, . . . Изобретение относится к строи- тельному и дорожному, машиностроению, а именно к устройствам управления рабочим органом землеройно-транспорт ных машин. Известно устройство для управления рабочим органом землеройно-транс портной машины,содержащее насос,гидрораспределитель, силовой цилиндр выглубления и заглубления рабочего органа с электромагнитными клапанами шток которого присоединен к толкающему брусу отвала, а полости соединены с подводящим и отводящим трубопроводами, и контур программного регулирования копания, включающий датчик положения штока силового цилиндра, генератор импульсов с корректирующим блоком ираспределитель импульсов, при этом электромагнитные клапаны электрически связаны с контактным дат чиком положения штока силового цилиндра, взаимодействующего с контактами на штоке силового цилиндра.Этим устройством регулируется глубина отвала в процессе копания, на этапе выглубления автоматически по заданной программе, в результате реализации которой отрабатывается при постоянном заданном тяговом усилии оптимальный закон выглубления отвала 1. 8 известном устройстве низка надежность реализации оптимального закона выглубления отвала при копании. Известно также устройство для управления рабочим органом землеройнотранспортной машины, содержащее насос, гидрораспределитель, силовой цилиндр выглубления и заглубления рабочего органа, подключенный к каскадам выглубления и заглубления, датчик и задатчик тягового усилия, подключенные к первому элементу сравнения,соединенному с логическим блоком первый выход которого через последовательно соединенные инвертор, второй элемент сравения и усилитель подключен к каскаду выглублеиия, а второй выход через последовательно соединенные третий . элеменУ сравнения и второй усилитель подключен к каскаду заглубления,а к входам второго и третьего элементов сравнения подключены блоки уставки порога срабатывания 2.
Недостатком этого устройства явля ется невысокая точность реализации оптимального закона по глубине копания и компенсации помехи по тяговому усилию из-за низких динамических качеств системы.
Цель изобретения - повышение точности управления за счет улучшения динамических качеств устройства.
Поставленная цель достигается тем что устройство Снабжено механизмом автоматического изменения угла наклона блока цилиндров насоса, вторым логическим блоком, четвертым и пятым элементами сравнения, вторым инвертором и двумя дополнительными блоками уставок порога срабатывания, а насос выполнен регулируемой производительности, причем вход второго логического блока подключён к выходу первого элемента сравнения, один из выходов второго логического блока через второй инвертор подключен к первому входу четвертого элемента.сравнения, второй выход второго логического блока подключен к первому входу пятого элемента сравнения, к вторым входам четвертого и пятого элементов сравнения подключены соответствующие дополнительные блоки уставок по рога срабатывания, а выходы четвер того и пятого элементов сравнения подключены к механизму автоматического изменения угла наклона блока цилиндров насоса.
На фиг. 1 представлена блок-схема устройства-, на фиг. 2, 3 и j - графики, иллюстрирующие работу устройства.
Устройство содержит аксиальнопоршневой насос переменной производительности 1, механизм 2 изменения угла наклона блока цилиндров насоса 1. Механизм 2 изменения угла наклона блока цилиндров механически связан с блоком цилиндров насоса 1, и изменением угла наклона блока цилиндров регулируется подача насоса 1, т.е. регулируется его производительность. Устройство содержит гидрораспределитель 3| соединенный гидравлически
С гидронасосом 1, силовой цилиндр k, подключенный к выходным каскадам выглубления и заглубления с электромагнитами . Электроклапаны 7 и 8
образуют группу управления отвалом 9 при его выглублении путем изменения угла резания, а электроклапаны 5 и 6 - при его заглублении. 8устройство выходят датчик 10 и задатчик тягового усилия 11, подключенные к первому элементу сравнения 12. .Выход элемента сравнения 12 соединен со входом логического устройства 13 с двумя выходами (плюс, минус).
5 Инвертор It соединен с выходом
минус блока 13 а его выход электрически соединен с входом второго элемента сравнения 15. последний на входе соединен с уставкой 16 порога
срабатывания по тяговому усилию.Выход элемента сравнения 15 соединен со входом усилителя 17, а выход последнего соединен электрически с группой электроклапанов 7 и 8 выглубления отвала 9 (фиг, 1) путем изменения угла резания. Выход со знаком плюс устройства 13 соединен со входом третьего элемента сравнения : 18, с ним на входе соединена уставка 19 порога., срабатывания, выход элемента сравнения 18 соединен электрически с усилй гелем 20, выход которого s электри1 1е :ки связан с электроклапанами 5 и 6 группы управления заглублением отвала 9 путем изменения угла резания. Устройство содержит второй логический блок 21 с двумя выходами (плюс, .минус), вход которого электрически соединен с выходом первого элемента сравнения 12. Выход со знаком минус логического блока 21 соединен со входом второго инвертора 22, выход которого соединен электрически со входом элемента сравнения 23 с которым также соединена уставка 2 порога срабатывания механизма 2 изменения угла наклона блока цилиндров регулируемого гидронасоса 1. Выход элемента сравнения 23 электрически соединен со входом механизма 2 изменения угла наклона блока цилиндров. Выход механизма 2 механически связан с блоком цилиндров гидронасоса 1, т.е. связь между механизмом 2 и гидронасосом 1 механическая.
