Устройство защиты стрелы от растяжки ковша экскаватора-драглайна Советский патент 1980 года по МПК E02F3/48 E02F9/20 

1

Изобретение относится к автоматизации грузоподъемных машин и может быть использовано для защиты стрелы экскаватора-драглайна от удара ковшом.

Известны устройства для заш,иты стрелы от растяжки ковша экскаватора-драглайна, включаюш,ие датчики и задатчики положения ковша относительно стрелы, пороговые устройства и исполнительные органы, выполненные как на контактных, так и на бесконтактных элементах 1, , 3.

Недостатком известных устройств является то, что по сигналам с датчиков положения ковша непосредственно на границе зоны опасного приближения ковша к стреле производится замедление приводов, вплоть до остановки, что приводит к снижению производительности и маневренности экскаватора.

Известно устройство для от растяжки ковша экскаватора-драглайна, содержаш,ее привод тяги с регулятором напряжения и формирователь статической характеристики привода тяги, выполненный в виде датчика и задатчика положения ковша, датчика загрузки ковша, сумматора и порогового устройства .

Недостатком указанного устройства является то, что для надежной защиты от растяжки ковша с дальнейшим вых9дом ковша на траекторию выноса требуется наличие точных данных о величинах статической загрузки приводов подъема и тяги, скорости изменения статической загрузки привода подъема, скоростей приводов подъема и тяги, суммы этих скоростей и величины, обратной этой сумме, а также точного воспроизведения функциональной зависимости статической загрузки привода подъема от

10 производной статической загрузки привода подъема по суммарной длине канатов подъема и тяги, что сопряжено со значительными трудностями. Целью изобретения является повышение

15 надежности защиты.

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабл ено ключом, а формирователь статической характеристики привода тяги выполнен в виде двух датчиков горизонтальной и вертикальной составляющей усилия, выходы которых подключены к вхо,ду сумматора, причем последний соединен с управляющим входом ключа, через который выход датчика горизонтальной составляющей усилия связан с регулятором напряжения привода тяги.

На фиг. 1 изображена функциональная схема устройства; на фиг. 2 - схема установки датчиков; на фиг. 3 - статические

