Устройство для регулируемогопРЕдОХРАНиТЕльНОгО ТОРМОжЕНия пОд'ЕМ-НОй МАшиНы Советский патент 1981 года по МПК B66B1/32 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРУЕМОГО ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНОГО ТОРМОЖЕНИЯ ПОДЪЕМНОЙ МАШИНЫ

1

Изобретение, относится к шахтному подъему, в частности к предохранительнрму тормоя;ению шахтных подъемных машин.

По основному авт.св. № 691375 известно устройство для регулируемого предохранительного торможения подъемной машины, которое содержит блок сравнения сигналов, соответствующих программному и действительному замедлениям подъемной машины, который выходом связан с управляемым регулятором давления, а входами - с сигнализатором действительной скорости подъемной машины и источником программного сигнала, снабженным дополнительным сигнализатором скорости,вход которого подключен к подъемной машине через управляемый элемент отключения входа в момент начала торможения, связанный с контактором предохранительного торможения подъемной маишны 1 .

Недостатком этого устройства является то, что источник Программного сигнала содержит элементы, подвергающиеся механическому износу в процессе эксплуатации: управляемый элемент отключения входа дополнительного сигнализатора скорости в виде

электромагнитной муфты и инерционное регулируемое звено калибровки ускорения затухания сигнала дополнительного сигнализатора скорости в виде маховика с регулируемым элементом его подторможения. В результате в процессе эксплуатации имеется вероятность отказа в работе устройства и вероятность снижения точности регули0рования предохранительного торможения .

Цель изобретения - повышение надёжности работы и точности регулирования предохранительного торможения.

5

Эта цель достигается тем, что источник программного сигнала снабжен кодирующим преобразователем, к выходу которого подключены -соединенные последовательно управляемый элемент

0 отключения входа дополнительного сигнализатора скорости в момент начала торможения и дополнительный сигнализатор скорости, причем дополнительный сигнализатор скорости содер5жит последовательно включенные задающий генератор импульсов и вычитающий счетчик, выход которого является выходом программного сигнала.

Кроме того, задающий генератор

0 импульсов может быть выполнен ре

гулируемым е возможностью изменения частоты импульсов,Задающий генератор импульсов может быть подключен к счетному входу вычитающего счетчика посредством элемента отключения генератора при отсутствии торможения, который связан с контактором предохранительного торможения и выполнен в Бидц схемы И, Вычитающий счетчик выполнен на Т-триггерах, а задающий генератор импульсов может быть подключен к счетному входу вычитающего счетчика посредством элемента отключения генератора в момент перехода всех триггеров счетчика в нулевое состояние, который выполнен в виде схемы ИЛИ, подключенной входами к групповому выходу вычитающего счетчика, а выходом - к схеме И, посредством которой задающий генератор импульсов подключен к счетному входу вычитающего счетчика.

Кроме того, вычитающий счетчик содержит элементы отключения счетных входов триггеров при отсутствии торможения, выполненные на схемах 2И, установленные между счетными триггерами, выход каждого из которых подключен к счетному входу последующего триггера, а один из входов подключен к инверсному выходу предыдущего триггера, при этом вторые их входы соединены между собой и связаны с контактором предохранительного торможения.

Групповой выход вычитающего счетчика связан с одним из входов блока сравнения через декодирующий преобразователь код-напряжение.

Кодирующий преобразователь выполнен в виде последовательно соединенных датчика частоты, пропорциональной скорости подъемной машины, и преобр азователя частота-код .

Кодирующий преобразователь выполнен в виде последовательно соединенных тахогенератора и преобразователя напряжение-код.

Управля ющий элемент отключения входа дополнительного сигнализатора скорости в момент начала торможения выполнен в виде группы ячеек количество которых равно количеству разрядов кодирующего преобразователя и вычитакндего счетчика, причем i-ая ячейка соединяет i-ый разряд кодирующего преобразователя с i-ым разрядо 1 вычитающего счетчика и выполнена в виде двух схем 2И, причем один из входов первой схемы 2И присоединен к прямому выходу разряда кодирующего преобразователя, а один из входов второй схемы 2И присоединен к инверсному выходу разряда кодируницего преобразователя, выход первой схемы 2И i-ой ячейки присоединен к S-входу счетного триггера вычитакидего счетчика, а выход второй схемы 2И присоединен к R-входу указанного триггера, вторые входы схем 2И всех ячеек соединены между собой и связаны с контактором предохранительного торможения подъемной машины.

