14.3. Автоматическое управление раскряжевочными установками с одной пилой

Принципиальная структурная схема однопильной раскря­жевочной установки показана на рис. 14.2, а. Установка со­стоит из пильного аппарата 1, прижима хлыстов 2, сбрасыва­теля сортиментов 3, подающего транспортера 4 с электродви-

гателем 6, стола с упорами заказа длин 5, гидроцилиндров 7 привода рабочих органов, золотников 8 управления гидроци­линдрами и электромагнитов YA1... YA6 управления золотни­ками.

Ввиду того, что ритм работы установки переменный (раз­личное время на выдвижение хлыста, его пиление и т. д.), вы­бираем путевую схему управления, для чего в характерных точках траекторий рабочих органов (пилы, прижима, сбрасы­вателя, системы заказа длин) устанавливаем датчики, кото­рые фиксировали бы их положение. В качестве таких датчиков

Рис. 14.2. Однопильная раскряжевочная установка

можно применить конечные выключатели с самовозвратом SQ1 ...SQ5.

Работа установки происходит следующим образом. После укладки хлыста на подающий транспортер оператор оценивает визуально его породу, размеры, фаутность, форму и т. д. и оп­ределяет схему раскряжевки хлыста. Затем он нажимает на пульте управления определенную кнопку системы заказа длины выпиливаемого сортимента, при этом выдвигается упор и вклю­чается подающий транспортер. Начинается выдвижение хлы­ста. Дойдя до упора заказанной длины, хлыст воздействует на него, срабатывает конечный выключатель SQ₅ (см. рис. 14.2, а) и подающий транспортер останавливается. Затем начина-

ется одновременное опускание прижима и пилы. При этом прижим опускается быстрее. В раннем нижнем положении пила воздействует на SQ2, который подает сигнал на подъем пилы и прижима. В верхнем положении пилы срабатывает ко­нечный выключатель SQ1, пила и прижим останавливаются и происходит сброска сортимента сбрасывателем. Положение сбрасывателя при его работе фиксируется SQ3 — окончание сброски и SQ₄ — сбрасыватель находится в исходном положении.

Затем рабочий цикл повторяется.

Теперь можно составить словесную модель работы уста­новки в автоматическом режиме:

1 — включение подающего транспортера кнопкой пуск SB1;

2 — выключение подающего транспортера и включение при­жима и пилы для движения вниз — SQ5;

3 — выключение движения вниз и включение движения вверх пилы и прижима — SQ2;

4— выключение движения пилы и прижима вверх и вклю­чение сбрасывателя — SQ1;

5 — включение сбрасывателя на сброску — SQ1;

6 — возврат сбрасывателя в исходное положение SQ3;

7 — стоп — SQ4.

Таким образом, имеем следующие выходные сигналы:

1 — включение подающего транспортера — кнопка пуск SB1;

2 — сигнал SQ1 фиксирует верхнее положение пилы и при­жима;

3 — сигнал SQ2 фиксирует нижнее положение пилы и при­жима;

4 — сигнал SQ3 фиксирует верхнее положение сбрасывателя (сортимент сброшен);

5 — сигнал SQ4 фиксирует сбрасыватель в исходном со­стоянии;

6 — сигнал SQ5 фиксирует касание хлыста упора (хлыст выдвинулся на заданную длину).

Выходные сигналы:

1 — Y₁ — сигнал поднятие упора и подача хлыста;

2—Y₂— сигнал надвигания пилы и опускание прижима;

3 — Y₃ — сигнал подъема пилы и прижима;

4 — Y₄ — сигнал подъема сбрасывателя;

5— Y₅ — сигнал опускания сбрасывателя;

6 — Y₆ — промежуточный сигнал для устранения ложных срабатываний.

Необходимость включения дополнительного элемента Y₆ уп­равления определяется при анализе работы установки, точнее при проведении трех проверок циклограммы.

По полученным входным и выходным сигналам составля­ется циклограмма работы раскряжевочной установки (рис 14.2,б).

Производим возможность реализации циклограммы по всем видам движений рабочих органов.

Напишем исходные уравнения движений рабочих органов:

1 — поднятия упора и подачи хлыста

Y₁ = SB1¬SQ5K;

2 — опускания пилы и прижима

Y₂ = SQ5¬SQ2K1;

3 — подъем пилы и прижима

Y₃ = SQ2¬SQ1K2;

4 — сбрасывание сортимента

Y₄ = SQ1¬SQ3K3; 5—возврата сбрасывателя

Y₅ = SQ3¬SQ4K4.

Проведем соответствующие проверки:

Первая проверка заключается в анализе достаточно­сти условия включения, т. е. мы проверяем, на всем ли протя­жении включающего периода у нас присутствует включающий сигнал.

1 — подача хлыста, очевидно, что включающий сигнал SB1 кратковременен и, чтобы не было ложного отключения сигнала вводим самоблокировку, тогда исходное уравнение примет вид

Y₁=(SB1+KM)¬SQ5K

где КМ — контакт пускателя КМ электродвигателя подающего транспортера.

