Устройство для управления приво-дОМ пОВОРОТА КОВшА эКСКАВАТОРА Советский патент 1981 года по МПК E02F9/20 

1

Изобретение относится к горно-добывающей промышленности и может быть использовано на открытых горных разработках для автоматического управления поворотом ковша экскаватора, оборудованного выемочным органом с поворотным ковшом, в процессе копания и разгрузки.

Известны устройства для управления поворотом ковша, в которых ручное управление реализуется поворотом ковша машинистом экскаватора по результатам визуального наблюдения ,1.

Однако при ручном управлении не обеспечивается необходимая точность установки ковша по углу в процессе разгрузки и копания и возрастает загрузка машиниста экскаватора, который, кроме операций по управлению главными приводами экскаватора должен выполнять операции по управлению поворотом ковша, что приводит, в конечном счете, к снижению производительности работы экскаватора.

Известно автоматическое устройство для управления ковшом экскаватора, содержаш,ее гидравлический силовой агрегат, управляемый гидр авлическими клапанами 2. Это устройство обеспечивает автоматическую установку ковша при копании в некоторое фиксированное положение.

Однако это устройство не может обеспечить как поддержание оптимального угла резания в процессе копания, так и автоматическую установку ковша на разгрузку.

Известно устройство для управления одноковшовым экскаватором, включаюшее привод поворота ковша с регулятором,входы которого соединены с датчиком угла поворота ковша, задатчиком угла резания и через сумматор - с датчиком угла поворота рукояти и угла наклона экскаватора и задатчиками углов наклона стрелы и лобового откоса 3. Это устройство обеспечивает автоматическое поддержание оптимального угла резания по всей траектории копания. Но автоматическое управление поворотом ковша в процессе транспортирования и разгрузки этим устройством не обеспечивается, что приводит к недостаточной

эффективности управления в течение рабочего цикла, ввиду большой длительности цикла при ручном управлении поворота ковша в процессе транспортирования и разгрузки и связанного с этим снижением

5 производительности работы экскаватора.

Известно устройство для управления приводом поворота ковша экскаватора с контактором открывания днища ковша и командоаппаратом, содержащее задатчики углов установки ковша при копании и разгрузке, привод поворота ковша с регулятором, к одпому входу которого подключен датчик угла поворота ковша, а к другому- через сумматор -датчики угла паклона экскаватора и угла поворота рукояти 4.

В этом устройстве при подъеме ковша и траиспортировании к месту разгрузки регулятор, используя сигпал датчика поворота ковша и сигнал сумматора, соединеииого с датчиком угла поворота рукояти и угла наклоиа экскаватора, а также задатчиком угла установки ковша при разгрузке, воздействует на привод поворота ковша. При подъеме ковш непрерывно поворачивается, устраняя сигнал рассогласования, соответствуюш,ий разности углов поворота ковша и рукояти с учетом углов наклона экскаватора и заданного угла установки ковша на входе регулятора. За счет поворота ковша, согласованного таким образом с поворотом рукояти экскаватора, обеспечивается горизонтальное положение ковша, что предотвраш,ает просыпание горной массы в процессе транспортирования и приводит к эффективной разгрузке ковша при открывании его дниш,а.

Однако эффективность управления поворотного ковша с использованием устройства по прототипу недостаточна вследствие того, что автоматическое управление осуш.ествляется только при выполнении части рабочего цикла экскаватора (транспортирование и разгрузка ковша), а вследствие ручного управления ковшом в процессе копания увеличивается длительность рабочего цикла из-за медленного заполнения ковша и невозможности поддержания оптимального угла резания. Хотя известно устройство, автоматизируюш,ее управление поворотом ковша в процессе копания, в случае использования для автоматического управления поворотом ковша в течение полного рабочего цикла двух вышеописанных устройств не обеспечивается переход от одной части процесса управления к другой и наоборот, что вызывает также удлинение цикла, т. е. снижение производительности экскаватора из-за неэффективного управления.

