Устройство для подачи и точного останова лесоматериалов на раскряжевочных установках Советский патент 1989 года по МПК B27B27/00 B27B5/29 

(риг.1

Изобретение относится к лесной промьшленнос ги и может быть применено в оборудовании для первичной обработки древесины.

Цель изобретения - снижение энергоемкости.

На фиг,1 показано устройство, вид сбоку; на фиг,2 - то же вид сверху; на фиг.З - схема подключения электродаигателя электропривода подаю щего транспортера к трехфазной и одно фазной сети; на фиг.4 схема подключения к трехфазной сети дополнительного электродвигателя дополнительного привода и узел регулирования его скорости; на фиг.5 - гидросхема управления гидроцилиндрами дополнительного ролика и механического тормоза; на фнг,6 механическая характеристика электродвигателя подающего транспортера при однофазном его питании; йа фиг.7 и 8 - схема управления при водами; на фиг,9 - естественная и искусственная характеристикиs используемые для обеспечения разгона электродвигателя подающего транспортера в режиме, близком к режиму холостого хода

Устройство для подачи и точного останова лесоматериалов на раскряже- вочнь х установках содержит цепной иодаюшдда транспортер 1 с гибким тя- говьм органом 2 и траверсами 3 и веду mtiM туером 4j который кинематической цепью 5 соединен с электроприводом с электродвигателем 6 и редуктором 7 (основным электроприводом), а также, центрирующий ролик 8, кинематической связью 9 соединенный с туером 4,

Кроме того, устройство содер кит дополнительный ролик 10j например, с шипами, который валами 11 и 12j проходящими через окна 13 и 14 в бортах 15 и 16J закреплен в рычагах 17 и 1Ь, шарнирно (19 и 20) установленных на основании бортов 15 и 16 и вьшолненных с возможностью подъема и опускания под действием гидроцилиндра 21 в положения I и II вьше И нилсе уровня III ролика 8, При этом дополнительный ролик 10 .установлен между туером 4 и центри- руюпдам роликом 8j снабжен механичесКИМ тормозом 22, например дисково-ко лодочным с тормозной скобой 23 с гидроцилиндром и тормозным диском 4, закрепленным на рычаге 17,

Ролик 10 также отдельной от кинематической цепи 5 основного привода дополнительной кинематической цепью

25 соединен с дополнительным приводом с электродвигателем 26 и редуктором 27, При этом кинематические цепи дополнительного привода выполнены с большим передаточным отношением,

чем кинематические цепи основного привода и поэтому основной привод в номинальном режиме обеспечивает, например, скорость перемещения лесоматериала (хлыстов) 1,8 м/с, а дополнительный «0,6 м/с. Кроме того, эти

кинематические цепи выполнены раздельно и поэтому также раздельно могут работать основной и дополнительные приводы или кинематически соединяться через хлысты.

Раскряжевочная установка также имеет пильный станок 28 и приемный стол 29.

При этом двигатель 6 основного

привода подключен к трехфазной сети (фиг13) пускателями 30 и 31 Вперед Назад либо через источник 3-2 пониженного трехфазного напряжения, например через статорные сопротивле

ния и т.д., или напрямую к номинальному напряжению через пускатель 33. Поэтому статорные обмотки 34 основного двигателя подключены к пониженному и номинальному трехфазному напряжению. Кроме того, пускателем 35 все фазы этого двигателя соединяются параллельно и подключаются к первой фа-; зe а нуль звезды 36 через сопротивление 37 пускатель 35 присоединяет

ко второй фазе.

В свою очередь двигатель 26 дополнительного привода (фиг,4) подсоеди нен к трехфазной сети пускателем 38 для получения промежуточной скорости,

Кроме того, он снабжен узлом 39 полут чения пониженных скоростей с симис- торами 40, схемой из управления с сопротивлениями 41, выпрямителями 42, трансформаторами 43, а также

датчиком 44 скорости, поляризованным реле 45 с регулировочным сопротивлением 46 и промежуточные реле 47 и 48.

