книги из ГПНТБ / Живов Л.Г. Привод и автоматика самоходных кранов

полупроводниковая батарея СБЗ. При каждом повороте диска батарея СБЗ освещается лампочкой JIO. Дается импульс на об­ мотку 7К—2Н усилителя МУЗ (блока БЗ). К блоку подключены катушки РШИВ и РШИН реверсивного шагоискателя. Так как

пульсе, который подает на усилитель МУЗ батарея СБЗ, шагоискатель поворачивается на одну ламель. Так как нажаты кнопки К20 и К9, то, когда реверсивный шагоискатель подойдет своей 29-й ламелью к сочетанию кнопок 29, создается цепь К20— К9— РШИ29—КТ—РТ (рис. 79, а). Реле РТ блокирует само себя, разрывает контакт РТ в цепи обмотки МУЗ, в связи с чем пре­ кращается дальнейшее движение ламелей реверсивных шагоискателей. Размыкаются размыкающие контакты РТ и замыкаются замыкающие контакты РТ в цепи Дрз. Двигатель реверсируется, и начинается замедление подъемной лебедки.

Регулятор замедления состоит из тахогенератора Г и тормоз­ ного двигателя ТД. В цепи Г — ТД включена через потенциометр RKобмотка 2Н— 7К усилителя МУ6 (блока Б6). Усилитель МУ6 работает без обмотки смещения, поэтому, когда сила тока /р ве­ лика, сила тока выхода МУ6 стремится к нулю и наоборот. От усилителя МУ6 получает питание реле РЗ (реле времени с вы­ держкой не менее 3 с ) . Параллельно якорю Г включено реле напряжения 1РС. Когда включается реле РТ (рис. 79, в) и на­

375с2

мозного двигателя. Замедление определяется по формуле (20). Сила тока в цепи / = /о + / к(1 — е_;/0) , где / к — сила тока, обус­ ловленная замедлением двигателя.

При разных грузах сила тока реле замедления различная. При легких грузах ток цепи Г — Д (ток выхода МУ6 номиналь­ ный) будет мал. Это значит, что время замедления будет больше, чем при номинальных грузах. После выдержки времени сраба-

140

тывает реле РЗ и включает контактор динамического торможе­ ния КТД, который, в свою очередь, включает двигатель Д на сопротивление, одновременно включая преобразователь ТП. Ско­ рость системы быстро замедлится и реле отпустит свои контакты. Если груз равен номинальному, или несколько больше, реле РЗ не сработает и система продолжит замедление по заданному за­ кону. Когда скорость движения груза станет равной скорости дотяжки, реле 1РС разомкнет свои контакты 1РС в цепи Дрз и двигатель выключится, а сельсин отработает напряжение, кото­

торможения КТД, начинается процесс динамического торможе­ ния двигателя и замедление происходит по линии 3 с переходом на скорость дотяжки 4 и далее — в точку б. Замедление тяжелого груза идет по линии 5 с наложением тормоза в точке б. Включе­ ние реле 1РС (см. рис. 79, в) происходит в области, ограничен­ ной линиями 6— 7.

Некоторый недостаток подачи импульсов от каждого поворо­ та барабана лебедки заключается в том, что удлинение каната и грузозахватывающего устройства при длинных канатах и зна­ чительных грузах будет достаточно ощутимым (для 100 м удли­ нение может достигать 0,3 м и более). Особенно это может сказаться на точности установки груза. Поэтому желательно, чтобы аппарат управления АСУК реагировал на удлинение гру­ зового каната. Для этого может быть использован метод магнит­ ных меток.

Импульсы управления при этом методе непосредственно по­ лучаются от магнитных меток на канате путем магнитной запи­ си. Магнитная метка представляет собой постоянный магнит, расположенный вдоль оси каната. Она наносится записывающей головкой. Для этого через обмотку головки пропускают импульс тока. Возникающее магнитное поле пронизывает канат в про­ дольном направлении, и на канате остается магнитная метка. ■Схема управления записи предусматривает реле времени, по­

141

этому метка, когда канат движется с определенной скоростью, наносится через равные промежутки времени. Такие системы по­ дачи импульсов можно применять как для реверсивного шагово­ го искателя, так и для системы магнитная запись — шаговый двигатель, предназначенной для преобразования линейного пе­ ремещения меток каната в соответствующий по величине и направлению угол поворота ротора шагового двигателя.

