Система за контрол на копаенето на багер
Опитът от тази работа може да бъде полезен при създаването на системи за управление на багери за работа в трудни условия на работа, където е желателно дистанционно управление и в същото време е необходима система, която позволява напълно или частично автоматизиране на работния цикъл на багера. Основата за синтеза на системата е анализът на нейния работен цикъл, определянето на последователността на работа на механизмите и управляващите действия за управление с помощта на елементи на хидравлична автоматизация.
Преди копаене операторът извършва подготвителни действия за избор на дънната зона за работа, ориентацията на работното оборудване и избора на метод на копаене. Зона на клане - елемент от изграждащата се земна конструкция (или разработваното лице) има позиция в пространството спрямо багера. Можете да определите зоната на клане като обема на почвата, извадена от една багерна инсталация без движение (от един паркинг). Зоната на клане е ограничена от дълбочината на копаене и ширината на изкопа.
Ориентация на работното оборудване - монтаж на стрелка на дръжка и черпак под ъглите, осигуряващи копаене по избрания метод. Ориентацията взема предвид фактори като безопасност, последователността на изкопаване на елементите на лицето в дълбочина и ширина и подходящия метод на копаене за ориентацията.
Земните работи на SNIP осигуряват определено разстояние от крайната опора на багера до ръба на лицето, в зависимост от носещата способност на почвата, което определя ъгъла на откос. Като се вземе предвид този фактор, разстоянието от опората на багера до ръба на забоя може да се приеме приблизително на един метър.
Метод на копаене - последователността на движенията на механизмите на работното оборудване при пълнене на кофата. По принцип управлението на багера при копаене трябва да вземе предвид: площта на дъното, ориентацията и метода на копаене. Задачата за управление на работния цикъл трябва да включва завъртане на оборудването под определен ъгъл, разтоварване, преместване на багера в лицето от един елемент на друг. Изкопът или ямата има проектни геометрични параметри, които са определени с определени допустими отклонения. Оценката на готовността на следващия лицев елемент след копаене и преминаването към следващия също е част от задачите за управление.
Ориентиране и избор на метод на копаене
Методът на копаене трябва да осигурява такава траектория на режещия ръб, при която ъгълът на рязане е в границите, които осигуряват минимална консумация на енергия по време на копаене. От работата по определяне на оптималния ъгъл на рязане е възможно да се определи неговият диапазон, равен на ?p=30. 50°.
Първата група включва методи, които включват некомбинирани движения, например копаене с дръжка, копаене с кофа, а също и последователно: с дръжка, след това с кофа. Траекториите на режещия ръб в тези случаи - дъги от кръгове и ъгли, които характеризират геометрията на копаене - не се променят. Преминаването от копаене с дръжка към копаене с кофа е възможно във всяка точка на траекторията при оптимални ъгли на рязане. При преминаване от копаене с кофа към копаене с прът не се запазва ъгълът на рязане, поради което този метод не се използва.
Втората група включва методи, които включват комбинация от две движения. Хидравличните задвижвания на багерите обикновено са двупоточни, за да се постигне независима комбинация от тридвижението е невъзможно. Освен това е затруднена координацията на трите движения. Операторите използват комбинации от движения: стрели с кофа, стрели с дръжка, ръкохватки с кофа. При поддържане на обхвата на ъглите на рязане е необходимо да се поддържа връзката между ъгловите скорости на стрелата и рамото, рамото и кофата и т.н. В допълнение, тези подравнявания могат да се използват за коригиране на пътя на копаене.
Съотношенията между ъгловите скорости се извеждат лесно от кинематиката на работното оборудване. При извършване на операциите от работния цикъл на хидравличен багер с една кофа операторът решава две основни задачи: организиране на работния процес и наблюдение на състоянието на задвижването. В общия случай оптималното изпълнение на цикъла се състои в изпълнението му за минимално време, с най-малко натоварване и разходи за енергия, поради което изискванията към системата за управление на копаенето са следните.
Системата за контрол на копаенето трябва да осигурява:
- възможност за преминаване към ръчно управление по всяко време;
- изкопаване на почвата, пълнене на кофата, повдигане на работното оборудване от лицето при използване на копаене: чрез завъртане на кофата (метод K), завъртане на дръжката (метод P), последователно: първо чрез завъртане на дръжката, след това на кофата (метод RK);
- корекция на траекторията на копаене за намаляване на натоварването на задвижването и работното оборудване, извършване на корекция на траекторията при комбиниране на движения: ръкохватка със стрела (движение на стрелата за повдигане) или ръкохватка с кофа (движение на ръкохватката от багера), кофа със стрела;
- адаптиране към променящите се натоварвания по време на процеса на копаене.
