способ управления работой уборочной машины
Классы МПК: | E01H5/09 вращающимися или движущимися по окружности, например роторы, фрезы A01D41/12 элементы комбайнов |
Автор(ы): | Брик Р.В., Асмолов Г.И. |
Патентообладатель(и): | Московский государственный автомобильно-дорожный институт (технический университет) |
Приоритеты: |
подача заявки:
1994-06-24 публикация патента:
27.04.1997 |
Использование: в машиностроении при работе различных уборочных машин, в частности снегоочистителей и комбайнов непрерывного действия, преимущественно с механической трансмиссией. Сущность изобретения: способ управления работой уборочной машины включает измерение текущих значений технологических параметров машины, сравнение их с установленными значениями и регулирование скорости движения машины в соответствии с результатами сравнения. При этом в качестве технологических параметров используют значения скорости вращения рабочего органа и значение силы тягового сопротивления ее движению. Причем для каждой главной передачи трансмиссии машины задают соответствующий ей диапазон изменения значений тяговых сопротивлений движению. Подбирают диапазон изменения тяговых сопротивлений, включающий текущее значение тягового сопротивления, и выявляют совпадение текущего номера главной передачи машины с номером, соответствующим выбранному диапазону. Скоростью вращения рабочего органа управляют в случае принадлежности текущего значения тягового сопротивления установленному диапазону, при этом определяют попадание текущего значения тягового сопротивления движению машины в диапазон изменения значений тяговых усилий. Возможность работы уборочной машины в оптимальном режиме в зависимости от величины текущей силы тягового сопротивления движению позволяет повысить экономичность работы и оптимизировать загрузку двигателя, а также увеличить ресурс работы рабочего органа и самой уборочной машины. 1 ил.
Рисунок 1
Формула изобретения
Способ управления работой уборочной машины, включающий задание диапазонов изменения технологических параметров машины в процессе уборки, измерение текущих значений этих параметров и регулирование по результату их сравнения, скорости движения машины, отличающийся тем, что в качестве технологических параметров машины в процессе уборки используют скорость вращения рабочего органа машины и силу тягового сопротивления ее движению, при этом для каждой главной передачи трансмиссии машины задают соответствующий ей диапазон изменения значений тяговых сопротивлений движению Wнi oC Wвi, причем для высшей главной передачи устанавливают нижнее предельное значение данного диапазона, определяемое по формулеWнi G
![способ управления работой уборочной машины, патент № 2078170](/images/patents/394/2078008/183.gif)
где G вес рабочего органа уборочной машины;
fK 0,025 0,25 коэффициент сопротивления перекатыванию машины,
а верхнее предельное значение диапазона изменения контролируемого параметра для высшей и всех последующих главных передач вычисляют по формуле
Wвi Pm + K
![способ управления работой уборочной машины, патент № 2078170](/images/patents/394/2078008/183.gif)
где Pm тяговое усилие на соответствующей главной передаче;
К 0,05 0,15 коэффициент соответствия,
при этом верхнее предельное значение диапазона изменения контролируемого параметра для последующей главной передачи устанавливают равным нижнему предельному значению для предыдущей, подбирают диапазон изменения тяговых сопротивлений движению машины, включающий текущее значение этого параметра Wi и сравнивают текущий номер главной передачи с номером, соответствующим выбранному диапазону, при совпадении значений номеров главных передач считают режим работы уборочной машины оптимальным и переходят к регулированию скорости вращения рабочего органа, а при несовпадении номеров передач устанавливают соответствующий диапазону номер передачи, повторно измеряют значение силы тягового сопротивления движению машины Wi и повторяют цикл обработки сигналов до совпадения текущего и выбранного соответственно диапазону значений номеров главных передач, причем при регулировании скорости вращения рабочего органа машины определяют попадание текущего значения силы тягового сопротивления движению машины Wi в диапазон изменений значений тяговых усилий, определяемых по формуле
Pнв Pm + K1Pm,
где K1 0,03 0,07 коэффициент соответствия,
причем отрицательные значения коэффициента K1 выбирают при определении нижнего предельного значения диапазона изменения данного параметра, и, если текущее значение тягового сопротивления движения машины Wi попадает в указанный диапазон, то устанавливают среднее значение скорости вращения рабочего органа
