PL334929A1 - Active system for improving stability of wheeled industrial vehicles in particular those provided with a working outfit carrying outrigger - Google Patents

Description

\0 3 3 4 9 2 9 .10

Oats - ? > .... ... .... ..J. -- ΐν·,j· Na t-sssej ste

AKTYWNY UKŁAD DO POPRAWY STATECZNOŚCI POJAZDÓW PRZEMYSŁOWYCH NA PODWOZIU KOŁOWYM, ZWŁASZCZA Z WYSIĘGNIKOWYM OSPRZĘTEM ROBOCZYM

Przedmiotem wynalazku jest aktywny układ do poprawy stateczności pojazdów przemysłowych na podwoziu kołowym, zwłaszcza z wysięgnikowym osprzętem roboczym, przeznaczony do stosowania przede wszystkim w mobilnych maszynach roboczych z przegubowym zespołem jezdnym, do których należą na przykład ładowarki łyżkowe. Maszyny te w warunkach pracy na pochyłościach terenowych posiadają mniejszą stateczność niż na przykład maszyny z kołami jezdnymi kierowanymi i dlatego szczególnie celowe jest stosowanie środków technicznych poprawiających ich stateczność.

Znany jest z opisu polskiego patentu Nr 103 932 sposób i układ do sygnalizowania utraty stateczności maszyny na podwoziu kołowym, w szczególności ładowarki lub koparki. Znany sposób sygnalizowania utraty stateczności maszyny polega na tym, że w sposób ciągły kontroluje się kontakt wszystkich kół jezdnych maszyny z. podłożem poprzez pomiar reakcji podłoże na wszystkie koła maszyny, brak tego kontaktu jednego z kół jezdnych maszyny z podłożem oznacza stan utraty stateczności, którego wystąpienie powoduje zadziałanie sygnału ostrzegawczego oraz ewentualne zatrzymanie maszyny.

Znany układ do sygnalizowania utraty stateczności maszyny zawiera elektryczne czujniki siły usytuowane w każdym z kół jezdnych maszyny względnie w ich sąsiedztwie I składa się z analogowo-cyfrowego przetwornika, procesora i wzmacniacza, przy czym wyjścia analogowo - cyfrowego przetwornika połączone są z wejściami procesora, natomiast wyjście procesora poprzez wzmacniacz połączone jest z sygnalizatorem ostrzegawczym, zaś do wejść * » - 2- analogowo-cyfrowego przetwornika podłączone są elektryczne czujniki siły. Wyjście procesora połączone jest poprzez wzmacniacz z wyłącznikiem jazdy maszyny,

Wadą znanego rozwiązania jest to, że chociaż zabezpiecza ono pojazd przemysłowy przed wywróceniem się, sygnalizując stan zagrożenia, to jednak nie poprawia jego stateczności podczas pracy na pochyłościach terenowych-

Aktywny układ do poprawy stateczności pojazdów przemysłowych na podwoziu kołowym, zwłaszcza z wysięgnikowym osprzętem roboczym według wynalazku zawiera programowalny sterownik, elektryczne przetworniki kątów, przemieszczeń, ciśnienia i prędkości obrotowej oraz optyczny i akustyczny sygnalizator ostrzegawczy, istota wynalazku polega na tym, że wyjścia programowalnego sterownika połączone są z wejściami cewek rozdzielaczy hydraulicznych, jednego rozdzielacza sterującego układem wahaczowym tylnego mostu pojazdu zintegrowanego z membranowym akumulatorem hydraulicznym oraz drugiego rozdzielacza sterującego blokadą układu podnoszenia wysięgnika a ponadto z wejściami optycznego i akustycznego sygnalizatora ostrzegawczego, natomiast do wejść programowalnego sterownika podłączone są wyjścia elektrycznego grawitacyjnego przetwornika kątów nachylenia pojazdy w dwóch prostopadłych do siebie płaszczyznach, przetworników przemieszczania tłoczyska siłownika układu wabaczowego tylnego mostu, ciśnienia w układzie hydraulicznym podnoszenia wysięgnika, kąta skrętu przegubu pojazdu przegubowego, kąta obrotu wysięgnika oraz prędkości obrotowej walu napędowego pojazdu.

