Система управления бульдозерным агрегатом

 

Изобретение относится к строительному и дорожному машиностроению и позволяет упростить конструкцию системы управления бульдозерным агрегатом . Для этого система снабжена блоком 4 определения максимума тягового усилия ( ТУ7, вход которого соединен с выходом блока 1 измерения ТУ, а выход - с одним из входов блока 2 управления электрогидравлическим приводом рабочего органа 3. К второму входу блока 2 подключен выход блока 1. Выходной сигнал блока 4 в процессе копания грунта с достаточно высокой точностью соответствует величине мак-: симально возможного по сцеплению ТУ агрегата. Блок 2 в зависимости от входных сигналов с блоков 1 и 4 формирует управляющие сигналы на заглубление и выглубление рабочего органа 3. Система, таким образом, позволяет автоматически устанавливать оптимальный дпя данных грунтовых условий диапазон изменения ТУ без использования датчика.действительной скорости или буксования движителей машины. Это существенно упрощает конструкцию системы и повьш1ает ее надежность., 4 ил. с $ СЛ о 00 САЭ СО Oi 00 Фиг.1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

А1

09) (11) (51) 4 E 02 F 9/20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3931545/29-03 (22) 18.06.85 (46) 23.08.87. Бюл. 9 31 (71) Челябинский филиал Государственного союзного научно-исследовательского тракторного института (72) В.А. Коровин (53) 622.878(088.8) (56) Ерофеев А.А. Автоматизированные системы управления строительными машинами. -Л.: Машиностроение, 1977, с.124-126.

Авторское свидетельство СССР

И 870614, кл. Е 02 F 9/20, 1980. (54) СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ БУЛЬДОЗЕРНЫМ

АГРЕГАТОМ (57) Изобретение относится к строительному и дорожному машиностроению и позволяет упростить конструкцию системы управления бульдозерным агрегатом. Для этого система снабжена блоком 4 определения максимума тяговаго усилия (.ТУ), вход которого соединен с выходом блока 1 измерения ТУ, а выход — с одним из входов блока 2 управления электрогидравлическим приводом рабочего органа 3. К второму входу блока 2 подключен выход блока

l. Выходной сигнал блока 4 в процессе копания грунта с достаточно высокой точностью соответствует величине мак-. симально возможного по сцеплению ТУ агрегата. Блок 2 в зависимости от входных сигналов с блоков 1 и 4 формирует управляющие сигналы на заглубление и выглубление рабочего органа

3, Система, таким образом, позволяет автоматически устанавливать оптимальный для данных грунтовых условий диапазон изменения ТУ без использования датчика. действительной скорости или буксования движителей машины. Это суп(ественно упрощает конструкцию сНс темы и повышает ее надежность., 4 ил.

1331968

20

45

50 которые соответственно приблиэительИзобретение относится к строительному и дорожному машиностроению, а именно к системам управления рабочим органом эемлеройно-транспортных машин.

Цель изобретения — упрощение конструкции устройства.

На фиг.! приведена блок-схема устройства; на фиг,2 — пример схемной реализации блока определения максимума тягового усилия и блока управления; на фиг,3 и 4 — диаграммы, поясняющие принцип действия предлагаемо.го устройства.

Система управления бульдозерным агрегатом содержит блок 1 измерения тягового усилия, блок 2 управления электрогидравлическим приводом рабочего органа 3 и блок 4 определения максимума тягового усилия.

Блок 4 определения максимума тягового усилия фиг.2 может быть выполнен в виде амплитудного детектора на базЕ операционного усилителя 5, раз- 2 вязывающего диода 6 и запоминающего конденсатора 7. Первоначальная установка выходного напряжения осуществляется от источника постоянного нап ряжения U, через дополнительный диод 8.

Блок 2 управления может быть выполнен в виде двух компараторов 9 и

10 и делителя 11 напряжения.

Выход блока 1 измерения тягового усилия подключен к входу блока 4 определения максимума тягового усилия и к первому входу блока 2 управления электрогидравлическим приводом рабочего органа, к второму входу которого подключен выход блока 4 определения максимума тягового усилия °

Устройство работает следующим образом.

Производительность бульдозерного агрегата максимальна в том случае, если реализуемое тяговое усилие Р„ в процессе копания грунта равно оптиу значению Бтопт, (фиг.3).

Однако вследствие инерционности базовой машины и статистического характера изменений рельефа и плотности разрабатываемого грунта жесткая стабилизация тягового усилия на уровне P- „ путем изменения положения рабочего органа невозможна. Реальное

5 изменение тягового усилия агрегата .описывается функцией распределения вероятностей f (Р ) (фнг.3). Повышение эффективности системы управления приводит к .уменьшению дисперсии тягового усилия (фиг.3 f (P ) - й(P ), Однако при любой системе управления вероятность работы агрегата в зоне повышенного буксования не равен нулю (фиг.3). Это дает воэможность путем .запоминания максимального значения тягового усилия в процессе копания грунта определить с достаточной точностью величину максимально возможного по сцеплению тягового усипия агрегата (фиг.3, P „ „ ).

