Системы автоматического управления, применяемые на буль­дозерах и скреперах, предназначены для повышения точности планировки оснований и отсыпки грунта, повышения производи­тельности машин и снижения утомляемости машинистов. В машинах, оборудованных системами автоматики, сохраняют ручное управление. Приборы автоматики включают на рабочем месте машиниста при окончательной планировке поверхности по заданному уровню.

Бульдозеры и скреперы с автоматизированными системами управления применяют в мелиоративном строительстве, при планировке рисовых полей, спортивных сооружений, подъездных путей и других сооружений, требующих высокой точности уров­ня и уклона рабочих площадок. Производительность машины на планировочных работах повышается в 2...2,5 раза, а точность планировки поверхности достигается в пределах ± 5 см от задан­ного уровня.

Система автоматики «Комбнплан-ЮЛ» установлена на буль­дозере ДЗ-110А-1. Она обеспечивает автоматизирован­ное управление гидроцилиндрами подъема — опускания и переко­са отвала. Работает система в двух автоматических режимах: копирном, когда стабилизация положения отвала по высоте от­носительно опорной плоскости создается лазерным излучателем; и автономном, когда уровень отвала по высоте и при перекосе сохраняется по сигналам преобразователей угловых положений. Система включает в себя пульт управления 7, блок перегрузки 2, гидрораспределители 3 типа ЗСУ-5 с электроуправлением, до­полнительную гидросистему, преобразователь 4 углового (про­дольного) положения отвала, фотоприемное устройство (ФПУ)

5, устройство 6 для перемещения ФПУ, преобразователь 7 ча­стоты вращения двигателя, преобразователь 8 углового (по­перечного) положения отвала, лазерный излучатель 9, бата­рею 10.

Пульт управления 1 и блок перегрузки 2 установлены в каби­не трактора и получают питание от аккумуляторных батарей. Одновременно пульт управления связан проводами с фото­приемным устройством 5, которое получает сигналы от излу­чателя 9, подключенного к другой аккумуляторной бата­рее 10.

Пульт управления проводами соединен с двумя преобразова­телями 4 и 8 углового положения отвала. Первый установлен на правом толкающем брусе, второй — на задней стенке отвала. Кроме того, пульт управления связан электрически с электроуправляемыми гидрораспределителями 3, которые подключены к гидроцилиндрам подъема — опускания оборудования и гидро­цилиндру перекоса отвалу. Гидрораспределители получают пита­ние от отдельного гидронасоса.

Рис, 121. Схема установки приборов автоматизированной аппаратуры «Комбиплан-10Л» на бульдозере:

1 - пульт управления, 2 - блок перегрузки, 3 - гидрораспределители, 4, 7,8 - преобразователи, 5 - фотоприемное устройство (ФПУХ

6- устройстве для перемещения ФПУ, 9 - лазерный излучатель, 10—батарея.

На пульте управления размещены тумблер 4 вклю­чения преобразователей подъема, тумблер 16 управления переко­сом отвала, тумблер 12 защиты двигателя от перегрузки, пере­ключатель 8 режима работы (копирного или автономного), ручки задатчиков 7 продольного уклона и положения фото­приемника, а также задатчика 79 управления перекосом отвала. Кроме того, на панели пульта расположены контрольные лампы

6, 14, 11 соответственно режима работы, перекоса отвала и пере­грузки двигателя, а также лампы 77, 18, 2 и 3 включения гидро­распределителя перекоса налево и направо, гидрораспределителя отвала опускания — подъема.

Регуляторы 7 и 13 чувствительности управления отвалом по высоте и перекосу находятся в нижней части панели. Предохра­нители 5 и 75 защищают цепи соответственно подъема и переко­са от перегрузки. На панели выбиты табличные указатели 9 и 10 автономного и копирного режима работы, в которых может быть установлен переключатель 8.