Выход устройства 21 со знаком плюс соединен электрически со входом элемента сравнения 25 с которым соединена также уставка 26 порога срабатывания механизма 2 изменения блока ци линдров регулируемого гидронасоса I. Выход элемента сравнения 25 электрически соединен с входом механизма 2 изменения угла наклона блока цилиндров гидронасоса 1. Устройство работает следующим образом. Элементом 11 задается оптимальное значение тягового усилия Vgaji, а тензодатчиком 10 {фиг. 3) измеряется фактическое значение тягового усилия на элементе сравнения 12 вычисляется разность (-дЧ) , которая поступает на вход логического устройства 13 с двумя выходами (плюс, нус) , при отрицательном знаке поме . сигнал со знаком - поступает на инвертор I, с него на элемент сравнения 15, на нем величина дЧ сравнивается с уставкой 16 и если а больше уставки, то сигнал поступает на усилитель 17, ас него на электроклапаны 7 и 8 (фиг.1), они открываются и масло поступает в надпоршневую полость силового цилиндра Ц через электроклапан 7, слив его происходит через электроклапан 8. Когда клапаны 7 и 8 открыты, происходит поворот отвала, уменьшение угла резания, выглубление его на дЬ и компенсация помехи. Когда л V О, гаА . необходима догрузка, то сигнал с выхода устройства 13 со знаком + поступает на элемент сравнения 18, сравнивается на нем С уставкой 19 и когда . сигнал больше уставки, то он поступа ет на вход усилителя 20, а с него на пару электроклапанов 5 и 6 заглу1б ления отвала 9. Когда открыт подводя щий электроклапан 5 и отводящий электроклапан 6, то масло поступает в подпоршневую полость, слив происходит из надпоршневой полости, отвал поворачивается, угол резания увеличивается, отвал заглубляется на дН, помеха дЧ компенсируется. Когда , т.е. имеется перегрузка из«за наличия помехи, в 4томспучае необходимо быстро выглубить отвал и быст рее снять перегрузку. При д 0, T-s. зад %7)М ° сигнал с логического устройства 21 (выход со знаком минус) поступает на инвертор 22, с него на элемент сравнения 23, на котором сигнал сравнивается с уставкой 2, и если он превышает уставку,г TU сигнал поступ ает на механизм 2 изменения наклона блока цилиндров насоса 1 и увеличивает наклон блока цилиндров насоса. При этом увеличивается объем прокачивавмого насосом масла, увеличивается давление в силовом цилиндре k, а выглубление происходит более энергично (кривые Т и 2, фиг. 2), крйме того, быстрее происходит и выглубление отвала 9 путем изменения угла резания. Пусть помеха изменяется по кривой д (фиг, 3, участок 1), а при компенсации помехи без регулирования производительности гидронасоса кривая компенсации помехи по тяговому усилию - изменен, ем угла резания () , ошибка при компенсации помехи дХ имеет место, так как при постоянном давлении в силовых цилиндрах невозможно добиться в. каждый момент времени при компенсации равенства . При регулировании давления в силовых цилиндрах эту ошибку можно значительно уменьшить (условная кривая дЧ). На фиг, 3 (участок J) показано, что для случая регулирования гидронасоса эта ошибка условно равна нулю дХ -дЧ-аЧ О, а практически эта ошибка при регулировании гидронасоса значительно меньше, чем в случае нерегулируемого насоса. Когда. помеха ДЧ О, 0, т.е. имеет место недогрузка, з этом случае необходимо прежде всего медленнее выглублять отвал. Сигнал дЧ с выхЬда логического устройства 21 со знаком f поступает на элемент сравнения 25 и после сравнения с уставкой 2б поступает на механизм 2 изменения наклона блока цилиндров насоса X, уменьшается в этом случае наклон блока цилиндров насоса, снижается его производительность, снижается давление в силовом цилиндре , выглубление осуществляется медленнее (кривые l и 2, фиг. 2), чем при нерегулируемом гидронасосе. В нерегулируемом гидронасосе наклон блока цилиндров постоянен и зависит от типа, протяженности гидросистемы, объема рабочей жидкости и т.д. Поскольку вы-лубление с помощью силового цилиндра происходит медленнее, чем в этом случае 0.