Система регулирования электромагнитного молота Советский патент 1988 года по МПК E21C37/24 

Изобретение относится к электромагнитным машинам ударного действия большой мощности (молотам), применяемым в горной, строительной и других отраслях промьииленности.

При использовании молота для разрушения негабаритов горных пород возникает задача регулирования энер гии в зависимости от размеров и крепости породы негабарита. При установке молота на неподвижных грохотах дробильно-перегрузочных устройств требуется кратковременное увеличение .энергии удара для разового разрушения попадающихся кусков труднодробимой породы. Поэтому разработка молотов, обеспечивающих кратковременное увеличение энергии удара для разового разрушения попадающихся кусков труднодробимой породы, является актуальной задачей.

Цель изобретения - увеличение энергии удара за счет увеличения скорости бойка

На фиг. 1 изображено конструктивное расположение датчиков положения бойка; на фиг. 2 - структурная схема устройства для регулирования электромагнитным молотом; на фиг, 3 - диаграммы работы устройства; на фиг.4 - схема блока 20 переключения; на . фиг. 5 ,- функциональная схема блоков

18и 19 управления; на фиг. 6 - принципиальная схема одного блока управления; на фиг. 7 и 8 - принципиальные схемы логических устройств.

На фиг. 1 изображены датчик 1 удара, направляющая труба 2, боек 3, датчик 4 нижнего положения, корпус молота 5, катушки 6, 7 электромагнитов, датчик 8 верхнего положения, датчик 9 крайнего верхнего положения на фиг. 2 - схема управления молотом которая состоит из двух одинаковых узлов регулирования тока, каждый из которых содерясит тиристорньй вьшрями- тель 10, 11, на входе которого включен трансформатор 12 и 13 тока, выход которого через выпрямитель 14, 1 подключен к входу регулятора 16, 17 тока, выход которого подключен к одному из входов блока 18 и 19 управления, и блок 20 переключения тирис- торных выпрямителей, выход которого подключен к второму входу блока 18,

19управления, а к первому и второму входам блока 20 переключения тирис- торных выпрямителей подключены COOT

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

ветственно кнопки Пуск и Стоп, вторые выводы которых подключены к отрицательной шине источника питания, к третьему входу 20 подключен выход усилителя-формирователя 21, вход которого подключен к датчику 4 нижнего положения и к четвертому входу блока 20 управления, при этом к третьему входу блока 20 подключены датчик 8 верхнего положения, датчик 1 удара и выход третьего усилителя-формирователя 22, вход которого подключен к датчику 9 крайнего верхнего положения и выход второго усилителя-формирователя 23, вход которого подключен к. датчику 1 удара.

Блок переключения (БП) организует цикл работы молота в соответствии с временными диаграммами, представленными на фиг. 3. При этом осуществляются следующие операции: включение выпрямителя 11 для работы в выпрямительном режиме, при этом включение возможно нажатием кнопки Пуск или от отрицательного сигнала датчика 1 удара; перевод выпрямителя 11 в ин- вертарньй режим по сигналу усилителя- формирователя 22 и снижение тока в обмотке 7 до нуля; отключение выпрямителя 11 после спадания тока в обмотке 7 до нуля; включение вьшрями- теля 1U для работы в вьшрямительном режиме, при этом включение производится от положительного сигнала датчика 4 нижнего положения; перевод выпрямителя на инвентарньй режим по сигналу усилителя-формирователя 21 и снижение тока в обмотке 6 до нуля; отключение выпрямителя 10 после спадания тока в обмотке 6 до нуля; включение выпрямителя 10 для работы в выпрямительном режиме. При этом включение производится от положительного сигнала датчика 9 крайнего верхнего положения; перевод выпрямителя 10 в инвертарньй режим по сигналу усилителя-формирователя 23 и снижение тока в обмотке 6 до нуля.

На фиг. 4 показана принципиальная схема БП, которая содержит: устройства 24-27 согласования, линии 28 и 29 задержки, логические устройства включения и отключения преобразователей 30, 31 и 32, 33.

Устройства согласования 24-27 служат для развязок сигналов датчиков и усилителей-формирователей, а также согласования этих сигналов с входными

сопротивлениями логических элементов на которых построен блок переключения..

