Устройство управления рабочим процессом землеройно-транспортной машины Советский патент 1987 года по МПК E02F9/22 

Изоб|1етсм 1 е относится к зсмлсройно- транспортпым машинам, например скреперам.

Целью изобретения является повы- Н1ение 1роизводительности путем оптими- зации процесса заполнения ковша.

На фиг. 1 приведен график оптимального заглубления рабочего органа земле- ройно-транспортной маи.1ины; на фиг. 2 - функциональная схема системы управления рабочим процессом землеройно-транснорт- ной машины; на фиг. 3 - зависимость тяговой мощности N- , рабочей скорости Vp и буксования движителя И от силы тяги Р; на фиг. 4 - пример реализации функциональной схемы устройства.

Система управления содержит земле- ройно-транспортную машину 1 (например, скрепер), рабочий орган 2, датчик 3 тяги, преобразователь 4 сигнала силы тяги, датчик 5 тяговой мощности, преобразователь 6 тяговой мощности, элемент 7 сравнения, датчик 8 положения рабочего органа, за- датчик 9 начального заглубления, блок 10 формирования сигнала управления, исполнительный гидромеханизм 11.

Одной из возможных реализаций предлагаемого устройства является гидравлическая система управления рабочим процессом скрепера (фиг. 4). Датчиком силы тяги является гидроцилиндр 12, смонтированный в механизме крепления скрепера с базовым трактором. Штоковая полость гид- роцилиндра 12 соединена с управляющим распределителем 13, являющимся преобразователем 4 сигнала силы тяги, и регулятором 14 насоса 15 переменной производительности, выполняющим роль задатчика 5 тя :oвoй мощности и преобразователя 6 тя.го- вой мощности, кинематически связанного с ведомым колесом скрепера.

Управляющий распределитель 13, содержащий пружипу 16 и винтовой механизм 17, связан гидролиниями 18 и 19с распределителем 20, гидролинией 21 - с гид- роклапаном 22, гидролинией 23 - с силовым гидроцилиндром 24 и гидролинией 25 --- с регулируемым дросселем 26.

Распределитель 20 соединен гидролинией 27 с насосом 28 и предохранительным клапаном 29, гидролинией 30 - с фильт- ром 31 и баком 32 и гидролинией 33 -- с обратным клапаном 34.

Гидроклапан 22, являющийся датчиком положения рабочего органа, снабжен стопором 35, являющимся задатчиком величины начального заглубления пружиной 36, и связан гидролинией 37 с обратным управляемым клапаном 38, и гидроцилиндром-датчиком 39.

Обратный управляемый клапан 38 соединен гидролинией 40 с баком 32 и гид- ролинией 41 - с гидролипией 23.

Силовой гидроцилиндр 24, являющийся исполнительным гидромеханизмом, и гид

0

5

0

0

-,.

5

0

5

роцилиндр-датчик 39 соединены с рабочим органом 42 (ковшом) скрепера.

Система управления работает следующим образом.

В начальный момент времени, когда скрепер разогнался до скорости 14., а рабочий орган 42 не заглублен, сила тяги мала и равна силе сопротивления передйи- жению мащины (тока А на фиг. 3). Поэтому давление PI,развиваемое гидроцилиндром 12, мало. Регулятор 14 насоса 15 переменной производительности находится в положении, соответствующем минимальной подаче, и поэтому (несмотря на максимальную частоту вращения со вала насоса 15) его подача Э и перепад давления на регулируемом дросселе 26 малы.

Золотник управляющего распределителя 13, находясь под воздействием давлений PI и Р-2 усилия пружины 16, находится в крайнем левом положении.

При переводе распределителя 20 в положение заглубления рабочего органа 42 линия 27 нагнетания срединяется с линией 19. Жидкость от насоса 28 поступает в управляющий распределитель 13, гидролинию 21, гидроклапан 22 и поршневую полость силового гидроцилиндра 24. Жидкость из его штоковой полости поступает в управляющий распределитель 13, затем по гидро, 1ини- ям 23 и 30 - в фильтр 31 и далее сливается в бак 32.

Рабочий орган 42 начинает заглубляться, увеличивается сила тяги FT и тяговая мош,ность Nj. Так как давление P|, пропорциональное силе тяги, растет, регулятор 14 насоса 15 переменной производительности увеличивает подачу в и вместе с ней растет давление Р2, пропорциональное тяговой мощности. Настройки винтового механизма 17 и управляемого дросселя 26 выб- рань так, что при изменении соотнощения ..(. (F,, ) до точки В (фиг. 3) пружина 16 удерживает золотник управляющего распределителя 13 в крайнем левом положении.

При заглублении рабочего органа 42 начинает перемещаться шток гидроцилиндра-датчика 39. Давление в его поршневой полости уменьшается и золотник гидроклапана 22, преодолевая сопротивление пружины 36, перемещается вниз, перекрывая гидролинию от управляющего распределителя 13 к поршневой полости силового гидроцилиндра 24. Рабочий орган 42 останавливается на заданной глубине (точка Б на фиг. 3; точка to на фиг. 1).