Аналогично рассуждая, будем иметь:

2 — Y₂ = SQ5¬SQ2K1—удовлетворяется первая проверка;

3 — Y₃ = SQ2¬SQ1K2—не удовлетворяется первая проверка, добавляем контакт К2 (память); тогда будем иметь Y₃= (SQ2 + + K2)¬SQ1K2;

4—Y₄ = SQ1¬SQ3K3—удовлетворяется первая проверка;

5—Y₅= SQ3¬SQ4K4—не удовлетворяется первая проверка,, добавляем контакт К4; тогда будем иметь Y₅=(SQ3+K4)¬SQ4K4.

Вторая проверка в анализе условия выключения, т. е. не появляется ли во время действия выходного сигнала ложное отключение.

1 — подача хлыста. Отключающий сигнал Υ₁ не появляется во время действия сигнала, следовательно, вторая проверка удовлетворяется, следовательно, исходная форма уравнения со­храняется Υ₁= (SB1 + KM)¬SQ5K;

2 — опускание пилы и прижима Υ₂ = SQ5¬SQ2K1— вторая проверка удовлетворяется;

3 — подъем пилы и прижима Y₃ = (SQ2+ К2) ¬SQ1K2—вто­рая проверка удовлетворяется;

4 — сбрасывание сортимента Υ₄= SQ1¬SQ3K3—вторая про­верка удовлетворяется;

5 — возврат сбрасывателя Y₅=(SQ3 + К4) ¬SQ4K4—вторая проверка удовлетворяется.

Третья проверка заключается в анализе отключаю­щего периода, т. е. исключаем ложное срабатывание, прове­ряем, нет ли комбинаций включающих и отключающих сигна­лов в отключающем периоде.

1 — поднятие упора и подачи хлыста. Проверка удовлетво­ряется, так как Y₁ = (SB1 + KM)¬ SQ5K.

2 — опускание пилы и прижима. Проверка не удовлетворя­ется, так как комбинация SQ5 и SQ2 есть в отключающем пе­риоде, в связи с тем, что исключить ложное срабатывание при помощи имеющихся входных сигналов затруднительно введем промежуточный сигнал Y₆(K5), который перекрывал бы об­ласть ложного включения, тогда исходное уравнение примет вид:

Y₂ = SQ5¬SQ2¬K5K1,

К5 — вводится с инверсией, так как К5 присутствует во время ложного срабатывания;

3 — подъем пилы и прижима; проверка удовлетворяется, так как

Y₃ = (SQ2 + K2)¬SQ1K2.

4 — сбрасывание сортимента. Проверка не удовлетворяется, так как комбинация SQ1SQ3 встречается в отключающем пе­риоде. Для устранения этого ложного срабатывания необхо­димо ввести промежуточное реле К5 с самоблокировкой К5, контакт которого при работе реле К5 поддерживает включение К3, т. е. будем иметь (К5 + К3).

Тогда исходное уравнение будет

Y₄ = SQ1¬SQ3 (К5 + К3) К3;

5 — возврат сбрасывателя. Третья проверка удовлетворяется

Y₅ = (SQ3 + K4)¬SQ4K4.

Рис. 14.3. Регулирование скорости надвига­ния

Такое регулирование можно произ­вести различными способами, но наиболее простым и эффективным способом дроссельного регулирова­ния. Идея этого способа состоит в том, что увеличивая или умень­шая расход жидкости, подаваемой в гидроцилиндр надвигания пилы (рис. 14.3, а) дросселем 1, увеличи­вают или уменьшают скорость штока гидроцилиндра 2, а сле­довательно, и пильного аппарата.

Скорость штока можно определить как

v_ш=Q/F₂

где Q — расход жидкости, поступающей в гидроцилиндр Р; F₂ — площадь поршня гидроцилиндра.

В свою очередь расход жидкости определяется как

где μ — коэффициент расхода; f — сечение дросселя, м²; g — ускорение свободного падения, м/с²; v — удельная плотность рабочей жидкости, Н/м³; ΔΡ — разница движений до и после

дросселя, Н/м².

Из формулы видно, что, изменяя проходное сечение дрос­селя, можно изменять скорость надвигания пильного аппарата, это и делается на серийно выпускаемых автоматических балан-сирных установках. На рис. 14.3, а показана механическая связь 4 между прижимом 3 пилы и дросселя 1. Здесь прижим является датчиком диаметров распиливаемой части хлыста или бревна. С увеличением диаметра он воздействует на дроссель­ную иглу 6 (рис. 14.3, б) через механическую систему таким образом, что она, перемещаясь вниз, уменьшает проходное от­верстие 5, следовательно, уменьшаются расход жидкости Q и скорость надвигания.

При распиловке же меньших диаметров прижим, механи­чески воздействуя на иглу дросселя, увеличивает сечение f, сле­довательно, и скорость надвигания. Так, скорость надвигания при распиловке диаметров 10 см составляет 1,1 м/с, а при рас­пиловке диаметров 60 см — 0,1 м/с.

Регулирование скорости надвигания пильного диска можно производить под действием постоянного усилия подачи (см. 12.8).