Линии 28 и 29 задержек задают дли тельность инверторного режима работы преобразователей 10 и 11 и обеспечивают их отключение после спадания до нуля тока в о бмотках 6 и 7 соответственно.

Логические устройства включения 30, 31 и отключения 32 и 33, формируют сигналы на включение и отключение тиристорных преобразователей.

Принципиальная схема устройства включения показана на фиг. 7, она построена на четырех логических элементах И-НЕ 34-37, на вход первого из которых подключена дифференцирующая цепочка 38, 39, 40.

Принципиальная схема логического устройства отключения показана на фиг 8. Она построена на четырех логических элементах И-НЕ 41-44.

Каждый из блоков 18 (19) управле- ния содержит транзисторный ключ 45 (46) и шесть каналов управления 47 (48), 49 (50), 51 (52)-, 53 (54), 35 (56), 57 (58).

Транзисторный ключ 45 (46) служит для формирования общего для шести каналов сигнала управления. Логика работы ключа, режим преобразователя и величина напряжения управления поясняются таблицей.

100 от (-5) до Выпрямитель- нуляный

Каждый ключ 45 (46) содержит четыре транзистора, семь разделительных диодов, резисторы.

Сигналы управления с выхода ключ ей 45, 46 через контакты реле 59 поступают в каналы управления. Принципиальная схема одного канала управления показана на фиг. 6, канал содержит три транзистора 60-62. На транзисторе 60 собран генератор пилообразного

Q

5 0

5

О

5

0

5

0

5

напряжения, синхронизированньй с сетью путем подачи в базу транзистора напряжения синхронизирующего трансформатора. Транзистор 61 вьтолняет функцию нуль-органа. Транзистор 62 - усилитель-формирователь импульсов. В эмиттер транзистора 61 подается сигнал управления, общий для всех шести каналов 47 (48) - 57 (58). При подаче напряжения питания происходит заряд конденсатора 63 через потенциометр 64 до величины напряжения управления и,. При равенстве потенциалов базы н эмиттера транзистор 61 открывается, открывается также и транзистор 62, который формирует отрицатель- ньм импульс напряжения. Под действием этого напряжения через светодиод оптотары 65 протекает ток, открывается оптотиристор, а затем силовой тиристор преобразователя.

При подаче питания на блок 20 (фиг. 4) на выходах устройств 24 и 27 согласования этого блока устанавливается 1, а на выходах устройств 25, 26 согласования О. С выходов устройств 24 и 27 1 поступает на входы линий 28 и 29 задержки соответственно, начинается заряд конденсаторов 63 (фиг. 6) этих линий задержки. В течение времени заряда на выходе 28 и 29 будет 1, которая поступает на вторые входы логических устройств 30, 31 включения и отключения 32, 33, тем самым обеспечиваются на входах транзисторных ключей 45, 46 следующие сигналы: 5. 1, а по окончании паузы, создаваемой 28, вновь будет: , д - О, yi- 1.

Положительньм импульс с 31 поступает на третий вход блока 20 и также как положительный импульс с 23, на время паузы ,создаваемой линией 28, подает на вход ключа 45 следующие Сигналы: of,, 31,- О, (ь - 1, затем вновь будет of,, /i, - О, у, - 1.

Таким образом, после подачи напряжения на входе транзисторцьс клю- чей 45 и 46 будут сигналы (о(,, (, d, ц О у, У 1 1) обеспечивающие на выходе ключей напряжения управления, соответствукмцие отключенному состоянию обоих преобразователей. Система регулирования подготовлена к работе. .

Система регулирования для электромагнитного молота работает следующим образом.

При нажатии кнопки Пуск отрица- тельный импульс напряжения подается на вход устройства 25 согласования, обеспечивая на его выходе 1, которая проходит на первый вход устройства 31 (фиг. 4). Так как на второй вход устройства 31 с линии 28 задержки подается О, то на выходе его появляется 1, которая поступит на первый вход устройства 33 отключения и переведет его в состояние О. На вход ключа 46 поступят следующие сигналы: «2 у - О, ofjIl4tl

I .