Начинается наполнение ковша грунтом, растет сила тяги FT и тяговая мощность NT. При приближении к точке 3 (фиг. 3) интенсивность увеличения тяговой мощности снижается, рост давления Р-2 начинает отставать от роста давления P| и золотник управляющего распределителя 13 перемещается вправо, перекрывая окна, соединенные с силовым гидроцилиндром 24.

Дальнейший рост силы тяги приводит к увеличению буксования (б) и уменьшению рабочей скорости (Уд,) (фиг. 3). Это приводит к уменьшению подачи насоса 15 переменной производительности и, как следствие, к уменьшению давления Рг (точка Д на фиг. 3).

Золотник управляюш.его распределителя 13 под действием давления Р| перемещается вправо и соединяет линию 19 нагнетания с линией 23 (фиг. 4), соединенной со штоковой полостью силового гидроцилиндра 24.

Одновременно давление из линии 23 поступает в управляюш,ую линию 41 обратного управляемого клапана 38. При отсутствии давления в линии 41 клапан 38 проводит жидкость только из гидролинии 40 в гидролинию 37. При подаче давления в линию 41 обратный управляемый клапан 38 начинает проводить жидкость из гидролинии 37 в гидролинию 40 и соединяет нижнюю полость гидроклапана 22 с баком 32. Давления в верхней и нижней полостях гидроклапана 22 выравниваются и его золотник под действием пружины 36 поднимается вверх до стопора 35. Поршневая полость силового гидроцилиндра 24 соединяется с линией 21 управляющего распределителя 13 и далее - с баком 32.

Порщень силового гидроцилиндра 24 начинает подниматься вверх, выглубляя рабочий орган и у.меньшая силу тяги Fr, до тех пор, пока давление Р, (1) уменьшится и золотник управляющего распределителя 13 не займет нейтрального положения (точка Г на фиг. 3).

При дальнейшем увеличении силы тяги описанный процесс повторяется, пока режущая кромка рабочего органа 42 не выйдет на поверхность грунта и ковщ не заполнится грунтом.

Машинист скрепера переключает распределитель 20 на подъем рабочего органа (при

t

и

3

этом соединяются линия 27 нагнетания с линией 18 и линия 19 с линией 30 слива;, и процесс набора грунта заканчивается .

Обратный клапан 34 служит для подзарядки жидкостью гидроклапана 22 и гидро- цилиндра-датчика 39; жидкость в него поступает только в нейтральном положении распределителя 20. Давление зарядки определяется давлением на входе в фильтр. 0 Для задания величины начального заглубления рабочего органа 42 служит стопор 35. Вворачиванием его в корпус гидроклапана 22 уменьшают путь, который нужно пройти золотнику до перекрытия линий 21 управляющего распределителя 13.

Формула изооргтения

Устройство управления рабочим процес- 0 сом землеройно-транспортной машины, содер- датчик силы тяги, подключенный через преобразователь сигнала силы тяги к первому входу элемента сравнения, датчик тяговой мощности, подключенный через преобразователь тяговой мопшости к второму входу элемента сравнения, датчик положения рабочего органа и силовой гидромеханизм, отличающееся тем, что, с целью повьипения производительности путем оптимизации процесса заполнения ковша, устройство снабжено блоком формирования сигналов управления и задатником величины начального заглубления, выход которого подключен к первому входу блока формирования сигналов управления, к второму входу которого подключен датчик поло- 5 жения рабочего органа, а к третьему входу блока формирования сигналов управления подключен выход элемента сравнения, выход блока формирования сигналов управления подключен к исполнительному гидромеханизму.

5

0

tz

tt

t.

фиг.

стр

NT,,S

В Г

Л

f

/

X

Изобретение относится к землеройно- транспортной технике. Цель изобретения - повышение производительности машины 1 путем оптимизации процесса заполнения ковша. Устройство содержит датчики силы тяги 3, тяговой мощности 5 и положения 8 рабочего органа (РО) 2, преобразователи сигналов силы тяги 4 и тяговой мощности 6, элемент 7 сравнения, задатчик 9 начального заглубления, блок 10 формирования сигнала управления и исполнительный гидромеханизм 11. Преобразованные в одноименные величины тяговую мощность и си.ту тяги сравнивают между собой и с заданным значением. Дополнительно датчиком 8 измеряют величину заглубления РО 2 и в зависимости от ее изменения по сравнению с заданной задатчиком 9 величиной оптимального начального заглубления формируют в блоке 0 корректирующий сигнал управления величиной перемещения РО 2. За счет этого снижается сопротивление копанию, уменьшаются энергозатраты и снижается число непроизводительных перемещений РО 2. 4 ил. .S сл вч