Цель изобретения - повышение эффективности управления поворотом ковша.

Указанная цель достигается тем, что устройство снабжено датчиком нагрузки привода подъема, управляемым двухпозиционным ключом и блоком формирования сигнала переключения режимов, входы которого соединены с выходами командоаппарата, датчика нагрузки привода подъема и контактора открывания дниш,а ковша, а выход подключен к управляюш,ему входу .управляемого двухпозиционного ключа, другие входы которого подключены к выходам задатчиков установки ковша при копании и при разгрузке, а выход соединен со входом сумматора.

При этом за счет введения управляемого двухпозиционного ключа, выход которого соединен с сумматором, один из входов - с задатчиком угла установки ковша при копании, другой - с задатчиком угла установки ковша при разгрузке, а управляемый вход ключа подключен к выходу блока формирования сигнала переключения режимов, обеспечивается автоматический переходустройства от режима управления поворотом ковша в процессе копаиия к режиму управления иоворотом ковша в процессе транспортирования и разгрузки, а также обратный переход. Причем, выбор момента переключеиия режимов обеспечивается благодаря логической обработке сигналов командоаппарата привода поворота экскаватора, контактора открывания дниш,а ковша и введенного в устройство датчика нагрузки привода подъема экскаватора, осушествляемой в блоке переключения режимов. Таким образом, обеспечивается повышение эффективности управления поворотом ковша в течение всего рабочего цикла экскаватора.

На чертелсе приведена функциональная схема устройства.

Привод 1 поворота ковша соединен с выходом регулятора 2, один из входов которого связан с выходом сумматора 3, а другой - с датчиком 4 угла поворота ковша, например сельсином. Входы сумматора 3, например, магнитного усилителя соединены соответственно с датчиком 5 угла поворота рукояти, например сельсином, датчиком 6

угла наклона экскаватора и выходом управляемого двухпозиционного ключа 7. Один из входов ключа соединен с датчиком 8 угла установки ковша при копании, другой вход соединен с задатчиком 9 угла установки ковша при разгрузке, а управляемый вход ключа подключен к выходу блока 10 формирования сигнала переключения режимов. Входы блока 10 соединены соответственно с командоаппаратом 11 привода

поворота экскаватора, датчика 12 нагрузки привода подъема, выполненного, например, в виде подключенных к обмотке дополнительных полюсов генератора привода подъема порогового элемента и контактором 13

открывания дниш,а ковша (его блок-контактами).

Структура блока 10 формирования сигнала переключения режима работы может быть следующей. Командоаппарат 11 привода поворота экскаватора подключен ко входу элемента задержки 14 и одному из входов элемента И 15, второй вход которого соединен с выходом элемента задержки 14. Выход элемента И 15 подключен к одному из входов элемента ИЛИ 16, второй вход которого соединен с выходом элемента И 18. Выход элемента ИЛИ 16 подключен к одному из входов элемента И 18, два других входа которого соединены с

выходами элементов НЕ 17 и 25. Выход

элемента И 18 соединен также со входом элемента НЕ 19 и одним из входов элемента И 24. Датчик 12 нагрузки привода подъема подключен к входу элемента задержки 20 и одному из входов элемента И 21, второй вход которого соединен с выходом элемента задержки 20. Выход элемента И 21 соединен со входом элемента НЕ 17 и одним из входов элемента ИЛИ 22, второй вход которого подключен к выходу элемента И 23. Выход элемента И 2 соединен с одним из входов элемента И 24. Контактор 13 открывания днища ковша подключен ко входу элемента НЕ 25 и одному из входов элемента ИЛИ 26, второй вход которого соединен с выходом элемента И 27. Выход элемента ИЛИ 26 соединен с входом элемента И 27, второй вход которого соединен с выходом элемента НЕ 19. Выход элемента И 27 соединен с одним из входов элемента ИЛИ 28, второй вход которого соединен с выходом элемента И 24, а выход подключен к управляющему входу двухпозиционного ключа 7.