При нажатии кнопки Пуск получает питание катушка 59 реле (фиг. 4), которое своими контактами соединит выход ключей 45 и 46 с входами каналов управления 47 (48), 49 (50), 51 (52), 53 (54), 55 (56), 57 (58) соответственно (фиг. 5) . о/ , Ji,, of,

Ц г О г 1. что соответствует включению преобразователей в инвентарный режим работы, однако сигналы управления не поступают на каналы управления, так как разомкнуты кон- такты реле 59, соединякщие эти цепи. Но окончании заряда конденсаторов 63 на выходе линий 28 и 29 появляется О, поступающий на вторые входы логических устройств включения 30, 31 и отключения 32, 33, тем самым обеспечивает на входе ключей 45, 46 следующие сигналы: o i ,/5,, o(j, /3

7-1, Уг- 1.

Одновременно при подаче питания формируются импульсы на усилителях- формирователях 21, 22 и 23 со следующей очередностью: первый - с 23, второй - с 22, третий - с 21. Причем паузы, формируемые с помощью усилителей-формирователей 21-23, значительно больше пауз, создаваемых линиями 28, 2-9 задержки.

00

Положительный импульс с /IJ поступает на третий вход блока 20 переключения, проходит на устройство 24 согласования, обеспечивая на его выхо- -де О, который подается на вход линии 28 задержки, на ее выходе в течение времени задержки, задаваемого этой линией, будет 1. На входе ключа 45 будет: л ,, -у,- /Ь, - 1,

а по окончании паузы, создаваемой 2S, вновь будет: о(, , /i, - uV; T l - Отрицательный импульс с 22 поступает на четвертый вход блока 2U, проходит на 27, обеспечивая на его выходе О, который подается на вход ли-. НИИ 29 задержки, на его выходе в течение времени, задаваемого этой линией ,будет 1. На входе ключа 46 бу- 0(2, - О. С выхода ключа 46 сигнал управления поступает через каналы 47, 49, 51, 53, 55, 57 в ти- ристорньш выпрямитель 11. В обмотке 7 нарастает ток до величины, определяемой уставкой регулятора 17 тока. Боек втягивается в обмотку 7 в течение времени, задаваемого усилителем-формирователем 22, который запускается при нажатии кнопки Пуск и подает отрицательньй импульс на четвертый вход блока 20. Этот импульс проходит на устройство 4 сопряжения, обеспечивая на его выходе О, который подается на вход линии 29 задержки , а на ее выходе будет 1. На входе ключа 46 будет: ,. jij- /ь - 1. Ключ 46 сформирует сигнал управления, обеспечивающий перевод тирис- торного выпрямителя 11 в инвертарный режим, ток в обмотке 7 спадает до нуля и по окончании паузы, отсчитываемой линией 29 задержки, на ее выходе появляется О, а на входе ключа 46 будет: D/2, ,- 1, тирис- торньш выпрямитель 11 отключается. Блок 3 продолжает двигаться вверх за счет накопленной кинетической энергии и при выходе бойка из зоны датчика 4 в нем (датчике) наводится поло- жител1зньй импульс, который поступает на четвертый вход блока 20. Этот импульс проходит на 26, обеспечивая на его выходе О, который подается на первый вход устройства 30. Так как на втором входе устройства 30, с линии 28 задержки подается О, то на выходе устройства 30 появляется 1, которая поступает на первый вход устройства 32 и переводит его в состояние О, На вход ключа 46 поступают следующие сигналы: /i,, у,- О dt, - 1. Ключ 45 подает в каналы 47, 49, 51, 53, 55, 57 сигнал управления, обеспечивающий выпрямительный режим работы тиристорного, выпрямителя 11. В обмотке 6 нарастает ток до величины, определяемой уставкой регулятора 16 тока, боек 3 на

чинает втягиваться в обмотку 6, Этот же положительньй импульс с датчика 4 поступает на вход усилителя-формирователя 41, выход которого соединен с третьим входом блока 20 и усилитель- формирователь 21 формирует положительньй импульс, поступающий на устройство 24 сопряжения, обеспечивая на его выходе О,.который подается на вход линии 28 задержек, а на ее выходе будет 1. На входе ключа 45 будет о/,, i- ft,- 1. Ключ 4 формирует сигнал управления, обеспечивающий перевод тиристорного выпря мителя 10 в инвентарный режим, ток в обмотке b спадает до нуля и по чании паузы, отсчитываемой линией 28 задержки, на ее выходе появляется О, а на выходе ключа 45 будет: с/,,

/1,- Т1, - 1, тиристорньй выпрямитель 10 отключается. Боек 3 за счет накопленной кинетической энергии продолжает двигаться вверх и достигает датчика 9 крайнего верхнего поло- жения, в котором наводится положительньй импульс, подаваемый на четвертый вход блока 20. Этот импульс проходит устройство 26 сопряжения, обеспечивая на его выходе О, кото- рый подается на первьй вход. Так как на втором входе устройства 30 с линии 28 задержки подается О, то на выходе устройства 30 появляется 1, которая поступает на первый вход устройства 32 и переводит его в состоя- ние О. На вход ключа 45 поступают следующие сигналы: /3,, -у, - О, oi - 1. Ключ 45 подает в каналы 47, 49, 51, 53, 55, 57 сигнал управления, обеспечивающий выпрямительный режим работы тиристорного вьшрямителя 10, В обмотке 6 нарастает ток до величины, определяемой уставкой регулятора 16 и боек 3 начинает двигаться вниз. Но сигналу усилителя-формирователя 23, пуск которого осуществляется датчиком 9 крайнего верхнего положения, выпрямитель 10 переводится в инверторньй режим, ток в обмотке 6 спадает до нуля и по окончании

5

Q п

5 5 0

0

паузы, отсчитываемой линией 28 задержки, тиристорньй выпрямитель 10 отключается. Воек 3 продолжает двигаться вниз и при подходе верхнего конца бойка к датчику 8 верхнего положения, в нем (датчике) наводится отрицательньй и тульс, который поступает на третий вход блока 20 и

ь...

включает выпрям11тель 41 в выпрямит- тельный режим. Боек 3 разгоняется вниз и при подходе к датчику 4 нижнего положения на четвертый вход бло ка 20 поступает отрицательный им- пульс-j переводящий выпрямитель 11 в инверторньй режим, ток в обмотке 6 спадает до нуля и,по окончании паузы, отсчитываемой линией 29, выпрямитель 11 отключается, а боек движется вниз и наносит удар по обрабатываемой поверхности. В момент удара с датчика 1 удара поступает отрицательный импульс на третий вход блока 20, переводящий тиристорньй вьшрямитель 11 в выпрямительный режим. Боек начнет подниматься и цикл работы молота повторится.

Формула изобретения

Система регулирования электромагнитного молота по авт. св. № 1216342, отличающаяся тем, что, с целью увеличения энергии удара за счет увеличения скорости бойка, в нее введены датчики верхнего положения бойка, удара молота и крайнего верхнего положения бойка и два усилителя-формирователя, при этом выходы датчиков удара и верхнего положения бойка объединены и подключены по входу второго усилителя-формирователя и к третьему входу блока переключе- ния, а выход датчика крайнего верхнего положения объединен с выходами второго усилителя-формирователя и датчика нижнего положения бойка и подключены к входу третьего усилителя-формирователя, выход которого объединен с выходом датчика удара молота.

Фиг.З

дуиеЛ

Изобретение относится к горной, строительной и другим отраслям пром-ти и предназначено для электромагнитных машин ударного действия. Цель изобретения - увеличение энергии удара за счет увеличения скороеА ти бойка. Для этого система имеет датчики 4, 8, 1, 9 соответственно нижнего, верхнего положений бойка, удара 1 молоти и крайнего верхнего положения бойка, два усилителя-формирователя (УФ) 22 и 23. Выходы датчиков 1 и 8 объединены и подключены к входу УФ 22 и к входу блока 20 пе реключения. Выход датчика 9 объединен с выходом УФ 23 и датчика 4 и подключен к входу УФ 23, выход которого объединен с выходом датчика 1. Датчиком 9 осуществляется пуск УФ 23, по сигналу с которого движется боек. При подходе его к датчику 8 наводится отрицательный импульс, поступающий на блок 20. Боек движется вниз и наносит удар по обрабатываемой поверхности. В момент удара с датчика 1 также поступает отрицательньй импульс на блок 20. Затем боек начинает подниматься и цикл повторяется. 8 ил., 1 табл. ; 00 00 ел ел О) ГЧ5 lyjue.Z

//«

uf.S

ЗВ

38 У.-ЧЬ

Фиг. 6

57Ф-

Фиг.7

58