30 характеристики привода тяги; на фиг- - зависимости сигналов датчиков усилия, статической загрузки и тока стопорения привода тяги от угла между тяговым канатом и стрелой. Выходы датчиков 1 и 2 усилия подключены на вход сумматора 3, выход которого подключен на управляющий вход ключа 4. Выход датчика 1 усилия через ключ 4 связаи с регулятором 5 напряжения привода 6 тяги. Выход регулятора 5 напряжения последовательно через звено 7 ограничения и регулятор 8 тока подключен на вход преобразователя 9, выход которого подключен на якорь двигателя 10. Датчик 1 и 2 при этом установлены соответственно в местах крепления подшипников верхней и нижней цапф узла направляющих блоков к передним балкам надстройки экскаватора (см. фиг. 2). На выходе датчиков 1 и 2 усилия при постоянном коэффициенте преобразования линейных деформаций в электрический сигнал сигналы изменяются по следующим закоX 2F,:. ,,lE±,,-J Y ЧР, cos 2 где /т - натяжение тягового каната (статическая загрузка привода тяги); фт - угол между осью стрелы и тяговым канатом является аргументами для J и У - выходных сигналов датчиков 1 и 2 соответственно; R - радиус колеса направляющих блоков тяги; а, Ь - размеры узла (см. фиг. 2). Устройство работает следующим образом. С выхода датчика 1 сигнал через ключ 4 вводится в качестве регулируемого опорного напряжения в цепь ограничения выходного сигнала регулятора 5 напряжения привода 6 тяги и тем самым осуществляется отрицательная обратная связь по положению и весу ковща. Так как участок ограничения характеристики «вход-выход регулятора 5 напряжения задает величину тока отсечки и стопорения статической характеристики привода 6 тяги, введение такой связи в зоне действия защиты формирует статические характеристики привода 6 тяги с ограниченным током стопорения, как показано на фиг. 3, где характеристики 11 и 12 соответствуют крайним значениям /т. стоп. т. стоп, о и /т. стоп. О соответственно. Для того чтобы получить сигнал на включение защиты при выходе ковща из зоны копания, выходы датчиков 1 и 2 включены на вход сумматора 3. Сигнал на входе сумматора 3 определяется выражением /Cjc, причем подбором величин Кх и /Су осуществляется выбор угла фт, при котором сигнал на выходе сумматора 3 меняет знак и происходит срабатывание ключа. KY При защита включается KX blR+ajR в момент пересечения ковшом горизонтальной плоскости, проходящей через ось направляющих блоков тяги, т. е. при фт 30°. На фиг. 4 приведены зависимости /т. (фт), задаваемые сигналом датчика I - кривые I и Г, зависимости, получаемые на выходе сумматора 3 - кривые II и 1Г и зависимости статического тока (загрузки) двигателя тяги /т. с./ (фт) кривые III и IIГ. Кривые I, II и lil соответствуют полностью груженому ковшу, а Г, II и ПГ - порожнему ковшу при изменении фт и постоянной длине тягового каната, равной половине длины стрелы. Соотношение размеров узла R/a и Ь/а принято реальным, что соответствует уменьшению тока стопорения до О при фт 5°. Но характеристикам на фиг. 4 видно, что включение защиты происходит на значительном удалении ковша от стрелы, причем к этому моменту ковш уже выходит из зоны копания, и натяжение канатов, а следовательно, и статический ток двигателя тяги будут ниже заданного защитой тока отсечки. Ноэтому включение защиты не вносит каких-либо изменений в режим работы привода тяги до тех пор, пока ковш не окажется в опасной близости от стрелы. Нри этом естественное увеличение натяжения канатов, а значит и статического тока якоря, двигателя тяги, а с некоторого угла и интенсивное снижение заданного защитой тока стопорения выводят рабочую точку привода тяги на участок отсечки статической характеристики. Если в этой ситуации оператор не задаст приводу тяги скорость, необходимую для удаления ковша от стрелы или перемещению вдоль стрелы, то это автоматически сделает защита. Причем в статике угол фт, при котором происходит остановка привода тяги (/т.с./т.стоп.), не зависит от веса ковща и .траектории перемещения ковша будут близкими. Прописание тягового каната, увеличивающееся по мере его вытравливания, оказывает корректирующее действие на работу защиты, допуская подтягивание ковща тем на меньший угол фт, чем ближе ковш к голове стрелы, и тем самым еще больше расширяет рабочую зону под стрелой. Устройство не требует систематического ухода, коррекции при вытягивании или перепасовке канатов, не содержит механически изнашивающихся частей и не требует контактной аппаратуры, а снабжено надежными и долговечными датчиками, например,

6

магнитоупругими. Надежность защиты обеспечивается тем, что она позволяет непосредственно нриводу тягн придать такне свойства, которые исключают возможность подтягивания ковша к стреле на опасно близкое расстояние и благодаря описанной выше установке датчиков усилия придает им свойства функциональных преобразователей, органически связанных с контролируемыми параметрами, предельно простых и дающих на выходе требуемые законы управления.

Устройство позволяет увеличить надежность защиты, поднять производительность экскаватора, расширить рабочую зону перемещений ковша под стрелой, упростить эксплуатацию устройства и увеличить его долговечность.

Формула изобретения

Уctpoйcтвo для защиты стрелы от растяжки ковша экскаватора-драглайна, содержащее привод тяги с регулятором напряжеНИН и формирователь статической характеристики привода тяги, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности защиты, устройство снабжено ключом, а формирователь статической характеристики привода тяги выполнен в виде двух датчиков горизонтальной и вертикальной составляющей усилия, выходы которых подключены к входу сумматора, причем последний соединен с унравляющим входом ключа, через который выход датчика горизонтальной составляющей усилия связан с регулятором напряжения привода тяги.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 195077, Мкл. 3/48, 20.09.65.

2.Авторское свидетельство СССР № 215807, Мкл. 3/48, 09.09.63.

3.Авторское свидетельство СССР № 383795, Мкл. 9/20, 11.02.69.

4.Авторское свидетельство СССР № 202281, Мкл. Н 02Р 5/00, 03.07.69.

t, ( --i

I m. стоп, I т. и

Ijn.anm ЛПЛ