Устройство выбора слабины подъемных канатов экскаваторов драглайнов — SU 939674 (original) (raw)

Союз Советсимх Соцналмстнчесинх еспублн К АВТОРСКОМУ ДЕТЕЛЬСТВ 1) Дополнительное к авт. свид(51)М. Кл. а явлено 29. 10. 80 (2 ) 2999211/29-03 2 Р 9/ рисоелннением заявки М -веударстщивы 11 канат 23) Приор СС СР. вю делан кзебретени и еткрыткй(53) УДК 622.879 .34 (088.8) Дата опубликования описания 30.06,82 Ю.Я, Вуль, Ю.В. Симонов, А.В. Сапилов, В.И. Иамкин,А.В. Кошкарев, И.Г. Иаслов и Л.И, УшаковНаучно-исследовательский институт тяжелого машиностроенияГосударственный проектно-конструкторский и научно-исследовательский институт по автоматизаф угольнойпромышленности и Всесоюзный научно-исслефутельскийи проектно-конструкторский институт по автоматизированномэлектроприводу в промышленности, сельскоь хозйййаеи на транспорте 2) Авторы изобрете 7) Заявители 4) УСТРОЙСТВО ВЫБОРА СЛАБИНЫ ПОДЬЕИНЫ КАНАТОВ ЭКСКАВАТОРОВ-ДРАГЛАЙНОВВ известных устройств рено поддержание постоян подьемных канатов по выбора слабины. Известно устройство, в тена необходимость измен ния подъемных канатов в копания для поддержанилх предусмотого натяжеле окончакотором учния натяжероцессе аданной тол. Изобретение относитсл к электрооборудованию механизмов подъема экскаваторов-драглайнов и предназначено для ограниченил динамических нагрузок которые могут возФ5 никать при выборе слабины подьемных канатов в процессе копания или после опускания ковша на грунт.Известны устройства 1 выбора сла-. бины подъемных канатов, содержащие 1 ф регулируемый электропривод постоянного тока механизма подъема, датчики усилия и производной усилия в подьемных канатах, эадатчик и регулятор этого усилил и вспомогательные уси" лители, где выбор слабины происходит при номинальной скорости движения привода подъема, что создает значительные динамические нагрузкиг в упругих элементах механизма подьема и стрелы после окончания процесса выбора слабины, существенно большие, чем те, которые обычно имеют место при ручном управлении, когда машинист заведомо снижает скорость движения привода подъема при наличии слабины подъемных канатов.Известны также устройства выбора слабины подъемных канатов, включающие в себя регулируемый электропривод постоянного тока механизма подь ема, датчик, эадатчик и регулятор усилия в подъемных канатах, где выбор слабины подъемных канатов воэ можен при величинах скорости движения привода подъема как меньших, так и равных, номинальной 12.щины стружки, что обеспечивают с помощью дополнительного нелинейного элемента, сумматора, датчиков усилияи производной усилия в тяговых канатах 3.Однако и это устройство не исключает возможности появления больших величин динамических нагрузок при выборе слабины подъемных канатов с номинальной скоростью движения привода подьема. Во всех известных устройствах не предусмотрена возможность образования слабины подьемных канатов по желанию машиниста.Для этого необходимо отключение устройств.При работе перечисленных устройств возникновение слабины возможно только в процессе торможения привода подъема после соприкосновения ковша с грунтом,В то же время при подготовительных или маневровых операциях, в про цессе ремонта или обслуживания ( например, при смазке и т,п.) в процессе копания при верхнем черпании,необходимость образования слабиныподъемных канатов может возникнуть.ИзЬестно устройство выбора слабины подъемных канатов экскаваторовдраглайнов, содержащее управляемыйпреобразователь привода постоянного тока механизма подъема, регулятор напряжения привода подьема, управляемый командоаппаратом, датчики усилия в подъемных канатах и производной этого усилия, датчики скоростей приводов подъема и тяги, эадатчики регулятор усилия в подъемных канатах, ключевые элементы. В этом устройстве возможно образование слабины каната по усмотрению машиниста. Кроме того, в этом устройстве, при нулевом положении командоаппарата обеспечивают выбор большой слабины каната с номинальной скоростью, а по мере уменьшения слабины снижают скорость привода подъема таким образом, цтобы к моменту окончания выбора слабины скорость привода подъема была близка к нулю 4 .