Pierwszenstwo: Opublikowano: 15.1.1973 67145 KI. 84d,3/00 MKP E02f 3/00 UKD Wspóltwórcy wynalazku: Zbigniew Bogusz, Eugeniusz Budny, Edward Zwolak Wlasciciel patentu: Warszawskie Zaklady Maszyn Budowlanych, Warszawa (Polska) Uklad sterowania automatycznego procesem odspajania w koparkach uniwersalnych hydraulicznych Przedmiotem wynalazku jest uklad sterowania automatycznego procesem odspajania, wykonywa¬ nym przez narzedzie robocze koparek uniwersal¬ nych z napedem hydraulicznym.W powszechnie znanych rozwiazaniach kon¬ strukcyjnych koparek uniwersalnych stosowany jest otwarty uklad sterowania, nazwany w opisie ukladem konwencjonalnym, w którym jako sprze¬ zenie zwrotne wykorzystywana jest bezposrednia obserwacja przebiegu odspajania, prowadzona przez operatora.Przy stosowanych obecnie duzych predkosciach roboczych operator nie jest w stanie dostatecznie szybko i prawidlowo reagowac na zachodzace zmiany warunków odspajania, zwlaszcza po dluz¬ szym czasie pracy. Wskutek tego potencjalna zdolnosc robocza koparki jest wykorzystywana zaledwie w polowie, a elementy koparki narazo¬ ne sa na czeste przeciazenia dynamiczne.Ten stan rzeczy powoduje znaczne obnizenie wydajnosci pracy koparki i trwalosci jej elemen¬ tów.W koparkach uniwersalnych hydraulicznych nie sa znane uklady sterowania automatycznego.Uklad taki zostal natomiast zastosowany w jed¬ nym z typów koparek ciagnikowych, wyposazo¬ nych w osprzet podsiebierny. Podstawowa wada tego ukladu jest brak sygnalu sprzezenia zwrot¬ nego powodujacego automatyczne zwiekszenie si¬ ly naporu i zaglebienia lyzki w grunt w przypad¬ ku niedociazenia koparki. W wyniku tego uklad 10 30 dziala skutecznie tylko przy odpowiednim uksztal¬ towaniu urobiska, co bardzo ogranicza jego zasto¬ sowanie w róznych warunkach eksploatacyjnych.Celem wynalazku jest zwiekszenie wydajnosci eksploatacyjnej koparek uniwersalnych i trwalo¬ sci ich elementów, przez wyeliminowanie wad koparek sterowanych w sposób konwencjonalny i wad ukladów sterowania automatycznego stoso¬ wanego w jednym z typów koparek ciagniko¬ wych.Istota wynalazku jest zastosowanie rozdzielacza sterowania automatycznego umieszczonego pomie¬ dzy pompami, a cylindrem ramienia i cylindrem wysiegnika, przeznaczonego do wlaczania stero¬ wania konwencjonalnego lub automatycznego oraz zainstalowanie w obwodzie cylindra wysiegnika przelacznika hydraulicznego, powodujacego samo¬ czynny ruch wysiegnika w obie strony. Przelacz¬ nik jest sterowany sygnalem sprzezenia zwrotne¬ go, pochodzacym od cisnienia medium w cylin¬ drze ramienia. Cisnienie to jest zalezne od war¬ tosci sily skrawania, czyli skladowej stycznej sily odspajania wystepujacej na krawedzi tnacej lyz¬ ki. Jezeli cisnienie w cylindrze ramienia jest mniejsze od wartosci zaprogramowanej, nastepu¬ je samoczynne opuszczanie wysiegnika, zwieksza¬ nie naporu lyzki na urobisiko i zwiekszanie sily skrawania. Jezeli sila skrawania powiekszy sie na tyle, ze wywola wzrost cisnienia w cylindrze ra¬ mienia powyzej wartosci zaprogramowanej, na- 6714567145 3 stapi samoczynne