SU956697A1

SU956697A1 - Device for controlling dragline pullrope electric drive

Info

Publication number: SU956697A1
Application number: SU813248070A
Authority: SU
Inventors: Владимир Иванович Ключев; Валерий Яковлевич Ткаченко; Вадим Николаевич Остриров; Юрий Тимофеевич Калашников; Михаил Максимович Кошевой; Эдуард Иванович Чувпило
Original assignee: Московский Ордена Ленина Энергетический Институт; Производственное объединение "Новокраматорский машиностроительный завод"
Priority date: 1981-02-16
Filing date: 1981-02-16
Publication date: 1982-09-07

Description

Изобретение относитс к автоматизации грузоподъемных машин и может быть использовано дл автоматической транспортировки ковша экскаваторадраглайна и защиты стрелы от аварийной раст жки ковша.The invention relates to the automation of lifting machines and can be used to automatically transport an excavator bucket and protect the boom from emergency stretching of the bucket.

Известны устройства управлени электроприводами подъема и т ги экскаватора-драглайна , содержащие датчики длин канатов, датчики скоростей и статических нагрузок электроприводов , сумматор, дифференцирующее устройство , блок делени , нелинейный блок и блок сравнени 1 и 2,Control devices for lifting electric drives and dragline excavator motors are known, comprising rope length sensors, speed sensors and static loads of electric drives, an adder, a differentiating device, a dividing unit, a non-linear unit and a comparison unit 1 and 2,

Недостатками этих устройств вл ютс несовершенство примен емых методов определени координат ковша, а также сложность самих устройств, что существенно снижает их надежность и качество управлени экскаватором , The disadvantages of these devices are the imperfection of the used methods for determining the coordinates of the bucket, as well as the complexity of the devices themselves, which significantly reduces their reliability and quality of control of the excavator,

Известно также устройство управтлени электроприводом экскаваторадраглайна , содержащее датчики усили в опорах головных блоков и блоков наводки и датчики скоростей элекродвигателей приводов подъема и т ги, два сумматора, к первому из которых подключены выходы датчика усили в опоре головных блоков, а ко второму - выходы датчика усили в опоре блоков наводки и датчиков скорости электродвигателей подъема и т ги 3.It is also known to control the electric drive of an excavator-radialline, which contains force sensors in the supports of the head blocks and pick-up blocks and speed sensors of electric motors of lift drives and pull, two adders, the first of which is connected to the output of the force sensor in the head support, and to the second - the force sensor outputs in the support of the pick-up units and the sensors of the speed of the electric motors of lifting and lifting gi 3.

Недостатком этого устройства вл етс треугольна форма формируемой им границы срабатывани защиты от раст жени ковша, тогда как оптимальна граница достаточно близко описываетс дугой окружности а так10 же ограниченность В9зможностей устройства , обеспечивающего автоматическую транспортировку ковша только в аварийных ситуаци х, В результате не удовлетвор ютс в достаточной A disadvantage of this device is the triangular shape of the bucket tensile protection response line formed by it, while the optimal border is described quite closely by a circular arc and also the limitations of the device's ability to provide automatic transportation of the bucket only in emergency situations. As a result, they are not sufficiently satisfied.

15 мере требовани надежности управлени экскаватором.15 as the requirements for reliable excavator control.

Цель изобретени - повышение liaдежности управлени экскаватором.The purpose of the invention is to increase the reliability of excavator control.