Основной недостаток известного устройства заключается в том, что оно разрешает производить весь процесс выбора слабины, вплоть до его окончания, при номинальной скорости движения привода подъема, что создает повышенные динамические нагрузки в упругих элементах5 0 15 20 25 30 35 ао 45 механизма подъема и стрелы, снижая таким образом надежность работы экскаватора. В устройстве не предусмотрен узел, запоминающий величину слабины подъемных канатов при наложении тормозов, а при замене или укорачивании подьемных канатов необходима переналадка устройства.Цель изобретения - уменьшение динамических нагрузок в упругих элементах механизма подъема и стрелы.Поставленная цель достигается тем, что устройство. снабжено регулятором производной усилия в подьемных канатах, датчиком производной скорости привода подъема, шестью ключевыми элементами, резистором, зашунтированным первым ключевым элементом и подключенным к входу второго ключевого элемента и к выходу регулятора производной усилия в подьемных канатах, к входу которого подключены датчик усилия в подъемных канатах через датчик производной этого усилия и выход регулятора усилия, к входам которого подключены выходы командоаппарата через параллельно включенные третий и четвертый ключевые элементы, выход задатчика усилия через пятый ключевой элемент и выход датчика усилия непосредственно, причем к управляющим входам четвертого ключевого элемента подключены датчик скорости привода подьема и датчик производной скорости привода подъема, второй выход командоаппара.та подключен к входу регулятора напряжения через шестой ключевой элемент, к управляющему входу которого и к управляющим входам первого, третьего и пятого ключевых элементов подключен выход датчика усилия, выход второго ключевого элемента подключен к входу регулятора напряжения, а его управляющие входы соединены с выходами датчика усилия, командоаппарата и датчика скорости привода тяги. На фиг. 1 показана блок-схема устройства выбора слабины подьемных канатов экскаваторов-драглайнов; на фиг.2 - осциллограммы процесса выбора слабины подъемных канатов, полученные на АВМ, при работе устройства; на фиг.3 - осциллограммы того же процесса без устройства.40 Устройство выбора слабины подьемных канатов экскаваторов-драглай.нов с регулируемым электроприводомпостоянного тока механизма подьемасодержит регулятор 1 напряжения, 5управляемый командоаппаратом 2,датчики усилия 3 в подъемных кана -тах и 4 производной этого усилия,датчики скорости приводов подъема5 и тяги 6, задатчик 7 и регулятор 108 усилия в подъемных канатах,Устройство снабжвно регулятором9 производной усилия в подъемныхканатах, датчиком 10 производеойскорости привода подъема, шестью 15ключами 11-16 и дополнительнымрезистором 17, при этом выход ко-.мандоаппарата 2 соединен с входомрегулятора 1 напряжения через ключ11, управляющий вход которого сое-20динен с выходом датчика 3 усилия,выход командоаппарата 2 соединентакже с входом регулятора усилия 8через две параллельные цепи, каждаяиз которых содержит по одному ключу12 и 13, причем управляющий вход одного из ключей 12 соединен с выходомдатчика 3 усилия, а два управляющихвхода другого ключа 13 соединеныс выходами датчика 5 скорости привода э 0подъема и датчика 10 производной скорости того же привода, третий входрегулятора 8 усилия соединен с вы"ходом задатчика 7 усилия привода,подъема через ключ 14, управляющийвход которого соединен с выходомдатчика 3 усилия, четвертый входрегулятора 8 усилия соединен с выходом датчика 3 усилия, выход регу-.лятора 8 усилия соединен с входомрегулятора 9 производной усилия,а другой вход регулятора 9 производной усилия соединен с выходом дат.чика 4 производной усилий, выходрегулятора 9 усилия в свою очередьсоединен с входом регулятора 1, напряжения с помощью цепи, содержащейключ 15 и дополнительный резистор17, зашунтированный другим ключом 16,управляющие входы первого из этихключей 15 соединены с выходами датчика 3 усилия, командоаппарата 2 идатчика 6 скорости привода тяги,управляющий вход другого ключа 16,шунтирующего дополнительный реэис 55тор 17, соединен только с выходомдатчика 3 усилия.Кроме перечисленных элементов,в устройство введены вспомогательные элементы, которые обеспечиваютсопряжение устройства с системойуправления электроприводом механизма подъема. К этим элементам относятся диоды 18, вспомогательный резистор 19, включенный на выход регулятора 20 напряжения, и вспомогательные ключи 21 и 22.