Рис. 122. Пульт управления аппаратурой «Комбиплан-10Л»:

1, 19 - задатчики, 2, 3, 17, 18 - лампы, 4. 12, 16 - тумблеры, 5, 15 - предохра­нители, 6, 11, 14 — контрольные лампы, 7, 13 - регуляторы, 8 - переключатель, 9, 10 - указатели режимов, 20 — обозначение.

Блок перегрузки 2 служит для приема электриче­ских сигналов преобразователя и передачи их электроуправляю­щему гидрораспределителю, осуществляющему заглубление бульдозерного оборудования. В блоке размещены выпрямитель тока, мультивибратор преобразования постоянного тока в пере­менный, сравнивающее устройство и реле.

В преобразователях 4, 8 углового положения отвала, назы­ваемых ДКБ, внутри корпуса на оси подвешено коромысло, ко­торое опускается под действием силы тяжести. На оси одновре­менно закреплен экран, взаимодействующий с катушкой пре­образователя. При повороте корпуса относительно коромысла изменяются положения экрана и катушек, вследствие чего увели­чивается электрический сигнал и через пульт управления вклю­чается соответствующий электромагнит электроуправляемого гидрораспрёделителя. Чтобы маятник не раскачивался, он удержи­вается магнитоиндукционным успокоителем на постоянных маг­нитах.

Гидрораспределители 3 управляют подъемом и опусканием, а также перекосом отвала. Они состоят из управляющего и глав­ного золотников. Первым из них управляют два магнита, ко­торые перемещают его в разные стороны. В нейтральное положение магнит возвращается пружинами при обесточивании электромагнитов. Управляющий золотник при переключении включает главный. Последний подключает напорную гидроли­нию гидронасоса к одной из полостей гидроцилиндра; противо­положная полость соединяется с гидробаком.

Фотоприемное устройство с механизмом перемещения слу­жит для приема сигналов лазерного излучателя. Оно состоит из трех световодов, в которых установлены фотодиоды. Световоды принимают сигнал в диапазоне 360°. Таким образом связь из­лучателя с фотоприемником осуществляется в любой точке зоны действия лазера. При установке уровня планировки фотоприемник поднимают и опускают с помощью устройства перемеще­ния, состоящего из корпуса, реверсивного электродвигателя по­стоянного тока, редуктора, винтовой пары, штока и преобразо­вателя обратной связи. Фотоприемное устройство и механизм перемещения закреплены кронштейном на бульдозерном отвале.

Лазерный излучатель крепится на треноге и состоит из лазер­ной трубки; коллиматора (устройства для формирования узкого луча); призмы; электродвигателя для ее вращения; уровня и вин­тов, которыми прибор устанавливают в горизонтальное положе­ние. Излучатель посылает круговые сигналы. Диапазон задания уклона 0...0,53%. Радиус действия излучателя от 5 до 500 м. Ширина луча колеблется в пределах 25...80 мм.

Дополнительная гидросистема служит для управления гидро­цилиндрами подъема и перекоса отвала в автоматическом режи­ме. Она подключена к основной гидросистеме бульдозера. Ги­дравлическая система бульдозера, оборудованного аппаратурой «Комбиплан-10Л»; показана.

Рис. 123. Гидравлическая система бульдозера, оборудованного аппаратурой «Комбиплан-10Л»:

1 - гидробак, 2 - фильтр, 3, 12 - гидронасосы, 4, 9, 10 — парораспределители, 5,

11 — гидроклапаны, 6, 8 — гидроцилиндры, 7 — гидрозамок.

Основная гидросистема состоит из масляного бака 1, фильтра 2, шестеренного гидронасоса НШ-100, трехсекционного гидро­распределителя 4, гидроцилиндров 6 перекоса с гидрозамком 7 и двух гидроцилиндров 8 подъема — опускания оборудо­вания.