и1, происходит частичная компенсация помехи д 70, полная компенсация помехи при заглублении отвала изменением угла езания, которая также происходит несколько медленнее, так кэк давление в силовом цилиндре ниже, производительность насоса 1 также меньше из-за меньшего наклона блока цилиндров. Если (фиг. 3, участок М) имеет ся помеха (кривая дЧ) при компенсиции ее (условная кривая 2 ) име ет место ошибка Л X при нерегулируемом гидронасосе 1 (кривые 1 и 2 , фиг. 2) и давлении Рц .П-ри регулируемом гидронасосе и давлении PU, Рщ компенсация помехи происходит медленнее, а ошибка от компенсации- уменьшается. На фиг. 3 (у асток П) ошибка условно показана равной нулю. Когда величины помех от неоднородности грунта меньше уставок at то в компенсации помехи принимает участие только система регулирования гидронасоса. Действительно,если помеха йЧ превышает уставки порога срабатывания 2 и 2б, то сигнал поступает на механизм 12 изменения наклона блока цилиндров гидронасоса 1, блок изменяет наклон и соответственн производительность насоса, но если помеха дМ (фиг. k, участок )) не выходит за уставку-сб., то она компенсируется только изменением произ водйТельности гидронасоса. Так,если компенсировать л М при постоянном угле наклона блока цилиндров, то (кривая 1 -дЧ) имеет место ошибка дХ . Изменение угла наклона блока цилиндров (кривая l -J/) замедление выглубления позволяет компенсировать ошибку, свесТи ее к нулю дХ 4 . О, Для случая II (фиг.) при постоян ном угле наклона блока цилиндров ошибка дХ дЧ-ДЧ, а при регулировании гидронасоса и более быстром выглублении ошибка уменьшается,услов но она взята равной нулю. Предложенное устройство позволяе более точно компенсировать колебания тягового усилия при неоднородных грунтах за счет улучшения Динамики устройства, введения в устройство ре гулируемого гидронасоса, работа которого регламентируется величиной уставки, по тяговому усилию. Точность компенсации повышается за счет улучшения динамики управления отвалом. Отпадает необходимость в больших углах поворота отвала изменением угла резания, снижается вероятность перерегулирования, динамическая ошибка. При этом для регулирования изменением угла резания можно использовать не весь отвал (по его длине), а только часть его, а это.позволяет снизить мощность гидронасоса при управлении отвалом. За счет применения регулируемого гидронасоса можно также снизить его мощность. Формула изобретения Устройство для управления рабочим органом землеройно-гранспортной машины, содержащее насос, гидрораспределитель, силовой цилиндр выглубления и заглубления рабочего органа, подключенный к каскадам выглубления и. заглубления, датчик и задатчик тягового усилия, подключенные к первому элементу сравнения, соединенному с логическим блоком, первый выход которого через последовательно соединенные инвертор, второй элемент сравнения и усилитель подключен к каскаду выглубления, а второй выход через, последовательно соединенные третий элемент сравнения и второй усилитель подключен к каскаду заглубления,, а к входам второго и третьего элементов сравнения подключены 1блоки уставки порога срабатывания, отличающееся тем, что, с целью повышения точности управления за счет улучшения динамических качеств устройства, оно снабжено механизмом автоматического изменения угла наклона блока цилиндров насоса, вторым логическим блоком, четвертым и пятым элементами сравнения,вторым инвертором и двумя дополнительными блоками уставок порога срабатывания, а насос выполнен регулируемой производительности, причем вход второго логического блока подключен к выходу первого элемента сравнения, один из . выходов второго логического блока через второй инвертор подключен к первому входу четвертого элемента сравнения, второй выход второго логического блока подключен к первому входу пятого элемента сравнения, к вторым входам четвертого и пятого элементов сравнения подключены соответствующие дополнительные блоки ус- , тавок порога срабатывания, а выходы четвертого и пятого элементов сравнения подключены к механизму автома991095810
тического изменения угла наклона бЯо- 1. Авторское свидетельство СССР ка цилиндров насоса.№ , кл. Е 02 F 9/20, 1977.
Источники информации,по заявке W 69 18/03,
принятые во внимание при экспертизе s кл. Е 02 F 9/20, 1978.
2. Авторское свидетельство СССР