Zastosowanie aktywnego układu według wynalazku w pojazdach przemysłowych na podwoziu kołowym w zasadniczym stopniu poprawia stateczność tych pojazdów podczas ich eksploatacji na pochyłościach terenowych. Badania symulacyjne ładowarki łyżkowej przeprowadzone w Instytucie Konstrukcji i Eksploatacji Maszyn Politechniki Wrocławskiej wykazały, że zastosowanie układu według wynalazku zwiększa stateczność wywrotową ładowarki o ponad 20%, co znacznie wpływa na wzrost bezpieczeństwa pracy i poprawę innych wskaźników eksploatacyjnych tego rodzaju maszyn roboczych. Zastosowanie w układzie wahaczowym tylnego mostu pojazdu membranowego akumulatora hydraulicznego z odpowiednio dobranym wstępnym ciśnieniem * i -3- w przestrzeni gazowej przyczynia się do wzrostu stateczności dynamicznej pojazdu przemysłowego podczas jazdy po nierównościach terenowych dzięki temu, że akumulator ten, absorbując energię, minimalizuje sity kontaktowe na zderzakach ograniczających ruch obrotowy tylnego wahliwego mostu i tym samym nie dopuszcza do powstania szkodliwych dużych opóźnień kątowych wokół osi wzdłużnej pojazdu, co w efekcie minimalizuje dynamiczne momenty dążące do wywrócenia pojazdu. Układ według wynalazku daje możliwości zastosowania ręcznej blokady układu wahaczcwego tylnego mostu pojazdu przemysłowego oraz możliwości pomiaru i rejestracji masy urobku w łyżce, co pozwala dodatkowo na automatyczne określenie bieżącej wydajności w cyklu roboczym pojazdu. Dodatkową zaletą wynalazku jest prostota układu i łatwość jego adaptacji w seryjnie produkowanych pojazdach przemysłowych oraz możliwość uzyskiwania innych funkcji zabezpieczających pojazd, na przykład wyłączenia silnika napędowego.

Przedmiot wynalazku pokazany jest w przykładzie wykonania na rysunku, który przedstawia schemat blokowy aktywnego układu do poprawy stateczności przegubowej ładowarki łyżkowej pokazanej w widoku z boku i z tyłu.

Jak pokazuje to rysunek, układ według wynalazku składa się z grawitacyjnego przetwornika kątów a *, % J, nachylenia ładowarki w dwóch prostopadłych do siebie płaszczyznach, zamontowanego w kabinie operatora, z przetwornika obrotowo - kodowego X zamocowanego do przegubu skrętu ładowarki, przetwornika obrotowo - kodowego X zamocowanego de przegubu wysięgnika ładowarki, przetwornika ciśnienia X zamocowanego w tłocznym przewodzie hydraulicznym siłowników podnoszenia wysięgnika, przetwornika obrotowo - impulsowego X zamontowanego na wale napędowym ładowarki oraz przetwornika przemieszczenia X zamontowanego w pobliżu siłownika układu wahaczowego tylnego mostu ładowarki Wyjścia przetwornika kątów o:x,ay X oraz pozostałych przetworników I, 1,1 , X, ..6.,podłączone są do wejść zintegrowanego z wzmacniaczem programowalnego sterownika X którego dwa wyjścia połączone są z wejściami dwóch cewek zintegrowanego z membranowym akumulatorem hydraulicznym rozdzielacza hydraulicznego X sterującego układem wahaczowym tylnego mostu ładowarki, dwa inne wyjścia połączone są z wejściami dwóch cewek rozdzielacza hydraulicznego X , i i -4- sterującego blokadą układu podnoszenia wysięgnika ładowarki, zaś pozostała wyjścia programowalnego sterownika J£ połączone są z wejściem optycznego sygnalizatora ostrzegawczego JO, oraz z wejściem akustycznego sygnalizatora ostrzegawczego Jj..