Систему магнитных меток можно применить для цифровых систем управления АСУК. Согласно рис. 81 устройство 1 воспро­ изведения меток передает сигнал прямоугольной формы на

Рис. 81. Структурная схема цифрового аппа­ рата программного управления АСУК с исполь­ зованием магнитной записи канала

устройство 2, в котором автоматически определяется направле­ ние каната. Далее управляющий сигнал поступает на реверси­ рующее устройство 3, управляющее реверсивным счетчиком 4. Последний суммирует или вычитает путевые импульсы в зависи­ мости от знака сигнала, поступающего с устройства, опреде­ ляющего направление перемещения каната. Дешифратор 5 де­ кодирует заранее заданные состояния счетчика, соответствую­ щие определенным точкам пути движения подъемного сосуда. Выходы с дешифратора поступают в блок путевых команд 6, где усиливаются. Эти выходные сигналы используются в качестве путевых команд в системе АСУК. Текущее значение чисел, запи­ санных в реверсивном счетчике, соответствует числу импульсов, поданных на цифровой указатель 12 высоты груза. Цифровая индикация дает возможность машинисту непрерывно следить за положением груза.

Цифровая система позволяет программировать движение груза в функции пути цифровым способом. Принцип работы про­ граммного устройства заключается в следующем. На двоичный реверсивный счетчик 8 от устройства 1 подаются путевые импуль­ сы. При разгоне подъемной лебедки сигнал с блока путевых ко­

142

манд 6 поступает в блок сложения (вычитания), в результате счетчик 8 регистрирует сумму, соответствующую определенному максимальному заданному значению скорости. После достиже­ ния максимальной скорости (период разгона окончился) на ди­ одный переключатель подается запрещающий сигнал, блокиру­ ющий поступающие импульсы.

Когда начинается замедление, с блока путевых команд 6 по­ ступает сигнал в блок 7 и счетчик 8 переключается на вычитание. Блок 10 преобразует дискретную информацию о пройденном гру­ зом пути в аналоговую форму. Функциональным преобразовате­ лем 11 сигнал направляется в систему автоматического регули­ рования. Устройство можно использовать при сложных скорост­ ных диаграммах. Однако решение с подачей импульсов от каждого поворота барабана лебедки, описанное выше, имеет преимущество — простоту схемы и настройки.

Для электропривода поворота необходимо включить в схему управления узел слежения качания груза. Раскачивание на ка­ натах груза, которое нарушает цикл работы, можно уменьшить или снять в результате автоматического регулирования привода поворота (передвижения, вылета стрелы). Измеренная величина угла ф отклонения подвеса (или угловой скорости груза, подве­ шенного к стреле) вводится в систему управления приводом со­

всистему регулирования.

Всистему АСУК (см. рис. 77) отклонение каната раскачива­ ющим грузом вводят в виде отрицательной обратной связи от напряжения сельсина, поворот ротора которого пропорционален углу отклонения каната. Канат связан с ротором рычажной уп­ ругой системой. Учитывая отрицательную обратную . связь по току, принято, что выходное напряжение преобразователя про­ порционально управляющему напряжению

Un0 = knUy = ku(Uos- U or- U oc),

где Uос — напряжение сельсина, пропорциональное углу откло­ нения каната.

Тогда

(U1k1— IR0akT— cskc)kn: = сеп + 1CR0)

здесь с — переводной коэффициент; s — отклонение каната; kc — передаточный коэффициент обмотки магнитного усилителя, кото­ рая питается от сельсина.

Как было показано в гл. I, плавный разгон и замедление груза при повороте крана резко снижают амплитуду раскачива­ ния груза.