Устройство работает следующим образом.

Ири отсутствии сигналов на всех входах блока 10 формирования сигнала переключения режимов выходной сигнал блока соответствует положению ключа 7, при котором на один из входов регулятора 2 через сумматор 3 поступает алгебраическая сумма сигналов датчика 5 угла поворота рукояти, датчика 6 угла наклона экскаватора и задатчика 8 угла установки ковша при копании, а на другой вход регулятора поступает сигнал датчика 4 угла поворота ковща. Сигнал задатчика 8 угла установки ковша при копании соответствует разности угла лобового откоса забоя и оптимального угла резания.

Этот сигнал подается на сумматор со знаком «минус. В процессе копания регулятор воздействует на привод поворота ковша так, что ковш поворачивается на тот же угол, на который поворачивается рукоять экскаватора. За счет этого непрерывно поддерживается оптимальный угол резания в процессе копапия. При достижении заданного значения нагрузки привода подъема в процессе копання па выходе датчика 12 нагрузки привода подъема появляется сигнал, который поддерживается на входе элемента И 24 за счет цепочки элементов ИЛИ 22 и И 23 до тех пор, пока не появится сигнал от контактора 13 открывания днища ковша. Сигнал датчика 12 через элемент НЕ 17 запирает элемент И 18, блокируя сигнал от командоаннарата 11. Переключение ключа 7 при этом не происходит, так как элемент И 24 заблокирован отсутствием на его входе сигнала от командоаппарата 11. После заполнения ковша и включения командоанпарата 11 для поворота экскаватора на разгрузку на входе элемента И 24 появляется и поддерживается сигнал от командоаппарата 11. Элемент И 24 отпирается и сигнал, пройдя через элемент ИЛИ 28, вызывает переключение ключа 7. При этом

ко входу сумматора вместо задатчика 8 подключается задатчик 9 угла установки ковша при разгрузке и устройство переходит в режим управления поворотом ковша в процессе транспортирования и разгрузки.

Использование новых элементов - датчика нагрузки иривода подъема, блока формирования сигнала переключения режимов н управляемого двухпозиционного ключа с соответствующими связями - повышает эффективность управления поворотом ковша экскаватора за счет сокращения рабочего цикла, достигаемого иутем более быстрого заполнения ковща и поддержания оитимального угла резания в процессе копания

при сохранении эффективности управления поворотом ковща в процессе транспортирования и разгрузки. Кроме того, при автоматическом управлении иоворотом ковша в процессах конания и разгрузки с автоматнческим иереходом от одного режима управления к другому снижается интенсивность загрузки машиниста за счет освобождеиия его от ручного унравления поворотом ковша, что также приводит к повышению

эксплуатационной пропзводительности экскаватора.

Формула изобретения

Устройство для угфавления приводом поворота ковша экскаватора с контактором открывания днища ковща и командоаппаратом, содержащее задатчики углов установки ковща при копании и разгрузке, нривод поворота ковша с регулятором, к одному входу которого подключен датчик угла поворота ковша, а к дрзгому через сумматор-датчики угла наклона экскаватора и угла поворота рукояти, отличающееся

тем, что, с целью повыщения эффективности управления, оно снабжено датчиком нагрузки иривода подъема, управляемым двухпозиционным ключом и блоком формирования сигнала переключения ,

входы которого соединены с выходами командоаппарата, датчика нагрузки привода подъема и контактора открывания днища ковща, а выход иодключен к управляющему входу управляемого двухпозиционного

ключа, другие входы которого подключены к выходим задатчиков установки ковща при копании и при разгрузке, а выход соединен со входом сумматора.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1.Патент США № 3243063, кл. 214-137, опублик. 1966.

2.Патент США № 3792640, кл. 91-358, опублик. 1974, СССР 3. Авторское свидетельство № 308153, кл. Е 02F 9/20, 1971. 4. Авторское свидетельство СССР № 290998, кл. Е 02F 3/42, 1971 (прототип).

10

//

/«

12

а

19