На фиг,5 гидроцилиндр 21 дополнительного ролика 10 соединен с напорной 49 и сливной 50 магистралями гидросистемы через распределитель 51 с магнитами 52 и 53. Кроме того, гидроцилиндр соответствующей тормозной

31451012

скобы 23 дисково-колодочного тормоза

ка

22, который из-за малых размеров не показан на фиг.2,и поэтому имеет одинаковую со скобой нумерацию, подсоединен к напорной и сливной магистралям через распределитель 5 с магнитом 55.

На фиг.6 показана характеристика 56 основного двигателя 6 при его питании однофазным напряжением и обеспечением при этом промежуточной скорости 1/3 от номинальной. При этом ветвь 57 характеристики 56 соответствует режиму его рекуперативного тор- можения, а сама характеристика 56 соответствует двигательному режиму работы двигателя 26 на промежуточной и пониженной скорости с точками А, В, С и др.

На фиг.7 в схеме управления устройством показаны кнопочные посты 58 и 59 для подачи хлыстов на различные заданные длины сортиментов (условно показаны два таких кнопочных пос- 25 подающий механизм - хлыст, та), - - -- .- 1

20- хода (точка Б), соответст гону двигателя 6 при непод ханизме подачи и хлысте, п 91 - один из статических м (точка F) разгоняемой сист

реле 60 и 61 заказа, реле 62 автоматического режима и блок 63 подключения основного двигателя 6 к пониженному трехфазному напряжению в иапр авлении Назад, Вперед и к номинальному трехфазному напряжению. При этом блок 63 содержит реле 64, реле 65 и 66 времени, контакты 67 и 68 конечных выключателей крайнего и исходного положений пильного диска 28 и кнопку 69 начала работы устройства.

Блок 70 предварительного размыкания и замыкания механического тормоза содержит схему управления магнитом 55 замыкания и размыкания механического тормоза 22 гидроцилиндром 24.

Блок 71 датчиков позиций останова хлыстов содержит условно усилители 72-75 предварительных (72, 74) и основных (73,75) позиций останова хлыстов с выходными пороговыми элементаУстройство- работает сле разом.

После подачи и раскряже дущего хлыста пильньш стан

30 гается на лесоматериал (хл

пропиливая его, воздейству ный выключатель 67 его кра жения . При этом включается которое включает пускатель

35 65 времени. Одновременно р блоке 84 включает реле 85, нее включает магнит 53 и магнит 52.

Поэтому гидроцилиндр 21

40 ролик 10 из положения II,

уровня III туера, до полож ше туера и, поднимая при э интенсивно с ним сцепляется того, реле 64 в блоке 70 о

45 магнит 55 тормозной скобы м кого тормоза 22 и последний ется.Двигатель 6 включается нии Назад, и часть ведом

Двигатель 6 включается в направлении Назад, и часть ведомой ветви

ми 76-79, которые условно показаны как реле. При этом пороговые элементы тягового органа цепного подающего ме- 76, 78 дают команду на перевод хлыста ханизма 1 из свободного положения V на торможение и на промежуточную переводится на ведомую ветвь и зани- скорость, а пороговые элементы 77, мает ослабленное положение VI.После срабатывания реле 65 времени пус79 на перевод их на пониженные скорое-, ти и на отключение приводов в позициях останова. Кроме того, в блоке 71 используются промежуточные реле 80-82 и контакт крестового переключателя 83.

55

катель 31 отключается, а после возвращения пильного диска в исходное положение срабатывает конечный выключатель 68, который отключает реле 64.

подающий механизм - хлыст,

Блок 84 управления приводом вертикального перемещения дополнительного ролика содержит схему управления магнитами 52 и 53 подъема и опускания ролика 10 с промежуточным реле 85.

На фиг.8 показано продолжение схемы управления устройством. Блок 86 одновременного включения приводов

содержит также реле 87 времени.

На фиг.9 показаны механические . характеристики короткозамкнутого асинхронного двигателя 6 основного привода. При этом позицией 88 показана естественная характеристика, позицией 89 - характеристика пр и питании этого же двигателя трехфазным понижен1гым напряжением, позицией 90 - прямая статического момента холостого

хода (точка Б), соответствующая разгону двигателя 6 при неподвижных ме-. ханизме подачи и хлысте, позицией 91 - один из статических моментов (точка F) разгоняемой системы приводы -

5 подающий механизм - хлыст,

Устройство- работает следующим образом.