2020

Поставленна цель достигаетс тем, что устройство снабжено двум блоками нелинейности с линейной однопол рной характеристикой, зоной нечувствительности и ограничением по мо25 дулю и датчиком тока кор электродвигател подъема, подключенным к первому сумматору, причем выход датчика усили в опоре головных блоков соединен со входом сумматора, а вы30 ход каждого из сумматоров через соответетвук дий блок нелинейности cpeдинен со входом электропривода т ги На чертеже приведена функциональна схема устройства. Устройство управлени электроприводом 1 т ги содержит два датчика скорости электродвигателей приводов т ги 2 и подъема 3, два датчика усит ЛИЯ в опорах блоков, наводки 4 и го (Ловных блоков 5, два датчика тока кор двигател подъема 6 и т ги 7,два сумматора 8 и 9, два блока 10 И 11 нелинейности, задатчик 12 скороети электродвигател т ги, регул тор 13 скорости электродвигател т ги, возбудитель 14 генератора, генератор 15 и двигатель 16 электропривода т г Электропривод 1 т ги имеет струк туру, в которую вход т генератор 15 электродвигатель 16, возбудитель 14 генератора и регул тор 13 скорости, задатчик 12 скорости, датчик 2 скорости в виде датчика напр жени кор двигател , датчик 7 тока корей цепи и необходимые в данной схеме св зи по току и напр жению. Возбудитель 14 и регул тор 13 имеют суммирующие входы. Датчики скорости 3 и тока б кор электродвигател подъема аналогичны датчикам 2 и 7 т ги. Датчики 4 и 5 измер ют усили в опорах блоков наводки и .головных, блоков драглайна. На входы сумматора 8 подключены выходы датчиков скорости электродвигател т ги 2 и подъема 3, усилий в .опорах блоков наводки 4 и головных блоков 5, а выход сумматора 8 через б-лок 10 нелинейности св зан, с управл ющим входом электропривода 1 т ги. . Датчики скорости 2 электродвигател т ги, тока 6 кор электродвигател подъема и усили в опорах головных блоков 5 подключены на входы сумматора 9, выход которого через блок 11 нелинейности св зан С управл ющим входом электропривода 1 т ги. Устройство имеет два канала автоматического управлени электропри водом т ги и работает следующим образом . В канале автоматической защиты стрелы от раст жки ковша на сумматоре сигналы с датчиков усилий .в опорах блоков наводки 4 и головных блоков 5 драглайна, содержащие информацию о положении и загрузке ковша , суммируютс . Независимости от конструкции направл ющих блоков усили в их опорах определ ютс зависимост ми .() H--SMV°H - Hsi() ( (o-M Тгде РП 1 т нат жени канатов подъема и т ги; g - угол наклона стрелы к плоскости горизонта; V , Ц. - углы между канатами подъема, т ги и стрелой ; п о .о У между канатами подъема, т ги и стрелой , при которых усили в опорах равны нулю (дл выражени 2) ц,., . К-,,,, Кф- коэффициент передачи измерительных устройств; К,- коэффициент, определ емый по геометрическим. - размерам .узла блоков наводки, дл гсшовных блоков или дл блоков наводки соответственно. При определенном весе,ковша геометрическое место точек его расположени в пространстве, соответствующее посто нству суммарного сигнала усилий Fp g+FgH, описываетс дугой окружности, опирающейс на ось стрелы как на хорду, причем при суммарном сигнале, равном нулю, радиус дуги практически не зависит от веса ковша. Настройкой необходимой ширины зоны немувствительности блока 10 нелинейности устанавливаетс требуемый радиус границы срабатывани защиты от раст жки ковша в -статике. Динамика ковша учитываетс алгебраической суммой скоростей электродвигателей приводов подъема и т ги, котора также Выдел етс на сумматоре 8 по сигналам с датчиком 2 и 3 скоростей . При приближении ковша к стреле в случае захода его в зону опасной раст жки суммарный сигнал с датчиков 2-5 принимает положительный знак и превышает величину зоны нечувствительности i блока 10 нелинейности, в результате на его выходе по вл етс сигнал, вызывающий коррекцию работы т ги таким образом, что обеспечиваетс движение ковша вдоль установленной статической границы зоны защиты . Чем больше скорость движени ковша к стреле, тем дальше чэт стрелы начинаетс защитное автоматическое управление т гой. Чем легче ковш, тем по более близкой к стреле траектории обеспечиваетс ег;о транспортировка . В канале эксплуатационного автоматического управлени т гой при подъеме койда на выгрузку на сумматор 9 с датчика 5 усили в опоре головных блоков поступает сигнал, закон изменени которого от F нат жеци подъемных канатов и угла пThe goal is achieved by the fact that the device is equipped with two nonlinearity blocks with a linear unipolar characteristic, deadband and limitation along the module and a current