Дополнительная гидросистема объединяет гидронасос 12 ти­па НШ-32, подключенный к масляному баку трактора, предохра­нительный клапан 11, гидрораспределитель 10 с электроуправле­нием подъемом и опусканием оборудования и гидрораспредели­тель 9 управления перекосом отвала, обратный клапан 5.

Гидрораспределитель 10 соединен через обратный клапан 5 со штоковой полостью гидроцилиндров 8, работающей на подъем отвала.

Гидрораспределитель 9 соединен со штоковой и поршневой полостями гидроцилиндра 6.

При выключенной автоматике работает только основная ги­дросистема. При включении автоматики с пульта управления передаются электрические сигналы, включающие соответствую­щие электромагниты гидрораспределителей 10 дополнительной гидросистемы. При подаче электрического сигнала на подъем оборудования включается магнит гидрораспределителя 10, ко­торый соединяет гидронасос 12 с гидроцилиндрами 8, и отвал выглубляется до заданного уровня.

Если необходимо экстренное вмешательство машиниста (остановка двигателя, сбой автоматики), то вручную включают соответствующую секцию гидрораспределителя 4. Так как объемная подача гидронасоса 3 в 2,5 раза превышает подачу вспомогательного насоса 12, то выполняется операция, заданная вручную (независимо от включенной автоматической системы). В копирном режиме машиной управляют по лазерному лучу, ис­ходящему из излучателя 9. Его устанавливают в точке определенной высотной отметки над грунтовой поверх­ностью с таким расчетом, чтобы луч проходил над кабиной трактора.

Автоматическое управление в копирном режиме достигается тем, что лазерный излучатель создает стабилизированную в про­странстве опорную оптическую плоскость с задаваемым укло­ном. Фотоприемное устройство контролирует положение отвала относительно оптической плоскости. При смещении фотоприем­ника в направлении выхода из оптической плоскости форми­руются команды для включения гидрораспределителя и гидроци­линдров подъема отвала.

Гидроцилиндры перемещают отвал таким образом, что фото­приемник всегда находится в оптической плоскости. При этих ус­ловиях режущая кромка отвала как бы копирует с определенной точностью опорную оптическую плоскость на поверхности грун­та, обрабатываемой бульдозером.

В копирном режиме осуществляется только управление ги­дроцилиндрами подъема — опускания отвала.

При работе в автономном режиме фотоприемник отключают и в систему автоматики подключаются преобразователи угло­вого положения отвала в продольном и поперечном направ­лениях.

Преобразователи угловых положений отвала контролируют его уровень по высоте и угол перекоса. При рассогласовании ме­жду заданным и действительным положениями отвала автомати­чески поступает команда для включения гидроцилиндров подъе­ма — опускания и перекоса отвала. Они приводят в соответствие фактическое положение отвала с заданным. При этих условиях режущая кромка отвала сохраняет определенное положение, обеспечивая планировку обрабатываемой поверхности грунта под плоскостью с заданным уклоном.

Автономный режим системы автоматики может быть исполь­зован машинистом в любой момент работы машины.

Для настройки системы автоматики на работу с опреде­ленным уклоном планируемой поверхности устанавливают буль­дозер на горизонтальной площадке и выводят отвал в горизон­тальное положение с точностью 0,15%. Затем устанавливают переключатель 8 в один из режимов работы: копирный или автономный. При работе в автономном режиме задатчики 1 и 19 переводят на ноль процентов уклона. Включают тумблеры 4 и 16 в положение 1, а регуляторы 7 и 13 устанавли­вают на наибольшую чувствительность. Преобразователи угловых положений, закрепленные на брусе и отвале, ставят на 0 вращением корпуса на поворотном устройстве с помощью ре­гулировочных болтов. Задатчиками 1 и 19 устанавливают тре­буемые уклоны в продольном и поперечном направлениях и на­чинают планировку.

Для получения лучших результатов грубую планировку по­верхности сначала выполняют при ручном управлении машиной.

