устройство для регулирования загрузки двигателя скрепера

Формула изобретения

Устройство для регулирования загрузки двигателя скрепера, содержащее датчик загрузки двигателя, подключенный через последовательно соединенные два усилителя к обмотке электромагнита гидрораспределителя, связанного с гидроприводом рабочего органа скрепера, отличающееся тем, что оно снабжено третьим усилителем и элементом задержки, каждый усилитель выполнен на одном транзисторе, выход второго усилителя связан с входом первого усилителя посредством обратной связи, выполненной на резисторе, а обмотка электромагнита гидрораспределителя включена в цепь коллектора второго усилителя, выход второго усилителя через элемент задержки подключен к входу третьего усилителя, выход которого соединен с входом первого усилителя.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к землеройно-транспортной технике, а именно, к скреперному комплекту.

Известен скрепер с гидравлическим приводом, содержащий насос, к напорному трубопроводу которого подключены три реверсивных золотниковых распределителя, управляющих движением гидроцилиндров двойного действия ковша, заслонки, а также телескопического гидроцилиндра привода задней стенки (см. Каталог-справочник "Гидравлическое оборудование и типовые гидравлические схемы строительных, дорожных и коммунальных машин". Изд-во Министерства строительного, дорожного и коммунального машиностроения. М. с. 41-43.) Недостатком известного скрепера является наличие в нем ручного управления загрузкой двигателя скрепера во время забора грунта, и, как следствие, наличие запаздывания в выборе момента начала выглубления рабочего органа по мере загрузки двигателя, поэтому наличие почти при каждом заборе буксования скреперного комплекта, снижение поэтому надежности скрепера и трактора, так как для вывода скреперного комплекта из режима буксования трактор ударяет по конструкции скрепера.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому изобретению является скрепер, содержащий реле с контактами, делитель на двух резисторах, тахогенератор усилители на транзисторах, реверсивный электродвигатель с двумя обмотками возбуждения, датчик наполнения рабочего органа, два корректирующих устройства: гибкую обратную связь и прерыватель управляющего сигнала (см. А.А.Скловский. Автоматизация дорожных машин. Рига, Авотс, 1980, с.107-112, рис.47).

Недостатком известного устройства управления загрузкой двигателя скрепера является недостаточная надежность скрепера и трактора при использовании этого устройства, сложность известного устройства, низкая надежность ее контактных элементов, запаздывание во времени при отработке управляющего воздействия электродвигателем, так как он имеет постоянную времени, задержка в поступлении информации в устройстве о загрузке двигателя скрепера на время отработки управляющего сигнала.

Указанный недостаток обусловлен тем, что устройство с точки зрения конструкции имеет почти все контактные элементы: реле, контакты, конечные выключатели, надежность которых мала, запаздывание во времени при отработке управляющего воздействия электродвигателем обусловлено тем, что при наличии постоянной времени он обладает малым быстродействием, задержка информации о загрузке двигателя обусловлена тем, что электродвигатель вращается до тех пор, пока контакт, соответствующий среднему положению золотника управления рабочим органом не разомкнется, а также перерегулированием, так как корректирующее устройство не полностью исключает перерегулирование, которое означает, что электродвигатель вращается и тогда, когда уже нет в этом необходимости.

Целью изобретения является повышение надежности скрепера и трактора путем полного исключения возможности буксования машин, упрощение конструкции путем использования для реализации устройства исключительно бесконтактных элементов, уменьшение запаздывания во времени при отработке управляющего воздействия путем использования импульсного принципа управления в устройстве, а также путем использования электромагнитного золотника.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для регулирования загрузки двигателя скрепера, содержащем датчик положения рейки топливного насоса, электромагнитное золотниковое устройство с гидроприводом рабочего органа скрепера, скрепер, трактор, согласно изобретению усилитель устройства выполнен в виде импульсного элемента, состоящего из трех усилителей, каждый из которых выполнен на одном транзисторе, при этом два первых усилителя связаны между собой обратной связью, выполненной на резисторе, в коллектор второго усилителя включена обмотка электромагнита золотника, а на входе третьего усилителя включен элемент задержки (фильтр низких частот), причем выход третьего усилителя соединен со входом первого усилителя, подключенного к выходу датчика положения рейки топливного насоса дизеля.

Выполнение усилителя в виде импульсного элемента, состоящего из трех усилителей, каждый из которых выполнен на одном транзисторе, а два первых из них связаны обратной связью, выполненной на резисторе, позволяет при достижении заданной нагрузки на дизель скрепера, которая измеряется датчиком положения рейки топливного насоса, закрыть первый транзистор, открыть второй, а так как в коллектор второго усилителя включена обмотка золотника электромагнита, то электромагнит срабатывает, начинается выглубление рабочего органа (изменение положения рейки при этом показано на фиг.1 (точка 1), наличие элемента задержки фильтра низких частот, на входе третьего усилителя позволяет осуществить задержку на включение третьего транзистора, так как его открытие формирует импульс, подаваемый в цепь базы первого усилителя, при этом первый транзистор открывается, второй закрывается и электромагнит отключается, выглубление рабочего органа прекращается, загрузка скрепера продолжается до тех пор, пока не достигает своего заданного значения. Далее устройство работает аналогично, то есть опять срабатывает электромагнит, начинается снова выглубление рабочего органа. Это происходит без буксования машин, так как устройство через заданное время, которое определяется постоянной времени фильтра низких частот, отключает электромагнит и информация о загрузке двигателя периодически поступает в устройство. Буксование машин при этом практически исключено, надежность машин увеличивается.

На фиг.1 приведена механическая характеристика дизеля скрепера, на фиг.2 общая схема устройства для регулирования загрузки двигателя скрепера, на фиг. 3 переходные процессы отклонения рейки дизеля скрепера при импульсном регулировании, на фиг. 4 заполнение ковша при импульсном регулировании во времени.

Устройство содержит (фиг. 2) скрепер 1, трактор 2, датчик 3 положения рейки топливного насоса дизеля скрепера, электромагнитное золотниковое устройство 4 с гидроприводом рабочего органа 5 скрепера 1, усилитель 6, выполненный в виде импульсного элемента, состоящего из трех усилителей 7,8,9, каждый из которых выполнен на транзисторах 10,11,12 соответственно, при этом усилитель 7 связан с усилителем 8 обратной связью, выполненной на резисторе 13, в коллектор усилителя 8 включена обмотка 14 электромагнита золотникового устройства 4, а на входе усилителя 9 включен элемент задержки (фильтр 15 низких частот), причем выход усилителя 9 соединен со входом усилителя 7, подключенного к выходу датчика 3 положения рейки топливного насоса дизеля скрепера 1.

Устройство работает следующим образом.

При заборе грунта скреперным комплектом, состоящим из скрепера 1 и трактора 2, загрузка дизелей возрастает, рейка топливного насоса скрепера перемещается в сторону увеличения подачи топлива. При достижении заданной предельной загрузки дизеля скрепера закрывается транзистор 10 усилителя 7, открывается транзистор 11 усилителя 8, по обмотке 14 электромагнита начинает протекать ток, электромагнит срабатывает, золотник перемещается в положение, при котором масло направляется в сливную магистраль, рабочий орган начинает выглубляться. На фиг. 3 процесс перемещения рейки топливного насоса при выглублении соответствует кривой 1-2. Быстрота заполнения ковша за это время уменьшается (кривая а-б, фиг.4), но незначительно. По истечении времени t_п, (фиг.3), определяемом величиной постоянной времени фильтра 15, транзистор 12 усилителя 9 открывается, в цепь базы транзистора 10 усилителя 7 подается отрицательный потенциал, что приводит к его открытию, а транзистор 11 усилителя 8 закрывается, золотник приходит в исходное состояние, выглубление рабочего органа прекращается. Загрузка скрепера происходит в новом режиме (по кривой б-в, фиг.4). Буксование машин скреперного агрегата с помощью устройства, которое своевременно подало сигнал на выглубление рабочего органа, таким образом исключилось. Если же загрузка дизеля скрепера вновь достигнет предельного значения, равного заданному, то опять включится золотник и перейдет в положение, при котором масло направляется в сливную магистраль, рабочий орган опять начнет выглубляться. Процесс второго выглубления рабочего органа на чертежах не показан. На фиг.4 показаны процессы заполнения ковша скрепера: кривая 1 процесс заполнения ковша при отсутствии буксования; кривая 2-3 процесс заполнения ковша при наличии одного буксования, что соответствует времени t_букс При использовании автоматического устройства время загрузки несколько увеличивается, и равно t_авт., при этом это увеличение времени загрузки скрепера в 10-20 раз меньше, чем увеличение времени загрузки ковша из-за наличия буксования.

Экономический эффект от использования устройства составит 50 000 рублей в год на один скреперный агрегат.