sensor of the lift motor, connected to the first adder, and the output of the force sensor in the head unit support is connected to the adder input, output of each of the adders through the corresponding nonlinearity unit is adjacent to the drive input of the cable drive. The drawing shows the functional diagram of the device. The control unit of the electric drive 1 ti contains two sensors of the speed of electric motors of drives ti 2 and lift 3, two sensors are placed in the supports of blocks, pickups 4 and 3 (Heavy blocks 5, two sensors of the current of the lift engine core 6 and ti 7, two adders 8 and 9, two blocks 10 and 11 of non-linearity, generator 12 of the fast electric motor of the rod, regulator of 13 speed of the electric motor of the rod, exciter 14 of the generator, generator 15 and the motor 16 of the electric drive of the r The electric drive of 1 t of the engine has generator 15 electric motor 16, excite Either generator 14 and speed controller 13, speed adjuster 12, speed sensor 2 as a voltage sensor of a motor, sensor 7 of circuit current 7 and the current and voltage required in this circuit. Pathogen 14 and controller 13 have summaries inputs. The speed sensors 3 and the current of the electric motor of the lift motor are similar to the sensors 2 and 7 tons. The sensors 4 and 5 measure the forces in the supports of the pick-up blocks and the head and dragline blocks. The inputs of the adder 8 are connected to the outputs of the speed sensors of the electric motor ti 2 and lift 3, the forces in the pickup blocks 4 and the head units 5, and the output of the adder 8 via non-linearity block 10 is connected to the control input of the electric drive 1 ti. . The speed sensors 2 of the motor ti, the current 6 kor of the lift motor and the force in the supports of the head blocks 5 are connected to the inputs of the adder 9, the output of which through the non-linearity unit 11 is connected with the drive input of the drive 1 ti. The device has two channels of automatic electric drive control and works as follows. In the boom automatic protection channel against bucket stretching on the adder, signals from force sensors. In the supports of the pickup blocks 4 and the dragline head blocks 5, containing information about the position and loading of the bucket, are summed up. The independence of the design of the guide blocks of the forces in their supports is determined by the dependencies. () H - SMV ° H - Hsi () ((oM Tgde RP of 1 t tension of lifting cables and pull; g is the angle of the boom to the plane of the horizon ; V, C. - the angles between the hoisting ropes, the pull and the boom; n o. U between the hoisting ropes, the draw and the boom, at which the forces in the supports are equal to zero (for expression 2) c,.,. ,,, Kf is the transmission coefficient of measuring devices; K, is the coefficient determined by geometrical - size of the node of the pickup blocks, for continuous blocks or for pickup blocks with With a certain weight, the bucket, the locus of points of its location in space, corresponding to the constant of the total force signal Fp g + FgH, is described by an arc of a circle supported by the boom axis as a chord, and with a total signal equal to zero, the arc radius is almost depends on the weight of the bucket. By adjusting the required width of the non-linearity of the non-linearity unit 10, the required radius of the boundary of the protection of the bucket stretch protection in the status test is set. The bucket dynamics is taken into account by the algebraic sum of the speeds of the electric motors of the lifting drives and the thrust, which is also allocated at the adder 8 by signals with a speed sensor 2 and 3. When the bucket approaches the boom if it enters the dangerous stretch zone, the total signal from sensors 2-5 takes a positive sign and exceeds the value of the dead zone i of the nonlinearity unit 10, as a result, a signal appears at its output causing correction in such a way that the bucket moves along the established static boundary of the protection zone. The greater the speed of the bucket towards the boom, the farther the chain of boom the protective automatic thrust control begins. The lighter the bucket, the closer to the boom the trajectory is provided for; In the channel of the operational automatic control, when the koyd is lifted, to unload the adder 9 from the sensor 5, the force in the head unit support receives a signal whose law of variation from F tension of the lifting ropes and angle