![способ управления работой уборочной машины, патент № 2078170](/images/patents/394/2078008/969.gif)
![способ управления работой уборочной машины, патент № 2078170](/images/patents/394/2078008/969.gif)
![способ управления работой уборочной машины, патент № 2078170](/images/patents/394/2078008/969.gif)
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при работе различных уборочных машин, в частности снегоочистителей и комбайнов, а также экскаваторов непрерывного действия, базирующихся на любых серийных транспортных средствах, преимущественно с механической трансмиссией. Известен способ управления работой снегоочистителя [1] оборудованного гидрообъемным приводом, изменяющим скорость вращения рабочего органа непосредственно по величине силы тягового сопротивления движению за счет использования кинематической связи регулятора мощности с гидромотором привода рабочего органа. Однако данный способ не предусматривает изменения скорости движения снегоочистителя, а также стабилизацию скорости вращения рабочего органа в зависимости от текущего значения силы тягового сопротивления движению машины. Это заставляет оператора постоянно следить за скоростью движения транспортного средства и частотой вращения коленчатого вала его двигателя, а также вызывает повышенный износ рабочего органа транспортного средства, двигателя и увеличивает расход горюче-смазочных материалов. Наиболее близким технически решением, взятым в качестве прототипа, является известный способ автоматического управления технологическим процессом зерноуборочного комбайна [2] включающий измерение, определение и сравнение средних значений подачи сельхозкультуры, интенсивности потерь, угловой скорости вала двигателя комбайна при обмотке сельхозкультуры и на холостом ходу и изменение скорости перемещения комбайна по полученным результатам с целью повышения качества обмолота. Однако данный способ не обеспечивает изменения скорости движения уборочной машина при оптимальном режиме работы двигателя в зависимости от текущего значения силы тягового сопротивления движению машины, а также не позволяет изменять скорость вращения рабочего органа или подачу убираемого материала. Это отрицательно сказывается на моторесурсе и надежности двигателя и не позволяет полностью оптимизировать технологический процесс уборки, а также вызывает повышенный расход горюче-смазочных материалов. Целью изобретения является оптимизация процесса уборки за счет автоматизированного изменения тягового усилия базового транспортного средства, а также автоматического изменения скорости вращения рабочего органа в зависимости от значения тягового сопротивления движению уборочной машины. Поставленная задача достигается тем, что в способе, включающем изменение несущих значений технологических параметров машины, сравнение измеренных значений с заданными диапазонами изменения этих параметров и изменение скорости движения машины в соответствии с результатами сравнения данных величин, согласно изобретению, в качестве технологических параметров используют скорость вращения рабочего органа, силу тягового сопротивления ее движению, при этом для каждой главной передачи машины устанавливают соответствующий ей диапазон изменения значений тяговых сопротивлений движению машиныWнi-Wвi,
причем для высшей главной передачи задают с ее предельным значением данного диапазона определяемое по формуле
Wнi=G
![способ управления работой уборочной машины, патент № 2078170](/images/patents/394/2078008/183.gif)
где G вес рабочего органа уборочной машины, а fk 0,025-0,25 - коэффициент сопротивления перекатыванию машины, а верхнее предельное значение диапазона изменения контролируемого параметра для высшей и во всех последующих главных передачах вычисляют по формуле
Wвi=Pm+K
![способ управления работой уборочной машины, патент № 2078170](/images/patents/394/2078008/183.gif)
где Pm тяговое усилие на соответствующей главной передаче, а коэффициент соответствия K 0,05-0,15, при этом верхнее предельное значение диапазона изменения контролируемого параметра для последующей главной передачи устанавливают равной нижнему предельному значению для предыдущей, после чего подбирают диапазон изменения тяговых сопротивлений движению машины, включающей текущее значение этого параметра Wi, и сравнивают текущий номер главной передачи с номером, соответствующим выбранному диапазону, при совпадении значений номеров главных передач считают режим работы уборочной машины оптимальным и переходят к регулированию скорости вращения рабочего органа, а при несовпадении номеров передач устанавливают соответствующий диапазону новый номер главной передачи, повторно измеряют значения силы тягового сопротивления движению машины Wi и повторяют цикл обработки сигналов до совпадения значений текущего и выбранного соответственно диапазону значений номеров главных передач, причем при регулировании скорости вращения рабочего органа определяют показания скорости вращения рабочего органа, определяют показания текущего значения силы тягового сопротивления Wi в диапазон изменения тяговых усилий, определяемых по формуле