Диод 20 включен последовательнов цепи, соединяющие выход командоаппарата 2 с входом регулятора 1напряжения. Параллельно вспомогатель.ному резистору 19, включенному навыход регулятора 20 напряжения привода тяги, подсоединен ключ 21, управляющий вход которого соединенс выходом датчика 6 скорости привода тяги. Управляющий, вход ключа 22,подсоединенного параллельно ключу11, соединен с выходом датчика 6скорости. Выход регулятора напряжения подключен ко входу управляемого преобразователя 23 двигателя1привода подъема 24.Устройство работает следующим образом,При наличии слабины подьемныхканатов и задании от командоаппарата2 сигнала "Вверх" выбор слабиныпроисходит с любой, заданнои оператором, скоростью вплоть до минимальной, что обеспечивается с помощьюцепи, содержащей ключ 11 и соединяющей командоаппарат 2 с регулятором1 напряжения. Ключ 11, разрешающийпрохождение сигнала от командоаппара.та 2 к регулятору 1, открыт до техпор, пока не происходит взвешиваниеупряжи ковша, а усилие в подъемных канатах не достигает величины,равной 33 от стопорного значения,Ключ 11 закрывают, разрывая цепь задания скорости "Вверх" от командоаппарата 2, как только происходитвзвешивание упряжи и величина усилияв подъемных канатах превысит 3стопорного значения. Одновременно .с закрытием ключа 11 открывают ключ14, разрешая прохождение сигналазадания от задатчика 7 на вход регулятора 8 усилия. При этом сигнал задания от командоаппарата 2 на входрегулятора 8 усилия еще не проходит,так как закрыт ключ 12, которыйоткрывают, когда величина усилияв подъемных канатах превысит 54 стопорного значения.Таким образом, после взвешиванияупряжи выбор слабины подъемных ка 939674При наличии слабины и установке командоаппарата 2 в нейтральное положение, если упряжь не поднята, выбора слабины не происходит, что обеспечивают с помощью ключа 14, который закрыт, пока упряжь не взвешена и величина усилия в подъемных канатах не достигла 3 стопорного значения. Если упряжь приподнята, а командоаппарат установлен в нейтральное положение, происходит выбор слабины также с пониженной скоростью и натяжение подъемных канатов до усилия, равного примерно 53 стопор- ного значения, что определяется величиной сигнала, поступающего с задатчика 7 на вход регулятора 8 усилия через ключ 14. 45505 натов происходит автсматически с помощью сигнала задания, поступающего с выхода задатчика 7 на вход регулятора 1 напряжения, через цепь, содержащую ключи 14 и 15, регуляторы 8 усилия и 9 производной усилия и дополнительный резистор 17. Ключ 15 открывают в процессе копания после взвешивания упряжи, когда происходит движение привода тяги "на себя" О или скорость тяги "от себя" не превышает 20-303 номинальной, командоаппарат 2 находится в положении "на себя" или в нейтральном положении, а усилие в подъемных канатах превы з шает 33 стопорного значения, для чего управляющие входы ключа 15 соединены с выходами датчика 6 скорости тяги, командоаппарата 2 и датчика 3 усилия, При столь малых величинах усилия щв 1 примерно 33 от стопорного значения) и малых величинах сигналов отрицатель" ной связи по усилию, поступающему на вход регулятора 8 с выхода датчика 3, 1регуляторы 8 и, соответственно, 9 выдают максимальные значения своих выходных сигналов. Однако максимальная величина выходного сигнала регулятора 9 ограничена резистором 17 при закрытом ключе 16. Ключ 16 закрыт, пока не натянута упряжь ковша, а усилие в подъемных канатах не достигло 5 Ф стопорного значения.С помощью установки соответствующей величины сопротивления резистора35 17 на вход регулятора 1 с выхода регулятора 9 после взвешивания упряжи ковша подают уменьшенную величину задания скорости привода подъема, равную 20-503 номинального значения. Таким образом, можно выделить два этапа работы устройства выбора слабины подъемных канатов. При наличии большой слабины канатов до взвешивания упряжи ковша выбор слабины происходит с любой заданной оператором скоростью, а после взвешивания упряжи - автоматически с пониженной скоростью, равной 20- 50 Ф от номинального значения.