Działanie układu według wynalazku jest następujące. Po aktywizacji układu przez operatora sygnały generowane przez przetwornik kątów a „ % J przetworniki obrotowo - kodowe JL JL przetwornik ciśnienia JL przetwornik obrotowo * impulsowy J5 oraz przetwornik przemieszczenia rejestrowano są przez programowalny sterownik J., który wykorzystując je oblicza na bieżąco na podstawie posiadanego algorytmu aktualny ekwiwalentny kąt nachylenia ładowarki na pochyleniu terenu, będący zastępczą wartością kątów a x, ety porównując go permanentnie z bezpieczną w danej sytuacji pracy łado-warki wartością granicznego kąta ekwiwalwntnego. Graniczna wartość kąta ekwiwalentnego nachylenia ładowarki na podłożu jest takie permanentnie obliczana według innego algorytmu przez układ mikroprocesorowy programowalnego sterownika j , który wykorzystuje sygnały przetworników J2_, „3., .4 .516, informujące o aktualnym kącie skrętu ładowarki przegubowej, usytuowaniu wysięgnika, obciążeniu łyżki, prędkości jazdy oraz czy układ waHaczowy tylnego mostu jest zablokowany czy też nie. Wartość granicznego kąta ekwiwalentnego może być stała, określona przez eksploatatora bądź producenta dla danego rodzaju pojazdów przemysłowych. Po osiągnięciu przez ładowarkę w czasie pracy aktualnego ekwiwalentnego kąta nachylenia zbliżonego, z pewnym marginesem bezpieczeństwa, do jego wartości granicznej następuje w pierwszej fazie automatyczne włączenie optycznego sygnalizatora ostrzegawczego 10 i akustycznego sygnalizatora ostrzegawczego 11 W drugiej fazie następuje automatyczne zablokowanie za pomocą zintegrowanego z membranowym hydraulicznym akumulatorem hydraulicznego rozdzielacza JJ układu wahaczowego tylnego mostu ładowarki, powodując zwiększenie jej stateczności. Blokada wahaczowego tylnego mostu następuje w pozycji ustalonej za optymalną, którą kontroluje przetwornik przemieszczenia JL W przypadku gdyby stateczność ładowarki była dalej zagrożona, aktywny układ za pomocą hydraulicznego rozdzielacza J... blokuje podnoszenie Wysięgnika ładowarki. \\

Fa fyka Mw>!« » \ł

Claims (1)

1. ZASTRZEŻENIE PATENTOWE Aktywny układ do poprawy stateczność! pojazdów przemysłowych na podwoziu kołowym, zwłaszcza z wysięgnikowym osprzętem roboczym, zawierający programowalny sterownik, elektryczne przetworniki kątów, przemieszczenia, ciśnienia i prędkości obrotowej oraz: optyczny i akustyczny sygnalizator ostrzegawczy, znamienny tym, Ze wyjścia programowalnego sterownika Cl) połączone są z wejściami cewek zintegrowanego z membranowym hydraulicznym akumulatorem hydraulicznego rozdzielacza (JL) sterującego układem wahaczowym tylnego mostu pojazdu oraz z wejściami cewek hydraulicznego rozdzielacza UJ układu podnoszenia wysięgnika, a ponadto z wejściem optycznego sygnalizatora ostrzegawczego (10) \ z wejściem akustycznego sygnalizatora ostrzegawczego (11), natomiast do wejść programowalnego sterownika (7) podłączone są wyjścia grawitacyjnego przetwornika kątów α χ, % (..I) nachylenia pojazdu w dwóch prostopadłych do siebie płaszczyznach, przetwornika przemieszczenia (6) tłoczyska siłownika układu waha-czowego tylnego mostu, przetwornika ciśnienia 14 ) w układzie hydraulicznym podnoszenia wysięgnika, przetwornika obrotowo - kodowego 12) skrętu przegubu pojazdu przegubowego, przetwornika obrotowo - kodowego (31 kąta obrotu wysięgnika oraz przetwornika obrotowo - impulsowego (.5.) prędkości obrotowej walu napędowego pojazdu.