Сигнализатор действительной скорости выполнен в виде дополнительного кодирующего преобразователя, групповой выход которого связан с другим входом блока сравнения.

Блок сравнения выполнен в виде сумматора-вычитателя,выход которого связан с управляющим регулятором давления через декодирующий преобразователь код-напряжение.

из вариантов выполнения источника программного сигнала.

Устройство для регулируемого предохранительного торможения подъемной

Q машины содержит источник программного сигнала 1, в котором имеется -кодирующий преобразователь 2, своим входом подключенный к кинематической цепи подъемной машины 3.Групповой

выход кодирующего преобразователя

связан с групповым входом дополнительного сигнализатора скорости 4 через управляемый элемент отключения 5 его входа в момент начала торможения. Дополнительный сигнализатор скорости

0 содержит вычитающий счетчик 6 и регулируемый задающий генератор импульсов 7, подключенный к счетному входу вычитающего счетчика. Групповой выход вычитающего счетчи1 а связан с одним из входов блока сравнения 8, к другому входу которого подключен сигнализатор скорости 9, контролирурций действительную скорость подъёмной машины. Выход блока

0 сравнения связан с обмоткой 10

управляемого регулятора давления 11 через размыкающийся контакт 12 контактора предохранительного торможе- ния. в цепи питания обмотки управляемого регулятора давления имеется также замыкающийся контакт 13 контактора предохранительного торможе,ния. Кодирующий преобразователь может быть выполнен в виде тахогенератора 14 и преобразователя 15 на0 пряжение-код, соединенных друг с другом через мост 16 для исключения изменения полярности сигнала при реверсировании подъемной машины (фиг.2). Кодирующий преобразователь

5 может быть выполнен в виде последовательно соединенных датчика частоты 17 и преобразователя 18 частотакод (фиг.З). Сигнализатор скорости может быть выполнен в виде описанного, но дополнительного кодирующего преобразователя. Сигнализатор скорости в том виде, в каком он показан на фиг.1 может отсутствовать а быть совмещенным с кодирующим преобразователем источника программного сигнала, с тахогенератором кодирующего преобразователя, имеющегося в источнике программного сигнала (фиг.) с датчиком частоты, имеющимся в кодирующем преобразователе источника программного- сигнала (фиг.З). Линии взаимосвязи выхода сигнализатора скорости с блоком сравнения для последних вариантов выполнения показаны на фиг. 1,2,3 и 5 пунктиром. Если сигнал сигнализатора скорости представляет собой физический параметр, например, в виде напряжения, дополнительный сигнализатор скорости должен быть связан с блоком сравнения через декодирующий преобразователь 19, например, в виде преобразователя код-напряжение.В случае подвода к блоку сравнения сигналов в виде кодов блок сравнения должен быть выполнен в виде сумматора-вычйтателя, выход которого связан с управляемым регулятором давления через декодйрующи.й преобразователь 20 код-напряжение. Управляемый элемент отключения входа дополнительного сигнализатора скорости в момент начала торможения выполнен в виде группы ячеек (фиг.З), количество которых равно количеству разрядов кодирующего преобразователя и вычитающего счетчика. Каждая из ячеек содержит две схемы 21 и 22 2И, которые соединяют i-ый разряд кодирующего преобразователя с i-ым разрядом вычитающего счетчика. Один из входов первой схемы 2И присоединен к прямому выходу i-ro разряда кодирующего преобразователя, а один из входов второй схемы 2И присоединен к инверсному выходу этого же разряда кодирующего преобразователя. Выход первой схемы 2И присоед51нен к 5-вход счетного триггера 23 вычитающего счетчика, а выход второй схемы 2И присоединен к R-входу указанного триггера. Вторые входы указанных схем 2И всех ячеек соединены между собой и подключены к цепи управления связанной с контактором предохранительного торможения подъемной машины Вычитающий счетчик содержит элементы отключения счетных входов триггеров при отсутствии торможения в виде . схем 24 2И, установленных меаду счетными триггерами, выход каждой из которых подключен к счетному входу последующего триггера, а один из входов подключен к инверсному выходу