После того, как выбор слабины подъемных канатов закончен упряжь ковша натянута, а усилие в подъемных канатах достигает 53 стопорного значения, разрешают увеличение максимальной величины выходного сигнала регулятора 9, являющегося заданием скорости "Вверх" до номинального значения, При величине усилия в подьемных канатах, равной 5 В стопорного значения, открывают ключ 16, закора- чивая резистор 17 и увеличивая максимальное значение выходного сигнала регулятора 9.Однако, если процесс копания продолжают и ключ 15 открыт, то после выбора слабины устройство позволяет регулировать натяжение подъемных канатов в широких пределах вплоть до стопорного,значения. Для этого выход командоаппарата 2 соединяют с замкнутым контуром регулирования усилил в подъемных канатах через ключ 12, подключенный на вход регулятора 8 усилия. Ключ 12 открывают, когда усилие в подъемных канатах превысит 5 Ф стопорного значения. Отрицательную обратную связь по усилию в подъемных канатах осуществляют, подавая выходной сигнал датчика 3 усилия на вход регулятора 8 усилия, Когда необходимость регулирования усилил в подъемных канатах отсутствует и командоаппарат 2 устанавливают в нейтральное положение, величину усилия задают постоянной и равной примерно 53 от стопорного значения с помощью эадатчика 7, соединенного со входом регулятора 8 через ключ 14. Управляющие входы всех клю" чей срабатывают от величины усилия в подъемных канатах и подключены на выход датчика 3, что существенно повышает точность измерения величин усилия в подъемных канатах и уставок срабатывания ключей.В устройство введена цепь, обеспе. чиваюцая преодоление момента трения покоя, величина которого ложет л с93907 45 9тигать 104 от стопорного значениямомента. Эта цепь соединяет выходкомандоаппарата 2 со входом регулятора 8 усилия через ключ 13. Ключ13 открывают, когда скорость и ускорение двигателя равны нулю, для чегоуправляющие входы ключа 13 соединеныс выходами датчика 5 скорости и датчика 10 производной скорости. Ключ13 закрывают, когда скорость или ус окорение двигателя отличны от нуля.Уменьшение рывка,и снижение динамических нагрузок в упругих элементах механизма подъема и стрелы впроцессе выбора слабины подъемных 15канатов устраняется наличием отдельного контура регулирования производной усилия в подъемных канатах, подчиненного контуру регулирования усилия. Контур регулирования производной усилия состоит из регулятора 9производной усилия, соединенного свыходом регулятора 8 усилия. Отрицательную обратную связь по производной усилия в подъемных канатах осуществляют, подавал выходной сигналдатчика ч производной усилил навход регулятора 9,В устройстве также предусмотренспециальный вспомогательный узел,который уменьшает скорость приводатяги в процессе копания при выбореслабины подьемных канатов, когдаскорость привода подъема снижена,Если такое снижение скорости приводатяги не производить, то в глубоких35забоях с нижним церпанием, когдадвижение привода тяги происходитсо скоростью, близкой к номинальной, слабина подъемных канатов40не успевает выбираться,Указанный узел состоит из резистора 19, зашунтированного ключом 21и включенного на выход регулятора20 напряжения привода тяги. Ключ21 закрывают, когда усилие в подъемных канатах становится меньше 5стопорного значения и величина скорости привода подъема становитсяравной величине уставки пониженнойскорости "Вверх"20-501 номинального значения), определяемой величиной максимального выходного сигналарегулятора 9 при закрытом ключе 16,цто свидетельствует о режиме выбораслабины подьемных канатов. Ключ 21открьвают и разрешают движение привода тлги с номинальной скоростью,когда упряжь ковша натянута и усилие 10в подъемных канатах превышает 5/ стопорного значения или скорость привода подъема меньше величины уставки пониженной скорости "Вверх",После окончания процесса копания разрывают цепь регулирования натяжения подьемных канвтов, закрывая ключ 15, и замыкают цепь регулирования скорости привода подъема, открывая ключ 22. Ключ 15 закрывают, а ключ 22 открывают, когда скорость движения привода тяги "от себя" достигает 20-30 номинального значения, цто свидетельствует о начале выноса ковша. Еще одним условием открытия ключа 22 является наличие усилия в подъемных канатах, не меньшего веса пустого ковша, что составляет примерно 153 от стопорного значения.