После подачи и раскряжевки предыдущего хлыста пильньш станок 28 подви0 гается на лесоматериал (хлыст) и,

пропиливая его, воздействует на конечный выключатель 67 его крайнего положения . При этом включается реле 64, которое включает пускатель 31 и реле

5 65 времени. Одновременно реле 64 в блоке 84 включает реле 85, а последнее включает магнит 53 и отключает магнит 52.

Поэтому гидроцилиндр 21 поднимает

0 ролик 10 из положения II, ниже

уровня III туера, до положения I выше туера и, поднимая при этом хлыст, интенсивно с ним сцепляется. Кроме того, реле 64 в блоке 70 отключает

5 магнит 55 тормозной скобы механического тормоза 22 и последний размыкается.Двигатель 6 включается в направлении Назад, и часть ведомой ветви

тягового органа цепного подающего ме- ханизма 1 из свободного положения V переводится на ведомую ветвь и зани- мает ослабленное положение VI.После срабатывания реле 65 времени пус55

катель 31 отключается, а после возвращения пильного диска в исходное положение срабатывает конечный выключатель 68, который отключает реле 64.

После возврата пильного диска 28 в исходное псложение оператор выдает заказ, т.е. нажимает, например, кнопку 59, соответствующую позиции .останова хлыста для .длинномерного сортимента с относительно большими допусками, например пиловочнику, стройлесу и . Включаются реле 61, 62, пускатели 30 и реле 66 времени .Цвпгатель 6 начинает работать на характеристике 89 с понргаенным двига-. моментом. После срабатывания реле 66 времени, Нсшример, в точке В срабатывают пускатели 33 и 38. Поэтому двигатель 6 переходит на естественную характеристику 88 в точку С и далее разгоняется до точек

К, Dj Тов. до статического моменПоэтому в начале этапа выравнивания ролик 10 наряду с участием в процессе разгона хлыста одновременно

g опускается и, спуская хлыст до основного ролика 8, выходит из зацепления с ним, а следовательно, разрьшает кинематическую связь дополнительного привода с хлыстом.

10 Поэтому в конце этапа выравнивания дополнительный Привод, помогая разогнаться до промежуточной скорости 0,6 м/с, затем из дальнейшего участия в разгоне исключается, а заТ5 ключительный этап разгона от точки С до установившейся скорости в точке F в направлении X осуществляется одним основным приводом с двигателем 6, Таким образом, предварительный разгон

зетвь при практически еще неподвижном хг ысте переходит из ослабленного па- ложения VI в натянутое положение VIII. После того, как выбираются все зазорьц начинается разгон подающего механизма и хлыста двигателями 6 и 26. При этом двигатель 6 в направлении IX от точки D уменьшает частоту

га 90 рго холостого хода.20 основного привода по характеристике

. п начальном этапе разгона ведущая ABC в режиме холостого хода его двигателя осуществляется без больших пусковых токов, а также в зоне повы-, шения двигательных мощностей, мень- 25 ших скольжений и с использованием саморегулирования двигательного момента двигателя 6 основного привода. При-этом его разгон происходит в условиях его разгрузки на этапе выравниMilll, J-Л J А А V- 4.4Vjri J х.. л. «.«

вращения в зависимости, от статическо- 30 вания со, сгоронь, дополнительного при- го момента и момента инерции разго- вода, что существенно повьш1ает эффек- няемой системь. Если эти величины тивность использования двигателя ос- мшгы, то двигатель 6 снижает частоту . новного привода, улучшает его тепло вращения относительно немного, а если вой режим и поэтому наоборот, то в большей степени. Поэто-35 зовать в качестве двигателеи основ му механизм подачи и хлыст увеличи- . ного привода короткозамкнутын двига- вают свою скоростьэ а двигатель 6 ее. тель.„„

уненьшает... Таким образом, на этом эта- Далее основным Р-°;°« f пе происходит выравнивание частот . ремещается н большой скорости, на вращения основного двигателя 6 и раз-.40 пРИ- «.« , .:

гоняемых из неподвижного положения двигателя 26 масс хлыста и механизма подачи. Поэтому разгона условно назван этапом выравнивания. На этапе выравнивания, вследствие сншсения частоты вращения двигателя 6 в зависимости, от статического момента и момента инерции разгоняемых масс системь происходит саморегули- роваьше его двигательной мощности.