Системы автоматики «Стабилоплан-10» и «Конир-Стабилоплан» устанавливают на прицепных скреперах ДЗ-77.

В систему автоматического управления ковшом скрепера включены унифицированные приборы и аппараты, устанавли­ваемые на автоматизированном бульдозере.

Система «Стабилоплан-10» состоит из преобразователя углового положения 5 маятникового типа (ДКБ) с поворотным устройством, пульта управления 2, блока управления /, а также реверсивного гидрораспределителя 4 с электрогидравлическим управлением и других элементов до­полнительной гидросистемы, включенных в гидравлическую схе­му рабочего оборудования скрепера. Питается система «Стаби­лоплан-10» от бортового аккумулятора 3 базового трактора. Преобразователь ДКБ установлен на буфере ковша, пульт и блок управления — в кабине машиниста, а гидрораспредели­тель — на задней стенке кабины.

Рис. 124. Схема расположения ап­паратуры системы «Стабилоплан-10»:

1 — блок, управления, 2 —пульт управления, 3 — аккумулятор, 4 - гидрораспределитель, 5 - преобразователь углового положения; Пр— предохранитель.

Схема гидросистемы автоматизированного скрепера предста­влена.

Работает система следующим образом. При отклонении от заданного машинистом на пульте управления угла положения ковша по отношению к горизонту маятник преобразователя ДКБ также отклоняется и подает электрический сигнал на элек­тромагниты гидрораспределителя, который управляет гидроци­линдрами подъема и опускания ковша. Если при движении скре­пера по неровной грунтовой поверхности ковш опускается, то благодаря команде преобразователя ДКБ гидрораспределитель направляет рабочую жидкость от насоса в полость подъема ги­дроцилиндра и наоборот. Таким образом создается стабильное положение ковша по заданному углу для планировки.

Для привода автоматической системы управления установлен дополнительный насос 7. При включении электромагнитов ги­дрораспределителя 6 сигналом преобразователя ДКБ рабочая жидкость от насоса 7 подается в соответствующую полость ги­дроцилиндров 4. Обратные клапаны 5 с дросселем предназна­чены для исключения разрыва потока рабочей жидкости в поло­стях гидроцилиндров 4 при быстром перемещении их штоков и поддержания в гидролинии необходимого давления независимо от колебания давления в нагнетательной полости насоса.

При отсутствии управляющих сигналов электромагниты обе­сточены и гидрораспределитель 6 находится в нейтральном по­ложении. При этом рабочая жидкость от насоса 7 проходит через гидрораспределитель б, фильтр и сливается в гидробак 1. При повышении давления в системе срабатывает предохрани­тельный клапан 8, который в этом случае перепускает жидкость от насоса 7 в бак 1.

При обесточенных электромагнитах гидрораспределителя 6 положением ковша можно; управлять ручным гидрораспредели­телем 3 базового трактора. Режим автоматического: управления включается на пульте и блоке управления. Переход на автоматический режим - работы включается кнопкой ВЗ блока управления 1. Тумблер В2 пульта управления 2 служит для на­стройки системы. После включении тумблера В1 зажигается сиг­нальная лампа Л1. Угловое положение ковша задается ручкой R3, а чувствительность системы — регулятором R6. Возможно дистанционное управление ковшом с помощью ключа КТ на блоке управления. При включении этого ключа в сторону желае­мого перемещения ковша срабатывает один из электромагнитов гидрораспределителя 4.

При подготовке скрепера к работе; с автоматическим управле­нием устанавливают скрепер на горизонтальной площадке и вы­ставляют кромку ножа в горизонтальное положение на грунте; устанавливают задатчик углового положения R3 в положение О, регулятор чувствительности в крайнее правое положение (на­ибольшая чувствительность), тумблер В1 «Питание» в положе­ние «Включено», а тумблер В2 «Работа-настройка» в положение «Настройка». Преобразователь углового положения ДКБ устана­вливают на 0% уклона. Если в указанном положении горит ин­дикаторная лампа» на пульте управления, то это сигнализирует о положении преобразователя ДКБ на соответствующем гори­зонтальному положению ножей скрепера. Поворачивая преобразователь с помощью регулировочных болтов, добиваются поло­жения, при котором индикаторная лампа гаснет.

