величины К

и тр постоянны, Ь задается постоянным,

поэтому время t опускания зависит только

от массы m рабочего органа, причем по мере

увеличения m сомножитель Arch ({-) уменьшается быстрее, чем растет сомножитель , что приводит к практически линейному снижению времени опускания. Загрузку Р ковща можно определить из выражения

t - to

где а - постоянный коэффициент, зависящий от Fmp, h, I, fn, fo (определяется

„экспериментально или аналитически для каждого типа погрузчика), кН-с;

to - время опускания стрелы с пустым

ковщом на заданное расстояние, с.

По экспериментальным зависимостям

времени опускания стрелы от загрузки для погрузчиков ПД-8М (а) и ТОРО-350Д (б) определены коэфициенты пропорциональности для ПД-8М - 96 кНс, для ТОРО- 350Д 104 кН с.

Способ реализуется следующим об0 разом.

По окончании загрузки распределитель 3 переводят в положение I «Подъем, соединяя поршневую полость гидроцилиндра с напорной магистралью 4, и поднимают стрелу на произвольную высоту, превышаюшую высоту установки датчика 8. В процессе подъема срабатывают датчики 8 и 9, однако таймер 11 остается отключенным, поскольку напряжение на выходе датчика 6 и, следовательно, схемы 7 отсутствует.

0 Затем распределитель 3 переводят в положение IV «Взвешивание, соединяя обе полости гидроцилиндра 2 со сливной магистралью 5. При этом срабатывает датчик 6 и стрела опускается под действием собственного веса. В процессе опускания сраба5 тывает датчик 8, на выходе схемы 7 появляется напряжение и дистанционный переключатель 10 включает таймер 11. Затем срабатывает датчик 9, что приводит к переходу

переключателя 10 в другое состояние и к отключению таймера 11. Таким образом, показание индикатора 12 загрузки соответствует времени свободного опускания стрелы, зависящему от степени загрузки ковша.

Проверка предлагаемого способа проводилась на ковшовых погрузочно-транспорт- ных машинах ПД-8М и ТОРО-350Д. В качестве таймера использовался генератор прямоугольных импульсов, соединенный со счетчиком импульсов через замыкаюшие контакты реле, обмотка которого подключе

на к выходу бесконтактного путевого переключателя серии БВК, закрепленного на раме машины. Величина h перемещения стрелы задавалась в виде ширины переключающего упора, связанного со стрелой с возможностью перемещения в зазоре путевого переключателя. Результаты показали, что при загрузке ковша эталонным грузом от О до 80 кН время свободного опускания стрелы на высоту 20 см линейно уменьшалось с 2,0 до 0,8 с (ПД-8М) и с 1,6 до 0,3 с (ТОРО- 350Д).

2.0

1,0

О

25

75

- Р,к//