После сниже1шя угловой скорости основного двигателя, например, до точки с частоты вращения двигателя 6, а также двигателя 26 и разгоняемых масс становятся одинаковыми.

Так как -в начале разгона реле 62 в блоке 84 отключает реле 85 то при. этом отю1ючается магнит 53 и включается магнит 52.

воздействии на предварительный датчик в блоке 71 от усилителя 74 срабатывает выходной пороговый элемент 78, который включает реле 80. Последнее 45 в блоке 84 включает магнит 53 и от- киючает магнит 52. Поэтому гидроци- ,. линдром 2 ролик 10 вновь сцепляется с хлыстом.

Так как номинальная скорость ролика 10 составляет 0,6 м/с, то осуществляется интенсивное реуперативное торможение хлыста дополнительном приводом. Кроме того, реле 80 включает магнит 55 механического тормоза 22 55 и поэтому осуществляется постепенное плавное его замыкание.

Одновременно реле 80 отключает пускатели 30, 31 и включает два пускателя 35. Последние соединяют ста50

Поэтому в начале этапа выравнивания ролик 10 наряду с участием в процессе разгона хлыста одновременно

опускается и, спуская хлыст до основного ролика 8, выходит из зацепления с ним, а следовательно, разрьшает кинематическую связь дополнительного привода с хлыстом.

Поэтому в конце этапа выравнивания дополнительный Привод, помогая разогнаться до промежуточной скорости 0,6 м/с, затем из дальнейшего участия в разгоне исключается, а заключительный этап разгона от точки С до установившейся скорости в точке F в направлении X осуществляется одним основным приводом с двигателем 6, Таким образом, предварительный разгон

Далее основным Р-°;°« f ремещается н большой скорости, на пРИ- «.« , .:

воздействии на предварительный датчик в блоке 71 от усилителя 74 срабатывает выходной пороговый элемент 78, который включает реле 80. Последнее в блоке 84 включает магнит 53 и от- киючает магнит 52. Поэтому гидроци- ,. линдром 2 ролик 10 вновь сцепляется с хлыстом.

Так как номинальная скорость ролика 10 составляет 0,6 м/с, то осуществляется интенсивное реуперативное торможение хлыста дополнительном приводом. Кроме того, реле 80 включает магнит 55 механического тормоза 22 и поэтому осуществляется постепенное плавное его замыкание.

Одновременно реле 80 отключает пускатели 30, 31 и включает два пускателя 35. Последние соединяют ста

7

торные обмотки основного двигателя 6 параллельно и подсоединяют их к одной из фаз, а нуль звезды 36 двигателя подсоединяют этим же пускате- лем через ограничительное сопротивление 37 к второй фазе. При этом в короткозамкнутом роторе образуется в три раза большее число полюсов. Поэтому, основной двигатель 6 переходит с осуществлением достаточно интенсивного рекуперативного торможения по ветви 57 (фиг.6) на промежуточ-, ную скорость А: 1/3 ОТ номинальной на ветви 56 характеристики, например до точки А, соответствующей скорости s;0,6 м/с. При этом он развивает двигательный момент-г 0,5 от номинального в точке В. Поэтому один основной двигатель 26 в этом случае может па- ремещать только. подающий механизм (двигательный момент, соответствующий, например точке А на фиг.6) или подающий механизм с хлыстами небольших масс (точка А). Так как хлысты этих масс имеют небольшое сцепление с роликом 10, то для этих хлыстов пониженная скорость обеспечивается и задается в основном со стороны ос новного двигателя 6, работающего на скорости «0,6 м/с. .

