Способ экстренной остановки ведомого вала рабочих органов машины и устройство для его осуществления Советский патент 1986 года по МПК F16P7/02 A01D75/18 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к сельскохозяйственному, и может быть использовано для экстренной остановки рабочих органов, например, кормоуборочного комбайна с целью защиты от попадания в них инородных предметов.

Цель изобретения - повьппение быстродействия.

На чертеже представлена схема устройства для экстренной остановки редомого вала рабочих органов кормо- уборочной машины.

Кормоуборочная машина (полностью не показана) содержит ведущий вал 1, жестко соединенный с двигателем 2, и ведомый вал 3, соединенный с коробкой 4 передач привода рабочих органов 5 измельчителя.

Устройство для экстренной останов- ки ведомого вала 3 содержит электромагнитную приводную муфту 6, связывающую валы 1 и 3 друг с другом. Кроме того, на ведомом валу 3 посажена электромагнитная тормозная муфта 7, ведомые части которой жестко соединены с корпусом машины. Устройство содержит также источник 8 питания, соединенный через переключатель 9 с тормозной муфтой 7 и с входом регу- лятора 10 тока, и датчик 11 нагрузки ведомого вала 3, соединенный с управляющим входом регулятора 10, выход которого соединен с приводной муфтой 6.

Датчик 11 выполнен в виде датчика момента (на чертеже показан условно) установленного на ведомом валу 3.

Работа устройства, с помощью которого осуществляют способ экстренно остановки ведомого вала рабочих органов измельчителя кормов, заключается, в следующем.

Часть мощности двигателя 2 через систему валов и клиноременных пере- дач (не показаны) передаются на ведущий вал 1 и через приводную муфту 6 - на ведомый вал 3. ДатчКк 11 непрерывно производит измерение сил сопротивления на ведомом валу 3, оказываемых растительной массой при ее перемещении и уплотнении. Полученный сигнал используется регулятором 10 для изменения тока, протекающего через катушку управления элект- ромагнитной приводной муфты 6. Изменение тока осуществляется по предварительно выбранному алгоритму таким

образом, чтобы поддерживалась следующая зависимость:

М„ (1,2-1,4)М,,

(1)

где М, - момент, передаваемый приводной муфтой, Н м; MC - момент сил сопротивления,

Н м.

Алгоритм работы регулятора 10 тока выбран из следующих зависимостей:

М, кт,;

F. к 1

(2) (3)

где к , Kj - коэффициенты пропорциональности;

F - тяговое усилие электромагнита, Н;

I - управляющий ток, протекающий через катущку приводной муфты, А. В этом случае регулятор 10 обеспечивает протекание через катушку приводной муфты тока, равного

к,; к.

(4)

При возникновении аварийной обстановки, требующей быстрой остановки рабочих органов, например, при попадании инородного предмета в поток растительной массы, падение момента М„ передаваемого приводной муфтой 6 после подачи команды на ее отключение и одновременное включение тормозной муфты 7, выражается зависимостью

V М„ 1,3 , (5)

где Т - параметр быстродействия муфты;

t - время, прошедшее с момента подачи команды до остановки рабочих органов;

е - основание натурального логарифма .

Через время t, чистого запаздьгеа- ния отключения приводной муфты 6, определяемого из равенств

М„ 1,3-М, е Т и 1, Т In 1,3

(6) (7)

начинается переходный процесс оста- ,ковки длительностью Тг , приводящий

к полной остановке рабочих органов с приводным валом. Причем путь S, проходимый инородным предметом с момента подачи команды на торможение до момента полной остановки рабочих органов, должен быть меньше расстояния между зоной обнаружения инородного предмета и режущей кромкой измельчающего барабана. Этот путь скла дьшается из двух частей

S + S V

I 2 Tiax

Ч + V(t)dt, (8)

/

где S, - путь, проходимый инородным предметом за время чистого запаздывания; S ,, - путь, проходимый инородным предметом за время переходного процесса; V - скорость движения растительной массы при отсут- ствии торможения; V(t) - скорость движения растительной массы во время переходного процесса.

В промежутке времени от нуля доТ инородный предмет движется с макси- мальной скоростью, а в промежутке от t до t, - замедленно.

В табл. 1 приведены данные расчетного времени t, чистого запаздывания отключения приводной муфты для известного и для предлагаемого устройства.

Пример. Проводились экспериментальные исследования способа экстренной остановки рабочих органов измельчителя кормов.

Исследования проводились для известного и для предлагаемого способов на установке, соответствующей устройству, с помощью которого осуществляется предлагаемый способ.

При возникновении аварийной обстановки, которая может привести к поломке измельчающего аппарата, нап

j

5

0

5

5

0

0

ример, при попадании инородного предмета в поток растительной массы, необходимо осуществить быструю остановку рабочих органов измельчителя.

Исследования проводились при подаче растительной массы 5-6 кг/м со скоростью подачи 1 м/с. Такой режим соответствуют техническим характеристикам самоходного кормсуборочного комбайна КСК-100, работающего на подборе провяленой травы из валка.

При исследовании известного способа по сигналу отключалась приводная-электромагнитная муфта и одновременно включалась тормозная электромагнитная ьгуфта. Замерялся тормозной путь, проходимый инородным предметом.

При исследовании предлагаемого способа, также с одновременным отключением электромагнитной приводной муфты включалась тормозная электромагнитная муфта, кроме того, проводились измерения величины нагрузки на ведомом валу и по результатам этих измерений проводилась корректировка предлагаемого вращающего момента путем изменения управляющего тока приводной муфты. После остановки рабочих органов замеряли путь, прохо- димьй инородным предметом с момента обнаружения до полной остановки. Данные исследований сведены в табл. 2.

Из табл. 1 и 2 видно, что предлагаемое изобретение позволяет значительно сократить время чистого запаздывания остановки рабочих органов и тем самым повысить надежность предотвращения попадания инородных предметов в измельчающий аппарат (особенно при небольших подачах растительной массы). Кроме того, уменьшаются требования к быстродействию применяемых электромагнитных муфт.

S1250767«

Таблица 1

Сравнение времени чистого запаздывания отключения приводной муфты в известном и предлагаемом устройстве при использовании электромагнитной муфты

Примечание. Среднее время чистого запаздывания в известном

J устройстве 0,37, а в предлагаемом 0,12.

Таблица 2

Сравнение тормозного пути инородного предмета по известному и по предлагаемому способам

l

1. Способ экстренной остановки ведомого вала рабочих органов машины путем отключения приводной и одновременного включения тормозной электромагнитных муфт,отличающийся тем, что, с целью повьтения быстродействия, предварительно осуществляют непрерывное измерение нагрузки ведомого вала и корректируют величину управляющего тока приводной муфты прямо пропорционально величине этой нагрузки. 2.Устройство для экстренной остановки ведомого вала рабочих органов машины, содержащее электромагнитные приводную и тормозную муфты для ведомого вала, соединенные с источником питания при помощи переключателя, отличающееся тем, что оно снабжено датчиком нагрузки ведомого вала и регулятором тока, через который приводная муфта соединена с источником питания, а датчик соединен с управляющим входом регулятора. 3.Устройство по п. 2, о т л и- чающееся тем, что датчик выполнен в виде датчика момента и установлен на приводном валу. (О to ел о Од sj

Редактор Ю. Середа

Составитель И. Кольцов Техред М.Ходанич

Заказ 4391/30

Тираж 652

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная 4

Корректор М. Шароош

Подписное