Pнв=Pm+K1
![способ управления работой уборочной машины, патент № 2078170](/images/patents/394/2078008/183.gif)
где K1 (-0,03-0,07) коэффициент соответствия, причем отрицательные значения коэффициента K1 выбирают при определении нижнего предельного значения диапазона изменения данного параметра Pн, и если текущее значение тягового сопротивления Wi движению машины попадает в указанный диапазон, то устанавливают среднее значение скорости вращения рабочего органа
![способ управления работой уборочной машины, патент № 2078170](/images/patents/394/2078008/969.gif)
![способ управления работой уборочной машины, патент № 2078170](/images/patents/394/2078008/969.gif)
![способ управления работой уборочной машины, патент № 2078170](/images/patents/394/2078008/969.gif)
Wнi-Wвi,
соответствующие каждой главной передаче трансмиссии машины. Причем для высшей главной передачи устанавливают нижнее предельное значение данного диапазона, определяемое по формуле
Wнi G
![способ управления работой уборочной машины, патент № 2078170](/images/patents/394/2078008/183.gif)
где G вес рабочего органа уборочной машины, а fk коэффициент сопротивления перекатыванию, зависящий от физико-механических свойств убираемого или разрабатываемого материала, а верхнее предельное значение диапазона изменения контролируемого параметра для высшей и всех последующих главных вычисляют по формуле
Wвi=Pm+KPm,
где Pm тяговое усилие на соответствующей главной передаче, а коэффициент соответствия K выбирают в диапазоне K 0,05-0,15. При этом большие значения коэффициента соответствуют высшим передачам, а верхнее предельное значение диапазона изменения контролируемого параметра для последующей главной передачи устанавливают равным нижнему предельному значению для предыдущего. Установленные диапазоны записывают в память вычислительного блока 5. Также в память вычислительного блока записывают диапазоны изменения значений тяговых усилий Pm для каждой главной передачи уборочной машины, пределы которых определяют по формуле
Pнв Pm+K1
![способ управления работой уборочной машины, патент № 2078170](/images/patents/394/2078008/183.gif)
где K1 (-0,03-0,07),
причем отрицательные значения коэффициента выбирают при определении нижнего предельного значения диапазона изменения данного интервала, а Pm тяговое усилие на соответствующей главной передаче. Значения коэффициента K получают при расчете конкретной уборочной машины по методике, изложенной в [3] Вычисляя значение тягового сопротивления движению, можно показать, что изменяя окружную скорость
![способ управления работой уборочной машины, патент № 2078170](/images/patents/394/2078008/969.gif)
![способ управления работой уборочной машины, патент № 2078170](/images/patents/394/2078008/969.gif)
![способ управления работой уборочной машины, патент № 2078170](/images/patents/394/2078008/969.gif)
![способ управления работой уборочной машины, патент № 2078170](/images/patents/394/2078008/969.gif)
![способ управления работой уборочной машины, патент № 2078170](/images/patents/394/2078008/969.gif)
![способ управления работой уборочной машины, патент № 2078170](/images/patents/394/2078008/969.gif)
1. Авторское свидетельство СССР N 1135833, кл. E 01 H 5/09, 1985. 2. Авторское свидетельство СССР N 1720545, кл. A 01 D 41/12, 1986. 3. Ермилов А.Б. Учебное пособие. Расчет и проектирование снегоочистителей. М. изд-во МАДИ, 1989, с. 3-12, 67-87.
Класс E01H5/09 вращающимися или движущимися по окружности, например роторы, фрезы
установка для подготовки снежной массы к таянию - патент 2456402 (20.07.2012) | |
устройство для уборки и уплотнения снега - патент 2440453 (20.01.2012) | |
центробежный выбрасыватель - патент 2423575 (10.07.2011) | |
роторный снегоочиститель - патент 2397289 (20.08.2010) | |
малогабаритный снегоуборочный агрегат - патент 2301295 (20.06.2007) | ![]() |
ротор шнекороторного очистителя - патент 2291244 (10.01.2007) | |
дисковая шарошка - патент 2239059 (27.10.2004) | |
ледорезная машина - патент 2175700 (10.11.2001) | |
шнеко-роторный исполнительный орган - патент 2163282 (20.02.2001) | |
снегоуборочная машина - патент 2143027 (20.12.1999) |
Класс A01D41/12 элементы комбайнов