Однако в тех случаях, когда масс хлыстов увеличиваются то из-за недостатка двигательного момента один основной двигатель не смог бы обесп чить повышенный двигательный момент и, снижая свою скорость ниже точки С, остановился бы. Однако при исползовании предложенного технического рещения сцепление ролика 10 с хлыс- том увеличивается и дополнительный привод разгружает основной двигател и поддерживает его скорость, наприм в точке А характеристики 56, соотвествующей той же скорости 0,6 м/с основного привода.

На промежуточной скорости О,6 м при замкнутом механическом тормозе 22 хлыст,воздействует на основной датчик, выходной пороговый элемент которого включает реле 81, отключающие пускатели 35 и 38. Осуществляется точный останов хлыста в позиции останова. После останова дается команда на надвигание пильного диска на хлыст (эта часть схемы не показана) и при этом отключается конечны выключатель 68 исходного положения пильного диска. Поэтому в блоке 84

8

отключается магнит 53 и включается магнит 52 и одновремннно с надвиганием пильного диска 28 осуп;ествлкет- ся и опускание ролика 10 до положения III. При этом хлыст опускается на центрирующий ролик 8, где осуществляется его пропиливание и воздействие на конечный выключатель 67 крайнего положения nj-тьного диска.

.Конечный выключатель 67 снимает все блокировки и включает реле 64, Последнее размыкает механический тормоз 22, а также вновь подготавливает пуск двигателя в режиме холостого хода. Устройство подготавливается к подаче хлыста на последующую длину сортимента.

Подача хлыста на длину коротко- мерного сортимента, например 1,0- 1,5 м, с малыми допусками осуществля- ется при нажатии кнопки 58 Пуск соответствующего кнопочного поста и включения реле 60. При этом работа устройства осуществляется аналогично что и при подаче хлыста в позицию, . соответствующую длинномерному сортименту, но с той разницей, что реле 60 отключает пускатель 33, а реле 66 времени пускатель- 30, поэтому дви- гатель 6 в режиме холостого хода кратковременно разгоняется до точки В при его питании трехфазным пониженным напряжением.

После срабатыва шя реле 66 включаются пускатели 35 и 38 и поэтому хлыст перемещается на длину короткомерного сортимента только на установившейся скорости ,6 м/с. При подходе к предварительному датчику для этой позиции срабатывают выходно пороговый элемент 76 и реле 80, но хлыст продолжает перемещаться на этой скорости, однако реле 80 включает реле 87 времени. Последнее срабатывает тогда, когда хлыст не доходит до позиции останова, например, 7- 10 см. Оно отключает пускатель 38 и подключает в узле 39 регулирования скорости дополнительного двигателя к тахогенератору 44 реле 45 управления и промежуточные реле 47 и 48.

При этом поляризованное реле 45 орегулировано сопротивлением 46 так, что оно отключается, например, при скорости перемещения 0,2-0,25 м/с.

Поэтому на промежуточной скорости 0,6 м/с контакт поляризованного реле 45 перебрасывается влево и включа914

ет промежуточное реле 4, которое .: подготавливает цепь реле 48, Вследствие отключения пускателя 38 при уже заьжнутом механическом тормозе 22 дополнительный двигатель 26 уменьшает свою скорость до 0,2-0,25 м/с, при этом реле 45 отключается и включает реле 48.

Последнее кратковременно включает в узле 39 симисторы 40, При этом двигатель 26 кратковременно разгоняется, но контакт 45 вновь перебрасывается влево и разрывает цепь реле 48, которое отключает симисторы 40, Однако скорость двигателя 26 при предварительно замкнутом тормозе 22 ззновь уменьшается, контакт 45 перебрасывается вправо, вновь включается реле 48 и кратковременно cи шcтopы 40 и т.д.

Осуществляется регулирование пониженной скорости в двигателе 26 до величины, например 0,2-0,25 м/с. В основном двигателе 6 скорость со сто- роны дополнительного двигателя 26 поддерживается, напримерs на уровне точки С (фиг,б)и во всяком случае здесь не может превьшать величинь промежуточной скорости - йспользова- ние скорости отключения 0,2-0525 м/с при предварительно замкнутом тормозе т,е, в 2.,5-3 раза меньшей, чем промежуточная, позволяет в 6,25-9 раз увеличить точность останова и обеспе- чить более жесткие допуски для тех сортиментов, которые это требуют. При подходе к основному датчику срабатывают пороговый элемент 77 и perte 81, которые отключают симксторы 40 и пускатель 35, Осуществляется останов хлыста в позиции останова с жесткими допусками.

Устройство также позволяет решить следующее противоречие при использовании электроприводов в процессе подчи и точного останова хлыстов, Так как массы перемещаемых хлыстов могут изменяться от 100 кг до 3500-4000 кг то мощность основного привода должна обеспечивать разгон хлыстов повьшен- ных масс при их подачах на заданные длинь сортиментов, что ухудшает их энергетические показатели так как большинство -хлыстов имеют массы значительно меньше максимальных. В предложенном техническом решении хлысты

10

повьшенных масс могут также перемещаться только на промежуточной,скорости 0,6 м/с в длительном двигательном режиме рабо-ЕЫ двигателей, что уменьшает затраты электроэнергии в этих случаях, .:;

Для осуществления этого оператор включает контакт 83 крестового переключателя и включает реле 82, Последнее осуществляет аналогичную работу, которая проводилась с хлыстом на длину короткомерного сортимента, т,е. при этом осуществляется перемещение хлыста повышенной массы на установившейся скорости 0,6 м/с и перед остановом он переводится на пониженную скорость 0,2-0,25 м/с с предварительно замкнутым тормозом 22

Таким образом, данное устройство позволяет улучшить энергетические показатели приводов, в частности уменьшить энергопотребление в процессе подачи, точного останова лесоматериалов на раскряжевочных установках.

о р м у л

изобретения

Устройство для подачи и точного останова лесоматериалов на раскряжевочных установках, включающее последовательно, смонтированные подаюшлй транспортер и цeнтpиpyюш й ролик, установленный между ними дополнительный ролик, электропривод подающего транспортера с электродвигателем и цепями его подключения к источникам номинального и пониженного трехфазного напряжения, дополнительный привод, мехахшческий тормоз и систему управ- ления, отличающееся- тем, что, с целью снижения энергоемкости,. дополнительный ролик выполнен подвижным в вертикальном направлении, снабжен приводом его вертикального перемещения и кинематически связан с механическим тормозом и дополнительным приводом, который выполнен в виде электропривода и имеет узел регулирог вания скорости, причем электропривод подающего транспортера снабжен цепью подключения электродвигателя к однофазному напряжению, а система управления имеет блок управления приводом вертикального перемещения дополнительного ролика, блок управления скорость дополнительного ролика и блок одновременного включения электроприводов.

16

29

19 21 IB фив.2

Изобретение относится к лесной промышленности. Цель - снижение энергоемкости. На длину сортимента лесоматериал может подаваться с различными скоростями. Перед подачей электропривод подающего транспортера 1 кратковременно включается назад. В процессе разгона вперед включается; также электропривод дополнительного ролика 10, который в это время опусг кается из верхнего положения (I) в нижнее, в котором он перестает контактировать с лесоматериалом При этом электропривод подающего транспортера подключен к источнику пониженного напряжения. Затем он переключается на номинальное напряжение. При подаче команды на торможение электропривод транспортера 1 переключается на однофазное напряжение, рог лик 10 входит в контакт с лесоматериалом, электропривод ролика 10 включается вначале на номинальную, а затем на пониженную скорость, которая и задается транспортеру 1 с лежа- Щ1Ш на нем лесоматериалом и его электроприводу. При подаче на длину коротких сортиментов такой режим работы приводов может быть в течение всего процесса подачи. 9 ил. i (Л с: О1 8 29 Ю

Фи&.

4Zte.y

ftt№

s

45

.50

a

л

f

ВД

ss

Л/

fffU9.6

fO

5 /

M

%

-г

- i44sH

Й %

is - f-i

3 QO

86

/л

.

фигЗ

Составитель В.Китаея Редактор Т.ЛазоренкоТезфед А.Кравчук Корректор О-Кравцов а

Подписное

Заказ 7023/13Тираж А52

tJeWttV- J. у - - .//г

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.

ВНИИПИ Государственногр кo «тeтa rto изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

66

fpue.e