143

Для электропривода исполнительного механизма подъемной лебедки необходимо предохранить кран от перегрузки. Известно, что для двигателей постоянного тока I = kF, где к — коэффи­ циент, зависящий от параметров двигателя и исполнительного механизма. Однако в стреловых самоходных кранах сила тока нагрузки не определяет величины предельного груза. При раз­ личных вылетах стрелы система, реагирующая на перегрузку, должна учитывать еще и угол вылета стрелы, поэтому магнит­

быть для предельных значений постоянными. Угол вылета стрелы учитывается потенциометром, сочлененным с осью стрелы. При грузе F и вылете стрелы а, большем, чем ампер-витки номиналь­ ные A Wya, выход усилителя становится больше, чем допустимо, и реле РЗЛ срабатывает, загорается лампа и гудит сирена. Вы­

стрелы, опускания крюка и оста­ нова, после которого строповщик (или машинист) должен стро­ пить груз к крюку.

Для этого набирают кнопки на пульте подъемной лебедки до определенной высоты, на пульте поворота до определенного угла и на пульте стрелы до определенной длины вылета. Программу составляют набором восьми кнопок (седьмая кнопка выбирает, с какой высоты может начать работать электропривод поворота, восьмая кнопка — с какого угла поворота может начать работать электропривод вылета стрелы). Для фиксирования направления поворота (вправо, влево) и вылета стрелы (вниз, вверх) затворки общего пульта управления для поворота и вылета устанавливают в соответствующие положения. При установке створки ячейки пульта подъемной лебедки вверх начинается подъем. Когда ла­ мель, предположим 6, РШИВ дойдет до заданного метра высоты подъема, где начинается операция поворота, она (рис. 82) вклю­ чит реле связи подъема РСВП, которое даст импульс на движе­ ние поворота, предположим, вправо.

144

Дойдя до определенного угла поворота (предположим 45°), ламель РШИВ (шагоискателя вращения) включает реле связи вращения РСВВ и стрела начинает работать. Подъем прекра­ щается в точке, заданной кнопкой, так же как поворот и вылет, после чего реле связи вылета стрелы РСВВС дает импульс на опускание крюка, и система останавливается в заданной точке.

Оператор вносит коррективы в заданный технологический процесс и после каждого цикла, если цикл не адэкватен преды­ дущему, задает программу.’ Цикл предельно сжат и поэтому про­ изводительность цикла резко возрастает, увеличиваются дли­ тельность эксплуатации оборудования, точность выполнения операций, снимается зависимость работы схемы от квалификации машиниста.

4.ИСКЛЮЧЕНИЕ ВЛИЯНИЯ ПОГРЕШНОСТЕЙ

В ПЕРИОД ЗАМЕДЛЕНИЯ НА ТОЧНОСТЬ РАБОТЫ АСУК

Кран представляет собой в режиме работы сложную динами­ ческую многомассовую систему, которая влияет на точность вы­ полнения заданной скоростной диаграммы. Удлинение подъем­ ного каната, прогиб стрелы при максимальных нагрузках и, сле­ довательно, изменение высоты подъема груза, колебания напря­ жения, влияние температурных факторов на выходные параметры тиристорных преобразователей, а следовательно, изменение скоро­ сти движения груза и другие при­ чины влияют на точность остано­ ва и доводку системы в заданную точку.

Некоторые отдельные состав­ ляющие общей погрешности про­ тивоположны по знаку, так что в каждом конкретном случае учесть ошибки позиционирования с опре­ деленной точностью не представ­ ляется возможным. Вопрос этот требует специальных исследова­ ний. Однако участок дотяжки яв­

ляется отрезком пути, где системой управления должно быть ис­ ключено влияние погрешностей на точность доводки в заданную точку.