предыдущего триггера. Вторые входы этих схем соединены между собой и подключены к цепи управления. В счетчике установлены триггеры,срабатывающие при переходе сигнала на счетном входе с единицы в нуль. Задающий генератор импульсов подключен к счетному входу вычитающего счетчика посредством элемента, отключения генератора при отсутствии торможения, выполненного в виде схе0мы 25 И, которая через цепь управления связана с контактором предохранительного торможения. Зададащий генератор импульсов подключен, к счетному входу вычитающего счетчика также

5 ;посредством содержащегося в цепи управления, элемента отключения генератора в момент перехода всех триггеров счетчика в нулевое состояние, который выполнен в виде схемы 26 ИЛИ, подключенной входами -к групповому

0 выходу вычитающего счетчика, а выходом к схеме И, посредством которой генератор импульсов подключен к счетному входу вычитающего счетчика. Кроме того, в цепи управления источ5ника програглмного сигнала содержатся связанные между собоИ RS-триггер 27, одновибратор 28, схема 29 2И, схема 30 ИЛИ, подключенЕШЯ входами к групповому прямому выходу кодирующего

0 преобразователя, схема 31 НЕ. Связь цепи управления и элементов схемы с контактором предохранительного торможения подъемнои машины осуществлена при помощи реле времени (на схе5ме не показано) с размыкающим контактом 32 и замедлителем его возврата. Данный- контакт расположен в цепи подключения последней схемы 2Й к источнику постояннс;1го единичного сигнала. На фиг. 4 семейство

0 прямых 33 соответствует частоте f импульсов задающего генератора,, семейство прямых 34 соответствует частоте , f j f- Каждому семейству ,прямых скорости при торможении со5ответствует свое значение ускорения (замедления) подъемной машины - прямые 35/ 36.

Отладка и непосредственная работа устройства заключается в следую0щем.

В процессе отладки, изменяя частоту импульсов задающего генератора 7 импульсов, задают тем самым семейство диаграмм скорости с необ5 программным замедлением подъемной машины. При этом уменьшение частоты импульсов генератора (прямые 34) приводит к уменьшению величины программного замедления (прямая 36), увеличение частоты