между подъемными канатами и стрелой описываетс выражением (1). При посто нстве веса ковша геометрическое место точек его расположени в пространстве по своему очертанию достаточно близко соответствует границе зоны саморазгрузки ковша. Настройкой необходимой ширины зоны нечувствительности блока 11 нелинейности дл полностью груженого ковша устанавливаетс граница введени автоматической коррекции управлени приводом .т ги, предотвращаема преждевременную разгрузку ковша и обеспечивающа его подъем вдоль границы саморазгрузки.between the hoisting ropes and the boom is described by the expression (1). When the bucket weight is constant, the locus of its points in space in its outline rather closely corresponds to the boundary of the bucket's unloading zone. By setting the required width of the dead zone of the nonlinearity unit 11 for a fully loaded bucket, the introduction boundary of the automatic correction of the drive control is established. The bars prevent the premature unloading of the bucket and ensure its rise along the self-unloading boundary.

Сигнал поступающий с датчика б тока кор электродвигател подъема , уменьшает до приемлемого уровн .разброс траекторий подъема, вызванный непосто нством загрузки ковша и, следовательно, его веса. Кроме того, упом нута св зь оказывает стабилизирующее действие, обеспечива высокое качество управлени . Дл того чтобы не допустить в динамике выход ковша через границу саморазгрузки и обеспечить плавное управление т гой при минимальных динамических TOKcix, в устройстве используетс отрицательна св зь по скорости электродвигател т ги, дл чего на сумматор 9 подключен датчик 2 скорости.The signal coming from the sensor b of the current of the electric motor of the lift, reduces to an acceptable level the spread of the lifting trajectories caused by the inconvenience of loading the bucket and, consequently, its weight. In addition, the linkage has a stabilizing effect, providing high quality control. In order to prevent the bucket’s output through the self-unloading boundary in dynamics and to ensure smooth throttle control with minimal dynamic TOKcix, the device uses negative motor speed linkage, for which speed sensor 2 is connected to the adder 9.

При необходимости подъема ковша на выгрузку машинист после отрыва ковша от грунта- устанавливает задатчики скорости электродвигателей подема в крайнее положение На подъем и т ги - в крайнее положение От себ . В результате происходит быстрый вынос ковша к границе его саморазгрузки в зону наименьших нат жений канатов, где суммарный синал с датчиков 5,6 и 2, выдел емый на сумматоре, приобретает положителный знак и становитс больше зоны нечувствительности блока 11 нелинейности , на выходе которого, по вл етс сигнал, вызывающий необходимое притормаживание т ги дл . того, что/бы ковш плавно вышел.на границу зоны саморазгрузки и в дальнейшем поднималс вдоль иее. Таким образом автоматический подъем ковша осуществл етс при минимуме токов корных цепей электроприводов подъема и т ги.If it is necessary to lift the bucket for unloading, the driver after the bucket detachment from the ground sets the speed controllers for the electric motors to reach the extreme position. As a result, the bucket is quickly carried to the boundary of its self-unloading to the zone of the lowest cable tension, where the total signal from sensors 5.6 and 2 allocated at the adder acquires a positive sign and becomes larger than the dead zone of the nonlinearity block 11, at the output of which is a signal that causes the necessary braking of the rod for. the fact that the bucket would step out smoothly to the edge of the self-unloading zone and then rise along the line. Thus, the automatic lifting of the bucket is carried out with a minimum of currents of the core circuits of the lifting and thrust actuators.

Применение изобретени позвол ет снизить суммарные потери в корныхThe application of the invention allows to reduce the total losses in the core

цеп х- на 20%, увеличить емкость ковша на 5-7%, сохран загрузку электрических машин и механизмов на прежнем уровне и за счет этого на 4-5% подн ть производительность экскаватора . Уменьшаетс веро тность удара ковша по стреле, который приводит к авари м и сопровождаетс длительными ремонтными просто ми (2-6 мес цев ) и большими капитальными затратами . В отличие от известных данное устройство обеспечивает автоматизацию подъема и, следовательно, не вызывает увеличени при своем срабатывании времени транспортировки иchain x- by 20%, increase the bucket capacity by 5-7%, keeping the loading of electrical machines and mechanisms at the same level and thus increasing the productivity of the excavator by 4-5%. The probability of a bucket hitting the boom decreases, which leads to accidents and is accompanied by lengthy repairs (2-6 months) and large capital expenditures. Unlike the known devices, this device provides automation of lifting and, therefore, does not cause an increase in the time of transportation and

в экстренных случа х может исполы зоватьс дл обхода ковшом преп тствий .In case of emergency, it may be used to avoid obstacles by the bucket.

Claims

1. USSR author's certificate 537168, cl. E 02 F 3/48, 1973.

2. USSR author's certificate No. 504885, CL E 02 F 3/48, 1972.

3. USSR author's certificate No. 815155, cl. E 02 F 3/48, 1978 (prototype).