145

в ы в о д ы

Анализ систем и исследование динамики электоприводов стреловых самоходных кранов позволяют сделать следующие выводы:

1. Производительность кранов должна быть определена не по одному циклу, не по группе циклов, а за более длительный период, например, смену. Среднесменная (интегральная) про­ изводительность с учетом пауз обусловливает единственно пра­ вильный подход к оценке производительности крана. Так, напри­ мер, время, которое затрачивается на раскачивание груза, от­ носится к периоду пауз. Если, как показано в гл. I, можно резко снизить раскачивание груза путем формирования сигнала си­ стемы управления электроприводом, т. е. формирования рывка, то интегральная производительность крана будет более высокая. Таким образом, оптимальная скоростная диаграмма за время рабочей части цикла обусловливает уменьшение времени паузы и, следовательно, увеличение среднесменной (интегральной) про­ изводительности, хотя время рабочей части цикла в связи с оп­ тимальным рывком может быть увеличено.

2. Диаграммы скорости и ускорения не характеризуют пол­ ностью переходных режимов работы электроприводов кранов. Конфигурация скоростной диаграммы не характеризует ее опти­ мальности. Например, параболическая, треугольная, трапецеи­ дальная диаграммы не оптимальны, так как стремление умень­ шить время разгона и замедления не обеспечивает оптималь­ ности диаграммы. Конфигурация диаграммы ускорения пока­ зывает качество заполнения так называемой токовой диаграммы в период разгона и замедления, однако не это характеризует оптимальность диаграммы ускорения. Интегральная производи­ тельность будет выше в большинстве случаев при более дли­ тельных временах разгона и замедления, чем в случае таковых для параболической или трапецеидальной скоростных диаграмм.

Качество и оптимальность скоростных диаграмм определяют­ ся только рывком. Рывок есть обобщающий параметр динамиче­ ского режима приводов кранов, ибо он характеризует скорость изменения усилия, момента, тока (dF/d't\ dM/dt\ dl/dt) во време­

147

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.Вешеневский С. Н. Характеристики двигателей в электроприводе. М., «Энергия», 1967, 400 с.

2.Гейлер Л. Б. Электропривод в тяжелом машиностроении. М., Машгиз, 1958, 587 с.

3.Герасимяк Р. П., Параил В. А. Электроприводы крановых механизмов. М., «Энергия», 1970, 134 с.

4.Данюшевская Е. Ю. Тиристорные реверсивные электроприводы постоянно­ го тока. М., «Энергия», 1970, 97 с.

5.Ерофеев Н. И. Математическая модель режима работы крановых устано­

вок.— «Автоматика и телемеханика», 1967, № 3, с. 160— 166.

6.Ерофеев Н. И. Способы автоматизации кранов.— «Механизация и авто­ матизация производства», 1962, № 5, с. 14—20.

7.Живов Л. Г., Виноградов В. А. Тиристорный электропривод постоянного

тока стреловых самоходных кранов. Труды ВНИИСтройдормаша. Вып. 57, ВНИИСДМ, 1972, с. 16—28. *-■

8.Зарецкий А. А., Портной Н. А. Оптимизация управления механизмами гру­ зоподъемных кранов в переходных режимах. — «Вестник машиностроения», 1968, № 8, с. 14— 18.

9.Зусман В. Г., Мейстель А. М., Херсонский Ю. И. Автоматизация позици­

онных электроприводов. М., «Энергия», 1970, 119 с.

10.Киричок Ю. Г., Чермалых В. М. Привод шахтных подъемных установок большой мощности. М., «Недра», 1972, 336 с.

11.Ключев В. И. Ограничение динамических нагрузок электропривода. М., «Энергия», 1971, 320 с.

12.Малиновский А. К-, Зайцев Л. В. Экспериментальные исследования систе­ мы регулирования асинхронного двигателя с противо- э. д. с. в цепи рото­ ра. НИИСтройдоркоммунмаш. Вып. 4, 1966, с. 15— 18.

13.Сазонов В. Г. Ионные электроприводы. М., «Энергия», 1965, 151 с.

14.Улитенко И. П. и др. Статистические исследования эксплуатационных нагрузочных режимов автомобильных кранов. — «Стройтелыше и дорож­ ные машины», 1973, № 2, с. 16— 18.

149