Строительные машины и оборудование, справочник






Системы дистанционного и автоматического управления


Категория:
   Погрузочные машины для сыпучих материалов


Системы дистанционного и автоматического управления

Дистанционное управление погрузочных машин с электрическим приводом осуществляется путем выноса кнопочного поста управления в виде отдельного пульта, связанного с машиной кабелем.

Рис. 1. Схема дистанционного управления погрузочной машины ПМЛ-5.



Дистанционное управление погрузочными машинами с пневматическим приводом осуществляется также выносом на предусмотренное расстояние шита управления, связанного с машиной воздушными шлангами. Сжатый воздух подводится к щиту от воздушной магистрали. На погрузочной машине типа ПМЛ-5, переоборудованной для дистанционного управления, краны управления двигателями установлены на щите, который размешается на винтовой колонке; последняя распирается между почвой и кровлей на расстоянии в несколько десятков метров от машины. Сжатый воздух подводится к щиту по шлангу. Машинист, размещаясь около щита, переключает краны и управляет машиной. Описанная схема применяется при проходке горизонтальных выработок и при погрузке руды, выпущенной на горизонт откатки.

Дистанционное управление улучшает условия обслуживания машины и повышает безопасность работ, однако при этом усложняется выполнение рабочего цикла.

Более перспективным является применение элементов автоматического управления или полная автоматизация рабочего цикла. В машинах непрерывного действия рабочий цикл по самой своей схеме является автоматическим; машинист управляет только перемещением (подачей, поворотами, отходом) машины в зоне забоя.

Рис. 2. Экспериментальная погрузочная машина с автоматическим управлением.

Значительно сложнее обстоит дело с выполнением рабочего цикла погрузочных машин периодического действия. Если электрические модификации таких машин могут быть автоматизированы с помощью концевых выключателей, магнитных усилителей и других датчиков, то методы автоматизации цикла для пневматических машин только создаются.

Частичная автоматизация ковшовых машин уже находит применение в передовой отечественной и зарубежной практике. Так, для обратного поворота платформы машин оборудуются специальными автоматами. Погрузочно-доставочные машины Эймко-15 (США) имеют автоматическое управление ковшом; машины HL-300 фирмы Зальцгиттер (ФРГ) оборудованы автоматическим механизмом переключения ковша на опускание

С целью выявления схем и параметров аппаратуры прогрессивного автоматического управления ковшовыми погрузочными машинами с пневматическим приводом в институте Гипроникель были выполнены специальные исследования. Эксперименты производились на серийной машине типа ПМЛ-5, оборудованной аппаратурой автоматического управления. Оптимальный режим черпания осуществлялся краном и силовым датчиком. При внедрении ковша пружина силового датчика сжималась, включая кран автоматического управления без паузы и до начала буксования колес.

Дросселированием сжатого воздуха и рациональным использованием кинетической энергии движущейся к штабелю машины обеспечивался вывод ковша по оптимальной пологой траектории. Максимальное совмещение во времени рабочих движений машины и ковша выполнялось несложным механизмом, связанным с бобиной. Механизм имеет кулаки, по которым обегают ролики, переключающие краны управления подъемного и ходового двигателей по заданной рациональной программе.

Автоматические повороты платформы после каждого черпания выполнялись при помощи силового цилиндра, питаемого от автоматического крана. При опускании ковша стопорящий шток поднимается, а силовой цилиндр поворачивает платформу в одно из крайних положений; при подъеме ковша платформа возвращается в среднее положение.

Перед началом работы погрузочная машина располагается на произвольном расстоянии от штабеля насыпного груза. Движение машины вперед начинается одновременно с включением общего крана, расположенного в любом удобном месте вне машины. Дальнейшая работа происходит без участия машиниста. После внедрения ковша включается силовой датчик и осуществляется черпание; немедленно по выходе ковша из штабеля механизм программного взаимодействия переключает машину на движение назад. Разгрузка насыпного груза происходит за 0,6—0,7 сек., затем ковш интенсивно опускается, а машина начинает движение вперед для нового цикла.

Одновременно с опусканием ковша происходит автоматический поворот платформы в одно из боковых положений (за 1,15— 1,3 сек.); во время подъема ковша платформа автоматически возвращается в центральное положение для его разгрузки. Таким образом, время поворота платформы не входит в общую длительность рабочего цикла, которая составляет не более 10—11 сек.

По осциллограммам записи действующих напорных и зачерпывающих усилий, а также кинематики всех рабочих механизмов был выполнен анализ режимов работы погрузочной машины при ручном и автоматическом управлении.

Из сравнения траекторий рабочей кромки ковша при автоматическом и ручном управлении видно, что траектория для первого случая имеет меньший наклон, что обеспечивает больший объем зачерпнутого насыпного груза. Абсолютное значение скорости поступательного движения имеет большую величину при автоматическом управлении, поэтому черпание происходит быстрее. Наибольшая производительность погрузки для автоматического управления достигается при некотором оптимальном сечении канала дросселирующего крана размером 2,5 см2. При снижении сечения до 1 см2 производительность погрузки уменьшается, так как резко сокращается скорость вывода ковша. При увеличении сечения канала до 4,5 см2 траектория черпания уходит слишком круто вверх и вес зачерпнутого насыпного груза уменьшается.

При автоматическом управлении машиной и различной высоте штабеля общее перемещение машины вперед составляет 0,98—1,21 м при высоте штабеля соответственно 1,2 и 0,4 м. Траектория вывода ковша имеет более пологий характер при низком штабеле, что объясняется снижением сопротивлений черпанию. Независимо от высоты штабеля работа погрузочной машины с автоматическим управлением является надежной и устойчивой.

С повышением давления сжатого воздуха изменяется и эффективность процесса автоматического черпания. По мере роста давления увеличивается скорость движения машины и подъема ковша. Повышение давления сжатого воздуха является прогрессивным направлением, так как при этом резко снижается длительность процессов черпания (с 4,6 до 2,1 сек. при росте давления от 4 до 6 кГ/см2), повышается глубина начального внедрения и улучшаются другие показатели погрузки.

Рис. 3. Траектории рабочей кромки ковша при автоматическом и ручном управлении.

Исследования показали,что автоматическое управление обеспечивает оптимальный режим работы погрузочной машины. Техническая производительность машины при длительной автоматической работе на 40—45% выше, чем при ручном управлении.

Рис. 4. Траектории кромки ковша при автоматическом управлении:
а, г — при высоте штабеля: 1 — 1,2 м, 2 — 0,6 м, 3 — 0,4 м; б — при давлении сжатого воздуха 4, 5 и 6 кГ см1 .

На основе выполненных исследований разработаны рекомендуемые схемы частичной и полной автоматизации управления ковшовых погрузочных машин с пневматическим приводом. Схема автоматизации управления процессом черпания состоит из силового датчика 2—5, дроссельного крана и цилиндра блокировки 6—8. При включении машины вручную на движение вперед сжатый воздух поступает в цилиндр блокировки, освобождая шток. При внедрении ковша усилия напора передаются на датчик, сжимается пружина и золотник переключается влево. Сжатый воздух через дроссельный кран подводится к двигателю, и ковш автоматически выводится по оптимальной пологой траектории. Дальнейшие операции цикла до следующего зачерпывания выполняются при обычном ручном управлении.

Подобные элементы автоматического черпания могут эффективно применяться в любых ковшовых погрузочных машинах на рельсовом, гусеничном или пневмошинном ходу. Принципиальная схема силового датчика может использоваться для автоматического управления ковшовыми машинами с пневмоприводом и гидроприводом (с исполнительным механизмом в виде силового цилиндра). В качестве первого приближения можно указать на принципиальную возможность использования силового датчика для подачи импульса на включение подъемного механизма ковшовых машин с электроприводом.

Поворот платформы рельсовых ковшовых машин осуществляется от силовых цилиндров или двигателей (исполнительных механизмов) и стопорного цилиндра. Схема автоматизации поворотного механизма состоит из крана 3—5 с программным управлением и механизма 6—9 переключения крана, действующего при накатывании кулис.

Сжатый воздух при опускании ковша поступает от крана управления ковша через каналы к исполнительному механизму, а из каналов — к стопорному цилиндру, шток которого поднимается и платформа поворачивается вправо. При подъеме ковша сжатый воздух через кран 2 и каналы поступает в противоположную часть исполнительного механизма, платформа поворачивается к середине и фиксируется в этом положении. При разгрузке груза кулиса накатывается на педаль, которая при помощи собачки и храповой шестерни поворачивает кран на 45°, подготовляя следующее черпание из среднего положения.

Рис. 5. Схема автоматизации управления процессом черпания.

Автоматическое управление поворотным механизмом следует применять в погрузочных машинах с рельсовым передвижением.

Наряду с использованием отдельных элементов автоматического управления погрузочных машин, исследования показали возможность и целесообразность полной автоматизации управления ковшовыми погрузочными машинами с пневматическим приводом.

Рис. 6. Схема автоматизации поворотного механизма.

Схема полной автоматизации управления состоит из силового датчика, механизма автоматизации поворотов платформы, описанных ранее, и из программного механизма взаимодействий движения машины и ковша. При включении крана сжатый воздух поступает в цилиндр блокировки поршень, сжимая пружину, смещается влево, подготовляя систему к автоматической работе. Через золотник, соединенный с роликом, который катится по шестерне-кулаку, сжатый воздух поступает к ходовому двигателю и начинается движение машины вперед. Автоматическое черпание осуществляется силовым датчиком. При подъеме ковша происходит вращение бобины и связанной с ней шестерни-кулака, по направляющим которой обкатываются ролики. Благодаря этому, после выхода ковша из штабеля, золотник переключается на движение машины назад, силовой датчик блокируется и происходит подъем ковша до разгрузки. При дальнейшем вращении шестерен ролики обегают по кулакам, происходит удар кулис о пружины и разгрузка ковша, затем движение машины и ковша реверсируется. При опускании ковша происходит поворот платформы по оптимальной программе и начинается новый цикл автоматической работы.

Применение отдельных элементов и, особенно, полной автоматизации управления ковшовыми погрузочными машинами может обеспечить высокий экономический эффект погрузки и улучшить условия обслуживания погрузочных машин.

Рис. 7. Схема автоматической работы ковшовых погрузочных машин.

В погрузочных машинах с гребковым рабочим органом также могут применяться элементы автоматического управления.

Машинист этой машины должен управлять:
а) ходовой частью, осуществляя подачу и отход машины от штабеля; б) передаточным конвейером, обеспечивая полную загрузку вагонеток, и
в) рабочим органом, производя последовательно подъем рукояти и гребка, черпание и разгрузку насыпного груза на приемный лоток.

Для облегчения труда машиниста наряду с ручным управлением в институте Гипроникель разработана аппаратура автоматического управления гидроприводом рабочего органа (конструкция машин этого типа описана в главе III). После включения секции автомата рабочая жидкость (масло индустриальное 20) поступает через систему автоматического управления в цилиндры подъема рукояти, последняя начинает подниматься и в конце движения механически устанавливает золотник секции переключения рукояти “в крайнее нижнее положение, обеспечивая выдвижение гребка. В конце движения гребок механически устанавливает золотник секций переключения в крайнее положение и осуществляется рабочее движение—опускание и складывание гребка. В конце движения гребок механически переключает золотник секции гребка и схема восстанавливается в исходном положении. Автоматическая работа гребка будет продолжаться до переключения вручную секции автомата.

Разработанные методы автоматического управления погрузочными машинами с гидроприводом могут быть использованы при конструировании погрузчиков, предназначенных для работы в подземных условиях, на складах и в портах.

В погрузочных машинах с электрическим приводом следует применять наряду с релейно-контактной аппаратурой автоматизации, магнитные и полупроводниковые элементы, которые нашли широкое применение во многих отраслях промышленности. Бесконтактные магнитные приборы надежны в работе и могут обеспечить высокий коэффициент усиления. Электрическая аппаратура автоматического управления погрузочными машинами оформляется в виде многоконтурных функциональных схем с измерительным, усилительным и исполнительными магнитами или полупроводниковыми элементами.

Читать далее:

Категория: - Погрузочные машины для сыпучих материалов

Главная → Справочник → Статьи → Форум



Разделы

Строительные машины и оборудование
Для специальных земляных работ
Дорожно-строительные машины
Строительное оборудование
Асфальтоукладчики и катки
Большегрузные машины
Строительные машины, часть 2,
Дорожные машины, часть 2
Ремонтные машины
Ковшовые машины
Автогрейдеры
Экскаваторы
Бульдозеры
Скреперы
Грейдеры Эксплуатация строительных машин
Эксплуатация средств механизации
Эксплуатация погрузочных машин
Эксплуатация паровых машин
Эксплуатация экскаваторов
Эксплуатация подъемников
Эксплуатация кранов перегружателей
Эксплуатация кузовов машин
Крановщикам и стропальщикам
Ремонт строительных машин
Ремонт дорожных машин
Ремонт лесозаготовительных машин
Ремонт автомобилей КАмаЗ
Техническое обслуживание автомобилей
Очистка автомобилей при ремонте
Материалы и шины