Анализ экспериментально полученных кривых >буксования показывает, что для определения величины Р „, с точностью порядка 5Х достаточно за" фиксировать величину тягового усилия агрегата при буксовании более 20Х.

Буксование более 20Х наблюдается довольно часто даже при наличии системы автоматического управления рабо" чим органом. Поэтому выходной сигнал блока 4 определения экстремума тягового усилия в процессе копания грунта с достаточно высокой точностью соответствует величине максимально возможного по сцеплению тягового усилия агрегата. Положение максимума производительности агрегата s координатах тягового усилия определяется величиной P, твк как с точки т ио кс зрения производительности наиболее целесообразно силовое форсирование агрегата.

В данном устройстве тяговое усилие машины определяется при помощи блока

1 измерения тягового усилия, выполненного, например„ на основе тензометрического датчика, установленного на опорах толкающих брусьев машины.

Сигнал- тягового усилия поступает на вход операционного усилителя 5 блока 4 определения экстремума тягового усилия и на первые входы компараторов 9 и llO блока 2 управления.

На:вторые входы компараторов 9 и 10 через делитель 1! поступают сигналы, но равны 0,9 Р „и 0,7 Рт„„

Блок 2 управления формирует управляющие сигналы на эаглубление и выглубление рабочего органа в том случае, если текущее значение тягового усилия удовлетворяет соответственно условиям

Р. а 0.7 Р.м ; и Рт т 0 9 Рт4„„.

1331968

Если тяговое усилие находится в пределах

О 9 P P >О 7 P т маке т т мo. c ° то гидропривод рабочего органа выклю5 чен, .что обеспечивает уменьшение износа гидропривода и непроизводительных потерь энергии на перемещение рабочего органа.

Для предотвращения полного разряда конденсатора 7 через делитель 11 в блок 4 определения экстремума тягового усилия введен дополнительный диод 8 и источник опорного напряжения

+U . Уровень этого напряжения соответствует величине максимально возможного по сцеплению тягового усилия агрегата на самом слабом грунте.

Рассмотрим работу устройства в ди- 20 намике. В начале процесса копания тяговое усилие равно нулю, а на выходе блока 4 определения максимума тягового усилия устанавливается уровень сигнала U (фиг.4, U ). Напряже- 2В ния на вторых .входах компараторов 9 и 10 (фиг. 4, U ) устанавливаются соответственно 0,9 11 и 0,7 Б, а блок 2 управления формирует сигнал на заглубление рабочего органа. Тяго- щ вое усилие начинает возрастать. В момент времени t (фиг.4) напряжения на входах второго компаратора 10 сравниваются и сигнал на заглубление рабочего органа отключается. Однако вследствие инерционности базовой ма35 шины, гидропривода и рабочего органа, а также явления самоэатягивания отвала в грунт тяговое усилие продолжает возрастать. В момент времени и 40 (фиг.4) срабатывает первый компаратор

9 и происходит включение гидропривода на выглубление рабочего органа. Однако вследствие инерционности процесса управления тяговое усилие продолжает некоторое время увеличиваться. Это приводит к заряду конденсатора 7 через диод 6 и соответствующему увеличению заданного диапазона изменения тягового усилия (фиг.4, U,,Ь ). Начиная с момента времени с тяговое усилие начинает уменьшаться. В момент времени t,д отключается сигнал на выглубленне рабочего органа. В случае уменьшения тягового усилия до нижнего заданного значения гидропривод рабочего органа включается на заглубление (фиг.4, t ) и далее процессы в системе повторяются. Начиная с момента времени t> происходит медленный разряд конденсатора 7 через делитель ll. Постоянная времени разряда должна быть достаточно велика, однако в любом случае необходимо, чтобы при переходе бульдозера на менее плотный грунт произошло своевременное уменьшение выходного напряжения блока 4 определения максимума тягового усилия.

Таким образом, в данной системе управления происходит автоматическая установка оптимального для данных грунтовых условий диапазона изменения тягового усилия без использования датчика действительной скорости или буксования движителей машины. Это обеспечивает существенное упрощение и повьппение надежности системы.

Одновременно эа счет постепенного возрастания заданных значений тягового усилия в начальной стадии копания повьппается плотность рельефа выемки грунта беэ использования датчика углового положения отвала бульдозера, что также приводит к повышению надежности системы.

Формула изобретения

Система управления бульдозерным агрегатом, содержащая блок измерения тягового усилия и блок управления электрогидравлическим приводом рабочего органа, отличающаяся тем, что, с целью упрощения конструк- . ции, она содержит блок определения максимума тягового усилия, причем выход блока измерения тягового усилия подключен к входу блока определения максимума тягового усилия и к первому входу блока управления электрогидравлическим приводом рабочего органа, к второму входу которого подключен выход блока определения максимума тягового усилия.

13319б8

1331968 г 4 4

Фиг.4

Составитель Г. Нанупаров

Техред И. Попович КорректорА. Тяско

Редактор С. Пекарь

Подписное

Заказ 3776/27 Тираж 606

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д,4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4