Величина уставки скорости механизма тяги "от себл" при котором закрывают ключ 15 .и открывают ключ 22, определяется необходимостью работы контура регулирования натяжения подьемных канатов при особом режиме работы с верхним церпанием, когда машинист вынужден отталкивать с помощью задней стенки ковша большое количество грунта из передней части забоя, перемещенного в предыдущих циклах копания в так называемой призме волочения, перед ковшом. В этом .режиме ковш движется, касаясь грунта, в направлении "от себя" за счет натяжения подъемных канатов, разматывая одновременно тяговье канаты. Скорость механизма тяги при этом может достигать 20-301, номинальной величины.Устройство разрешает образование слабины подъемных канатов и движение в направлении спуска ковша с любой заданной оператором скоростью с помощью цепи, которая соединяет командоаппарат 2 с регулятором 1 напряжения через диод 18.Таким образом, устройство обеспечивает существенное снижение динамических нагрузок при выборе слабины подъемных канатов в процессе копания или после опускания ковша на грунт с помощью задания существенно пониженного значения скорости привода подъема, как только происходит взвешивание упрлжи ковша.Из сопоставления приведенных на Фиг.2 и 3 осциллограмм видно, что при менение устройства снижает максимальную величину динамического усипил11 939674 в упругих элементах канатах механизма подъема в процессе выбора слаби. ны подъемных канатов в 1,4 раза. При этом величина производной усилий в упругих элементах механизма подъема уменьшается примерно вдвое, что способствует снижению динамических нагрузок в упругих элементах стрелы и надстройки.Уменьшение величин динамических О нагрузОк в упругих элементах механизма подъема и стрелы обеспечивает уменьшение износа механизма подъема и конструкции стрелы, увеличивает долговечность и межремонтный срок их ю службы и, таким образом, производительность экскаватора на 2 Ф,12 Формула изобретения 35 ао Устройство выбора слабины подьемных канатов экскаваторов-драглайнов, содержащее управляемый преобразователь привода подъема, командо% аппарат, регулятор напряжения привода подъема, датчики усилия в подъемных канатах и производной этого усилия, скороСтей приводов подьема и тяги, задатчик и регулятор усилия в подь- зр емных канатах, ключевые элементы, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения динамических нагрузок в упругих элементах механизма подъема и стрелы, оно снабжено регулятором производной усилия в подъемных канатах, датчиком производной скорости привода подъема, шестью ключевыми элементами и резистором, зашунтированным первым ключевым элементом и подключенным к входу второго ключевогб элемента и к выходу регулятора производной усилил в подъемных канатах,к входу которого подключены датчикусилия в подъемных канатах черездатчик производной этого усилияи выход регулятора усилия, к входамкоторого подключены выходы командоаппарата через параллельновключенные третий и четвертый ключевые элементы, выход задатчика усилия через пятый ключевой элементи выход датчика усилия непосредственно, причем к управляющим входамчетвертого ключевого элемента подключены датчик скорости привода подьема и датчик производной скоростипривода подъема, второй выходкомандоаппарата подключен к входурегулятора напряжения через шестойключевой элемент, к упраляющему входукоторого и к управляющим входам первого, третьего и плтого ключевыхэлементов подклюцен выход датчикаусилил, выход второго ключевогоэлемента подключен к входу регулятора напрлжения, а его управляющиевходы соединены с выходами датчикаусилия, командоаппарата и датчикаскорости привода тяги. Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРйф 599023, кл, Е 02 Г 9/20, 1975.2. Авторское свидетельство СССРй 676694, кп. Е 02 Р 3/48, 1978.3. Авторское свидетельство СССРК 642440, кл. Е 02 Г 3/48, 1977.Авторское свидетельство СССРМ 639999, кл. Е 02 Г 9/48, 1977939 б 7 ч Составитель Р. Гладун шеля Техред А, Ач Корректко едакто оектная,лиал ППП Патент , г. Ужгород,каз 17 Тираж 709 Подписно ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д.,М 5

Смотреть

Устройство выбора слабины подъемных канатов экскаваторов драглайнов