0 импульсов генератора (прямые 33) ведет к увеличению программного замедления (прямая 35). При подводе напряжения к цепям управления подъемной машины и устройства для регулй5руемого предохранительного торможения в начальный момент контактор предохранительного торможения остается обесточенным вследствие того, что предохранительный тормоз находится в невзведенном состоянии, а блокировка, контролирующая данное состояние, содержит разомкнутые контакты в цепи питания контактора предохранительного торможения. В этот момент -контакты 12 и 32 замкнуты контакт 13 разомкнут. При подводе напряжения питания к указанным цепям вследствие того, что подъемная машина не вращается, на входе кодирующего преобразователя 2 сигнал равен нулю, на его выходе появляетс нулевой парафазный сигнал, т.е. на прямом выходе каждого разряда , на инверсном - единица. При этом на всех входах схемы 30 ИЛ сигналы - нули, на ее выходе сигнал - нуль, на выходе схемы 31 НЕ имеется сигнал единица. Этс приво дит к тому, что триггер 27 устанавливается в состояние, когда на его инверсном выходе появляется сигнал единица, который поступает на вхо схем 21,22 2И управляемого элемента 5 отключения входа дополнительного сигнализатора 4 скорости -в источник 1 программного сигнала. В результат на всех входах схем 22 2И оказывают ся сигналы единицы, что приводит к появлению сигнала единица на их выходах, ти сигналы поступают на К-вх,оды счетных триггеров 23 вычитающего счетчика 6 и устанавливают их в нулевое состояние, когда сигна на прямых выходах разрядов равны нулю. Перед пуском подъемной машины 3 предохранительный тормоз переводят во взведенное состояние. При этом в цепи питания контактора предохранительного торможения снимается блоки ровка, указанный контактор подключается к питающей сети, в результате чего размыкается контакт 12, замыкается контакт 13, что приводит к подключению обмотки 10 управляемого регулятора 11 давления к источнику . постоянного напряжения, в результат чего выпускное отверстие регулятора давления перекрывается, предохранительный тормоз растормаживается. В этот момент реле времени (не показа но) , связанное с контактором предох ранительного торможения, размыкает свой контакт 32. В период движения подъемной машины на групповом вьрсоде кодирукицего преобразователя 2 имеются сигналы в двоичном коде в виде набора единиц и нулей, соответствующие текущим значениям скорости вращения подъемной машины, В результате этого на выходе схемы 30 ИЛИ сигнал имеет значение единица, на выходе схемы 31 НЕ . Триггер 27 продолжает находиться в указанном состоянии. При этом вследствие того, что на его прямом выходе сигнал - нуль, который поступает на один и.з входов схемы 25 И и схем 24 2И, задающий генератор 7 импульсов отключен от счетного входа вычитающего счетчика 6, счетные триггеры 23 рассоединены между собой. Сигналы АХ , А5 . .. ,Аi ,А через схемы 21, 22 2И .каждой ячейки поступают на R- и S- входы триггеров 23 и переводят их в состояния соответствующие текущим значениям скорости подъемной машины. К блоку 8 -сравнения с группового выхода вычитающего счетчика б направляются сигналы Q ...Qi, равные по значениям сигналам AI...Ai. В этот период сигнализатор 9 скорости, выполненный, например, в виде дополнительного кодирующего преобразователя , подводит к другому входу блока 8 сравнения сигналы, равные по значениям сигналам AI...Ai. Из-за того, что сигналы на входах блока 8 сравнения одинаковы, на его выходе сигнал равен нулю. Сказанное справедливо для исправного состояния устройства. При появлении неисправности в устройстве в данный период работы подъемной машины, на выходе блока сравнения появляется сигнал, который фиксируется цепью контроля исправности устройства (не показано). В момент начала торможения одна из Ьхем, контролирующих исправность подъемной установки, размыкает свои контакты в цепи питания контактора предохранительного торможения подъемной машины. Обесточенный контактор размыкает свой контакт 13 и замыкает контакт 12, соединяя обмотку 10 управляемого регулятора 11 давления с выходом блока 8 сравнения. Один из контактов контактора предохранительного торможения Е этот момент отключают от питающей сети реле времени (не показано), которое g йаранее установленной выдержкой времени в пределах: время холостогб хода время срабатывания тормоза подъемной машины замыкает свой контакт 32, подавая на вход схемы 29 2Л постоянный единичный сигнал. В данный момент на выходе схемы 30 ИЛИ имеется сигнал единица, так как подъемная машина вращается. Схема 25 2И подает единичный сигнал на вход одновибратора 28, который преобразует его в одиночный единичный импульс, подаваемый на S-выход триггера 27. В результате этого триггер 27 меняет свое состояние и подает единичный сигнал на из входов схемы 25 И и схем 24 2И. В этот момент с триггера 27 на входы схем 21, 22 2И поступает нулевой сигнал, который отключает групповой вход BbPiHTamtaero счетчика 6 от группового выхода кодирующего преобразователя 2. В вычитающем счетчике остается записа ным двоичный код, соответствующий скорости подъемной машины в момент начала торможения V, . В этот момент задающий генератор 7 импульсов оказ вается подключенным к счетному вход вычитающего счетчика 6, так как на всех входах схемы 29 И .сигналы равн единице. С приходом каждого импульса с генератора двоичный код в вычитающем счетчике б уменьшается на единиТцу.Поэтому на групповом вых де вычитающего счетчика образуется сигнал, соответствующий программной диаграмме скорости, например, на се мействе прямых 34 с началом в точке t О, V . В реальном виде эта диаграмма представляется аппроксимированной ступенчатой линией, одна ко вследствие кратковременЕЮсти сту пенчатых переходов на работу управл емого регулятора давления это не влияет. .Сигнализатор 9 скорости, на пример, в виде дополнительного коди рующего преобразователя, контролиру действительный закон затухания скорости подъемной машины. Отклонение значения сигнала сигнализатора 9скорости от значения сигнала дополнительного сигнализатора 4 скорости приводит к появлению на выходе блок 8 сравнения сигнала рассогласования который, например, преобразуясь в напряжение в преобразователе 20, воздействует на обмотку 10 управляемого регулятора 11 давления, которы устраняет отклонения действительного закона изменения скорости вращения подъемной машины от программного. В конце торможения, когда все сигналы Q...Q триггеров 23 представляют собой нули, на выходе схемы 26 ИЛИ появляется сигнал нуль, который поступает на вход схемы 25 И, отключает задающий генератор 7 импульсов от счетного входа вычитающего счетчика б. После остановки подъемной машины на выходе схе мы 30 ИЛИ появляется сигнал нуль, на выходе схемы 31 НЕ - единица. Последний поступает на R-вход тригге ра 27, изменяет состояние триггера на противоположное, подготавливая схему устройства к очередному циклу аналогичному описанному, в процессе работы элементы схемы 14-19, если они имеются в схеме, выполняют рабо ту согласно их функциональному назна чению, описанному выше. Устройство для регулируемого предохранительного торможения подъемной машины, выполненное с использованием бесконтактных логических элементов и функциональных блоков цифровой вычислительной техники, уменьшает вероятность отказа в работе и повышает точность регулирования, в резул тате чего повьичается надежность и безопасность эксплуатации подъемной устано вкй с устройством для регулируемого предохранительного торможения подъемной машины. изобретения Формула 1.Устройство для регулируемого предохранительного торможения подъемной машины по авт.св. № 691375, о т л и ч а.ю щ е е с я тем, что, с целью .повышения надежности работы и точности регулирования предохранительного торможения, источник npoiраммного сигнала снабжен кодирующим преобразователем, к выходу которого подключены соединенные последовательно управляемый элемент отключения входа дополнительного сигнализатора скорости в момент начала тормо- . женин и дополнительный сигнализатор, скорости, причем дополнительный сигнализатор скорости содержит последовательно включенные задающий генератор импульсов и вычитающий счетчик, выход которого является выходом источника программного сигнала. 2.Устройство по П.1, о т л ичающееся тем,-, что задающий генератор импульсов вьшолнен регу- лируемым с возможностью изменения частоты импульсов. 3.Устройство по П.1, о т л ичающееся тем, что задающий генератор импульсов подключен к счетному входу вычитающего счетчика посредством элемента отключения генератора при отсутствии торможения, который связан с контактором предохранительного торможения и выполнен в виде схеКи И. 4.Устройство по П.1, о т л ичающееся тем, что вычитающИй счетчик выполнен на Т-триггерах, а задающий генератор импульсов подключен к счетному входу вычитающего счетчика посредством элемента отключения генератора в момент перехода всех триггеров счетчика в нулевое состояние, который вьшолнен в виде схемы ИЛИ, подключенной входами к групповому выходу вычитающего счетчика, а ВЫХОДОМ- к схеме И, посредством которой задающий генератор импульсов подключен к счетному входу вычитающего счетчика. 5.Устройство по П.1, о т л ичающееся тем, что вычитающий счетчик содержит элементы отключения четных выходов триггеров при отсутствии торможения, выполненные на хемах 2И, установленные лежду счетными триггерами,выход кахедого из оторых подключен к счетному входу оследующего триггера, а один из ходов подключен к инверсному выходу предыдущего триггера, при этом вторые

их входы соединены между собой и связаны с контактором предохранительного торможения.

в виде группы ячеек, количество которых равно количеству разрядов кодирующего преобразователя и вычитающего счетчика, причем i-ая ячейка соединяет i-ый разряд кодирующего преобразователя с -ым разрядом вычитающего счетчика и выполнена в

виде двух схем 2И, причем один из входов первой схемы 2И присоединен к прямому выходу разряда кодирующего преобразователя, а один из входов второй схемы 2И присоединен к инверсному выходу разряда кодирукяцего преобразователя, выход первой схемы 2И -Ьй ячейки присоединен к S-входу триггера вычитающего счетчика, а выход второй схемы 2И присоединен к R-входу указанного триггера, вторые

входы схем 2И всех ячеек соединены между собой и связаны с контактором предохранительного торможения подъемной машины.

C управляющим, регулятором давления через декодирующий преобразователь к oд нaпpяЗfceниe.

Источники информации, д принятые во внимание при экспертизе

п

I

г П

LfJ

or

I

r J

/

Л7

7J

18

JJ

L1 I L±1I.1.LJ

35

(Pui.v

se