podnoszenie wysiegnika i od¬ ciazenie ukladu urabiania.Proces kolejnych zmian kierunku ruchu wysiag- nika bedzie sie odbywal samoczynnie az do mo¬ mentu, w którym operator wylaczy uklad stero- 5 wania automatycznego. Wylaczenie ukladu moze nastapic po stwierdzeniu, ze lyzka zostala napel¬ niona, albo po zauwazeniu, ze w procesie odspa¬ jania zaszly zmiany wymagajace interwencji ope¬ ratora. Wartosc cisnienia przesterowujacego prze- 10 lacznik moze byc przez operatora wstepnie usta¬ lona przez odpowiednie napiecie sprezyny dzia¬ lajacej na suwak przelacznika. Zainstalowanie ukladu sterowania automatycznego w niczym nie narusza mozliwosci sterowania konwencjonalnego, 15 które powinno byc uzywane we wszystkich in¬ nych skladowych cyklu poza odspajaniem.Przejscie ze sterowania konwencjonalnego na automatyczne i odwrotnie polega tylko na na¬ cisnieciu lub zwolnieniu pedalu. 2Q Uklad sterowania automatycznego, bedacy przedmiotem wynalazku, usuwa opisane niedoma¬ gania wystepujace w powszechnie znanych ukla¬ dach sterowania. Proces odspajania odbywa sie samoczynnie bez ingerencji operatora, dzieki te- 25 mu jego praca jest latwa i nie meczaca. Na na¬ rzedziu roboczym koparki rozwijane sa maksy¬ malne sily, a zmiany ich wartosci sa nieznaczne wobec duzej nadaznosci ukladu sterowania za zmieniajacymi sie warunkami pracy. Wskutek te- 30 go zdolnosc robocza koparki jest w pelni wyko¬ rzystana, wzrasta wydajnosc i skutecznosc pracy oraz przedluza sie zywotnosc elementów koparki.Wazna zaleta ukladu jest moznosc stosowania go dla róznych osprzetów roboczych.Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykladzie wykonania na rysunku, który poka¬ zuje schemat ideowy dwuobwodowego ukladu hydraulicznego koparki.Uklad hydrauliczny przedstawiony /na rysunku 40 sklada sie ze zbiornika 1, z rozdzielacza sterowa¬ nia automatycznego 2, z obwodu zasilajacego cy¬ linder ramienia 3 i silnik 4 obrotu nadwozia oraz z obwodu zasilajacego cylinder wysiegnika 5. W sklad pierwszego obwodu wchodzi pompa 6, roz- 45 dzielacz 7 sterujacy cylindrem ramienia 3 i roz¬ dzielacz 8 sterujacy silnikiem 4 obrotu nadwozia.Pompa 6 jest zbocznikowana zaworem bezpie¬ czenstwa 9, cylinder 3 jest wyposazony w zawór przeciazeniowy 10, a silnik 4 obrotu nadwozia 5Q w zawór przeciazeniowy 11, wbudowany w ukla¬ dzie krzyzowym. Na linii zlewowej zainstalowany jest filtr 12. W sklad drugiego obwodu wchodzi pompa 13, rozdzielacz 14 i przelacznik 15 wypo¬ sazony w sprezyne 16. Pompa 13 jest zboczniko- g5 wana zaworem bezpieczenstwa 17, w obwód cy¬ lindra wysiegnika 5 wbudowany jest dlawik jed¬ nokierunkowy 18 oraz dwa zawory przeciazenio¬ wa 19 i 20. Na linii zlewowej tego obwodu zain¬ stalowany jest filtr21. 