Затем» проверяют работу системы, включая подъем — опуска­ние ковша ключом КТи задатчиком углового положения R3 по­воротом его на 2...3% в обе стороны. При работе скрепером чувствительность системы устанавливают регулятором R6 в за­висимости от неровностей планируемой поверхности и скорости передвижения.

Так как у насоса системы «Стабилоплан-10» объемная подача меньше, чем подача основного насоса гидросистемы трактора, то скорость перемещения гидроцилиндров ковша в автоматиче­ском и дистанционном режиме управления в два раза меньше, чем при ручном.

Рис. 125. Схема гидросистемы «Стабилоплан-10»:

1— гидробак, 2,7 - насосы, 3.6 - парораспределители, 4-гидроцилиндры ковша, 5. 8 — гидроклапаны.

Система «Копир-Стабилоплан» кроме описанного выше устройства, называемого автономным, вклю­чает в себя также устройство для стабилизации положения ков­ша по высоте относительно опорной плоскости, создаваемого лучом лазерного излучателя. Такой режим называют копирным. Для работы в копирном режиме на ковше скрепера устанавливают фотоприемное уст­ройство 5, а в кабине трактора — индикатор 3. В гидросистеме скрепера в этом случае устанавли­вают два дополнитель­ных гидрораспределителя 1 с электрогидравлическим управлением. Автоматиче­ское управление положе­нием ковша по высоте поддерживается с по­мощью лазерного излуча­теля 8, от которого создается стабилизирован­ная опорная оптическая плоскость 7 с заданным уклоном.

Фотоприемное устрой­ство 5, установленное на ковше, своими светочув­ствительными элементами все время находится в оптической плоскости из­лучателя, трансформирует луч на фотодиод, который преобразует его в электри­ческий сигнал.

При смещении фото­приемного устройства по высоте в процессе движе­ния скрепера по неров­ному участку светочувст­вительные элементы выхо­дят из оптической плоско­сти вверх или вниз.

На электромагниты од­ного из гидрораспредели­телей 1 подается соот­ветствующая команда, и гидроцилиндры переме­щают ковш до восста­новления положения фото­приемного устройства от­носительно оптической плоскости.

Таким образом, режу­щая кромка ножей ковша скрепера как бы копирует с известной точностью опорную оптическую плоскость на планируемой поверхности грунта.

Так как оптическая плоскость довольно значительна по . радиусу действия, то на базе одного лазерного излучателя может работать отряд до 10 скреперов, оборудованных системой «Копир-Стабилоплан».

В системе «Копир-Стабилоплан» предусмотрена автоматиче­ская защита двигателя трактора от перегрузки. Для этой цели установлен блок перегрузки 2, подающий электрический сигнал на выглубление ковша при падении частоты вращения вала дви­гателя. Кроме того, в системе предусмотрено выдвижение задней стенки при опускании ковша ниже 30...50 мм от горизонтально­го положения для автоматической подсыпки грунта в углубления планируемой поверхности. Команда от преобразователя 11 поло­жения ковша подается на второй гидрораспределитель 1, вклю­чающий гидропривод задней стенки.

Рис. 126. Схема расположения аппаратуры системы «Копир-Стабилоплан»:

1—гидрораспределитель, 2— блок перегрузки, 3—индикатор, 4— пульт управления, 5 — фотоприемное устройство, 6,11— преобразователи, 7 — луч (оптическая плоскость), 8—лазерный излучатель, 9—тренога, 10-аккумулятор.

Смотрите также: