Система управления рабочим органом планировочной машины Советский патент 1982 года по МПК E02F9/20 

Изобретение относится к строитель ным машинам, предназначенным для производства планировочных работ и может быть использовано, например на автогрейдере при выполнении за чистных проходов при работе в режиме автоматического управления.

Известна система управления отвалом бульдозера, содержащая две параллельные линии автоматического управления, каждая из которьих имеет свой электромагнитный золотник с автономным .насосом питания.

Недостатком этой системы является то, что для ее реализации на базе имеющегося на машине гидравлического привода с одним насосом, несмотря на его достаточную мощность, необходима установка дополнительного насоса питания. Это приводит к увеличению стоимости и усложнению системы управления.

Известно также управляющее устройство к землеройно-планировочной машине, содержащее датчик положения рабочего органа, элемент сравнения, исполнительный мехгшизм и сервопривод 2.

Однако это устройство не обеспечивает регулирования скорости движения рабочего органа в зависимости от отклонения рабочего органа от требуемого положения и склонно к возникновению автоколебаний при увеличении чувствительности системы управления.

Наиболее близкой к предлагаемой является система управления рабочим органом планировочной машины, наприtoмер автогрейдера, содержащая датчик и задатчик углового положения,блок сравнения, релейный элемент, усилитель, электрогидрораспределитель, вход которого соединен с насосом

5 постоянной производительности через клапан регулирования потока, исполнительный гидроцилиндр и гидрораспределитель с ручным управлением 13 J« Эта система управления по прин20ципу действия относится к замкнутым системам релейного типа и обеспечивает работу как в ручном так и в - автоматическом режиме от одного насоса постоянной производительности.

25 Скорость движения штока гидроцилиндра при работе в режиме автоматического управления постоянна независимо от величины отклонения отвала от защанного положения и выбирается

30 из условия обеспечения устойчивой

работы, требуемого качества переходных процессов и точности спланированной поверхности. Эта скорость ограничена клапаном регулирования потока, включенного на входе в гидрораспределитель с электроуправлением, равна 0,018-0,02 м/с. Часть жидкости, поступавшей от насоса, клапан регулирования потока отводит в бак. Если учесть, что насос позволяет получит.ь скорость движения штока при включении контура ручного управления в пределах 0,15-0,25 м/с то становится очевидным сушественный запас по скорости и уменьшение КПД гидропривода при работе в режим автоматического управления.

Цель изобретения- повышение точности управления за счет полного использования потока жидкости.

Поставленная цель достигается тем, что система управления рабочим oiSiraHOM планировочной маимны, например автогрейдера, включающая датчик и задатчик углового положения, блок сравнения, релейный элемент, усилитель , электрогидрораспределитель, вход которого соединен с насосом постоянной производительности через клапан регулирования потока, исполнительный гидроцилиндр и гидрораспределитель с ручным управлением, снабжена дополнительным гидрораспределителем, клапаном регулирования потока, релейным элементом и усилителем, причем дополнительный электргидрораспределитель подключен параллельно основному и соединен выходом с исполнительным гидроцилиндром, а входом через дополнительный клапан регулирования потока с.насосом постоянной производительности, дополнительный релейный элемент подключен параллельно основному и чере дополнительный усилитель электрически соединен с дополнительным электрогидрораспределителем.

На чертеже представлена принципиальная схема системы управления.

Система состоит из блока 1 управления, датчика 2 углового положения, связанного с рабочим органом 3, основного гидрораспределителя 4 с электроуправлениемг вход которого соединен с насосом 5 постоянной производительности через клапан б регулирования потока, а выход соединен с исполнительным гидроцилиндром 7, дополнительного гидрораспределитёля 8 с электроуправлением, выход которого также соединен с исполнительным гидроцилиндром 7, а вход соединен с насосом 5 через дополнительный клапан 9 регулирования потока, гидрораспределителя 10 с ручным управлением, дросселей 11-13 с обратными клапанами линии 14 управления переливным золотником 10

гидрораспределителя с ручным управлением, бака 15.

Блок 1 управления состоит из задатчика 16 углового положения рабочего органа 3, блока 17 сравнения, основного релейного элемента 18срегулируемой зоной, нечувствительности, усилителя 19, дополнительного релейного элемента 20 с устройством регулирования зоны нечувствительносг ти, усилителя -21. Причем зона нечувствительности дополнительного релейного элемента 20 больше зоны нечувствительности основного релейного элемента 18.

Работа системы осуществляется следующим образом.

При отсутствии возмущающих воздействий на автогрейдер, когда положение рабочего органа 3 в поперечно плоскости находится в пределах допуска, величина рассогласования сигналов датчика 2 углового положения и задатчика 16 углового положения не превышает зону нечувствительности релейных элементов 18 и 20, золотники гидрораспределителей 4 и 8 с электроуправлением находятся в нейтральном Ioлoжeнии и запорные элементы клапанов б и 9 регулирования потока закрыты. Линия 14 управления переливным золотником 10 распределителя с ручным, управлением открыта и жидкость от насоса 5 чере переливной золотник 10 распределителя с ручным управлением сливается в бак 15. Полости гидроцилиндра 7 заперты и рабочий орган 3 находится в заблокированном состоянии.

В том же положении находятся золотники гидрораспределителей 4 и 8 с электроуправлением при отключен системы автоматического управления. Причем в этом случае появляется возможность управлять рабочим органом 3 с помощью гидрораспределителя 10. с ручным управлением.

При малом отклонении рабочего органа 3 от требуемого положения и увеличении рассогласования сигналов датчика 2 углового положенияи задатчика 16 углового положения до величины, превышающей зону нечувствительности основного релейного элемента 18, блок 1 управления подает сигнал на соответствующий элекромагнит основного гидрораспределителя 4 с электроуправлением. Золотник 4 гидрораспределителя перекрывает линию 14 управления переливным золотником.гидрораспредёлителя 10 с ручным управлением, переливной золотник закрывается и жидкость, через клапан б регулирования потока поступает в соответствующую полость гидроцилиндра 7. Часть жидкости клапаном б регулирования потока отводится в бак 15, благодаря чему

обеспечивается движение рабочего органа 3 на малой скорости и точная остановка его в требуемом положении при исчезновении сигнала рассогласования. Увеличение скорости штока гидроцилиндра 7 ограничивается требованиями к запасу устойчивости системы, точности и качеству переходных процессов.

При больших отклонениях рабочего органа 3 от требуемого положения, когда сигнал рассогласования превышает зону нечувствительности допол- . нительного релейного элемента 20, включается основной гидрораспределитель 4 с электроуправлением, а затем дополнительный гидрораспределитель 8 с электроуправлением. Включение дополнительного гидрораспределителя 8 с электроуправлением обеспечивают повышенную скорость движения штока гидроцилиндра 7 и быстрое возвращение рабочего органа 3 в требуемое положение, за счет подачи в гидроцилиндр 7 дополнительного потока жидкости, регулируемого дополнительным клапаном 9 регулирования потока. При уменьшении сигнала рассогласования по мере приближения рабочего органа Зк требуемому положению вначале отключается дополнительный гидрораспределитель 8 с электроуправлением. Происходит торможение рабочего органа 3 за счет переключения системы на малую ско- . рость, доводка на этой скорости и плавный останов в требуемом положении при отключении основного гидрораспределителя 4 с электроуправлением.

Установка дополнительного гидрораспределителя с электроуправлением, вход которого соединен с насосом постоянной производительности через дополнительный клапан регулирования потока, параллельно основному гидрораспределителю с электроуправлением, соединенному на выходе с исполнительным гидроцилиндром, а а входе с насосом через основной клапан регулирования потока и введение дополнительного релейного элемента, включенного параллельно основному и предназначенного для управления дополнительным гидрораспределителем с электроуправлением позволяет повысить КПД гидропривода рабочего органа при работе в режиме автоматического управления благодаря более полному использованию потока жидкости создаваемому насосом, а повышение

при этом средней скорости штока исполнительного гидроцилиндра позволяет повысить производительность планировочных работ за счет сокращения числа повторных проходов и

увеличения скорости движения автогрейдера ,

Формула изобретения

15

Система управления рабочим органом планировочной машины, например .автогрейдера, включающая датчик и , задатчик углового положения ,блок

Q сравнения, релейный элемент, усилитель , электрогидрораспределитель, вход которого соединен с насосом постоянной производительности через клапан регулирования потока, исполнительный гидроцилиндр и гидрораспределитель с ручным управлением, отличающаяся тем, что, с це.лью повышения точности управления путем полного использования потока жидкости , она снабжена до0полнительными электрогидрораспреде- . лителем, клапаном регулирования потока, релейным элементом и усилителем, причем дополнительный электрогидрораспределитель подключен параллельно, основному и соединен выходом с исполнительным гидроцилиндром, а входом через дополнительный клапай регулирования потока - с насосом постоянной пpoизвoдитeльнocтИv дополнительный релейный элемент подключен параллельно основному и через дополнительный усилитель электрически соединен с дополнительным электрогидрораспределителем.

5 Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1.Патент Японии 51-39447, кл. Е 02 F 3/76, 1976.

2.Авторское свидетельство СССР 0 380161, кл. Е 02 F 9/20, 1974.

3.Меркулович В,А. и Сырков А,Б. Автогрейдер Д-710А.- Строительные и Дорожные машины . М,/ Машино строение, 1969, 2, с. 13-15.

1

1

IS.

A

5&

«vl

v

A

WL

„..J

L.

с

Q