60 Zasada dzialania ukladu jest nastepujaca. Me¬ dium zasysane ze zbiornika 1 przez pompe 6 tlo¬ czone jest przez wewnetrzne kanaly rozdzielacza sterowania automatycznego 2 do rozdzielaczy 7 i 8.W neutralnym polozeniu tych rozdzielaczy, poka- 65 zanym na rysunku, medium plynie przez filtr 12 z powrotem do zbiornika 1. Po przesterowaniu rozdzielacza 7 medium (kierowane jest do jednej z komór cylindra ramienia 3, powodujac jego ruch w zadana strone. Po przesterowaniu roz¬ dzielacza 8 medium kierowane jest do silnika 4 obrotu nadwozia. Jezeli cisnienie w obwodzie przekroczy wartosc cisnienia otwarcia zaworu bez¬ pieczenstwa 9 lub zaworów przeciazeniowych 10 albo 11, czesc strumienia medium kierowana jest przez odpowiedni z tych zaworów do zbiornika 1.Pompa 13 tloczy medium przez wewnetrzne ka¬ naly rozdzielacza sterowania automatycznego 2 do rozdzielacza 14. W zaleznosci od polozenia rozdzielacza 14 medium kierowane jest albo przez filtr 21 do zbiornika 1 albo do odpowiedniej ko¬ mory cylindra wysiegnika 5. Przy sterowaniu konwencjonalnym operator zmienia polozenie od¬ powiednich rozdzielaczy przy pomocy dzwigni ste¬ rowanych recznie, wprawiajac w ruch ramie, wy¬ siegnik lub nadwozie koparki.Przystepujac do sterowania automatycznego operator przesuwa rozdzielacz sterowania automa¬ tycznego 2, przez wcisniecie pedalu, na prace au¬ tomatyczna. Medium zasysane przez pompe 6 kie¬ rowane jest bezposrednio do jednej z komór cy¬ lindra ramienia 3, a doplyw do rozdzielaczy 7 i 8 jest odciety. Powrót medium z cylindra ramie¬ nia 3 odbywa sie przez rozdzielacz sterowania automatycznego 2, poniewaz powrót przez roz¬ dzielacz 7 jest rów7niez odciety. Jednoczesnie me¬ dium tloczone przez pompe 13 plynie do jednej z komór cylindra wysiegnika 5 przez przelacznik 15. Powrót medium z cylindra wysiegnika 5 do zbiornika 1 odbywa sie przez dlawik jednokierun¬ kowy 18, przelacznik 15, rozdzielacz sterowania automatycznego 2 i filtr 21, poniewaz powrót przez rozdzielacz 14 jest odciety.Wskutek doplywTu medium do cylindra ramie¬ nia 3 i cylindra wysiegnika 5 odbywa sie ruch ramienia i wysiegnika i rozpoczyna sie proces odspajania. Dopóki cisnienie w cylindrze ramie¬ nia 3 jest mniejsze od wartosci ustalonej przez operatora sprezyna 16, wysiegnik opada zwiek¬ szajac sile naporu. Po przekroczeniu ustalonej wartosci cisnienia, swiadczacym o przeciazeniu, sygnal sprzezenia zwrotnego, pokazany linia prze¬ rywana, przesterowuje przelacznik 15 i zmienia kierunek ruchu wysiegnika. Ta zmiana powoduje zmniejszenie sie sily naporu i sily skrawania.Jezeli wskutek tego cisnienie w cylindrze ramie¬ nia 3 obnizy sie ponizej ustalonej wartosci, nasta¬ pi ponowna -zmiana kierunku ruchu wysiegnika.Opisany proces kolejnych zmian kierunku ru¬ chu wysiegnika bedzie sie odbywal samoczynnie az do momentu wylaczenia sterowania automa¬ tycznego. W okresie, w którym rozdzielacz stero¬ wania automatycznego 2 jest wlaczony na stero¬ wanie automatyczne, poruszanie dzwigniami roz¬ dzielaczy 7, 8 i 14 nie ma zadnego wplywu na prace ukladu. Podczas przejscia z osprzetu pod¬ siebiernego na przedsiebierny lub ladowarkowy przewody powinny byc tak podlaczone do cylin¬ dra ramienia 3, zeby doplyw medium do tego cylindra powodowal ruch ramienia zwiekszajacy nacisk lyzki na urobisko. Dzieki temu uklad ste-67145 rowania automatycznego nadaje sie do kazdego z wymienionych osprzetów roboczych. PL PL PL