Методът на циклограмата е използван за синтезиране на веригата. Този метод е специално предназначен за циклични механизми и дава възможност да се възползвате от голям бройпроменливи. Методът се състои в получаване на логическите функции на състоянията на управляващите елементи по последователната диаграма на движенията на механизмите. Последователността на движенията на механизмите при копаене по един или друг метод, комбинацията от движения на механизмите при извършване на корекции се определят от горните изисквания. При синтезирането на веригата е взето предвид необходимото изискване за преминаване към ръчно управление по всяко време.
Условията, при които възникват работните състояния на механизмите или органите за управление, се наричат условия на задействане, те включват наличието (отсъствието) на сигнал на управляващ елемент. При условия на задействане този сигнал се записва в състоянието, в което е бил в цикъла, предхождащ включването на цикъла. Условията, които причиняват неработещи състояния, се наричат неработещи състояния. Те включват сигнала на управляващия елемент в цикъла, предхождащ пътуването.
Условието на задействане се умножава логически по условието без задействане, взето с инверсия. Структурната формула за един период на включване е x = f*не f1. Ако има няколко периода на активиране и деактивиране на елемент или механизъм, условията се записват за всеки период, а общата структурна формула е логическа сума.
По време на синтеза е предвидено използването на хидравлични елементи за автоматизация, които изпълняват логически функции. Наляганията на работната течност се използват като сигнали. Помислете (фиг. 1) за контролната схема, като използвате примера за прилагане на метода "RK" - копаене в последователността: с дръжка, след това с кофа. Фигурата дава необходимите пояснения за структурата на системата и комбинацията от управляващи въздействия. Нека проследим една от най-трудните комбинации.
При включване на системата за изпълнение на метода "РК" се подава сигнал за включване на: макарата на ръкохватковия хидроцилиндър - Рмк, включва се релето за време, което следи времето на копаене с ръкохватката - t1. В края на копаене с дръжката релето за време PB1 дава сигнал за включване на хидроцилиндъра на кофата Pk2 и едновременно с това за включване на релето за време за задаване на времето за копаене с кофата - t2.След копаене с кофата релето за време PB2 дава сигнал за включване на хидравличния цилиндър на стрелата за повдигане на Pc, което приключва копането.
Най-сложният сигнал при този метод на копаене е сигналът за повдигане на стрелата, тъй като неговата структура включва: сигнал за нормалния ход на операцията, първата част от формулата и за повдигането при претоварване, втората част от формулата Pc2 (Pk2 * Pt2 + Pc2 * не Pt2), където обозначенията са дадени на фигурата.
Сигналите Pt1 и Pt2 се появяват след изтичане на времето за копаене с рамо t1 и кофа t2 при съответните ъгли на завъртане на рамото и кофата. Тези времеви интервали бяха зададени с помощта на хидравлични релета за време. Тъй като времето за копаене в почви с различна плътност е различно, в релето е вградено устройство за адаптиране, което с увеличаване на натоварването увеличава времето за копаене, което гарантира, че кофата се върти до необходимия ъгъл. Като чувствителни елементи са използвани предпазни клапани, фиксиращи сигналите за претоварване на задвижването Rkl1 и Rkl2.
Системата е произведена в Ковровския багерен завод през 1981 г. и е тествана на багер EO-4121A. Ефектът от приложението върху багера се изразява в повишаване на ефективността на операцията по време на копаене с 16%, намаляване на средното налягане върху помпите. Вместо 10-12 превключващи механизма, които водачът обикновено прави, докато копае, бяха извършени само два: включване и изключване на системата. Изпълнение на багерасе увеличи с 8-10%. Тези резултати са постигнати благодарение на съответствието на системата с външните характеристики на помпата.
Сега такъв проблем може да бъде решен на различна елементна база. Има и налични сензори за ъгъла на въртене от типа, има и налични системи за обработка на данни, въпреки че е възможно да се създадат оригинални системи за обработка на информация и издаване на контролни действия. Има електрохидравлични системи за управление за SDM тип REU-05, RSPZ.E(O)16. Такива системи могат успешно да се прилагат за дистанционно управление на багер.