Ю. Б. Тихонов системы автоматики дорожных и строительных машин учебнометодическое пособие

• Название: Ю. Б. Тихонов системы автоматики дорожных и строительных машин учебнометодическое пособие
• Дата: 21.12.2018
• Размер: 1.44 Mb.
• Имя файла: ED2000.pdf
• Тип: Учебно-методическое пособие; #61316
• страница: 3 из 11

3. Состав и принцип работы стенда СКН-АС2

23
В состав стенда СКН-АС2 входят (рис. 10): -модуль воздуходувки (МВ); -модуль контроля и управления
(МКУ); -комплект кабелей;
-контрольный анемометр (на рис. 10 не показан).
МКУ
220 В 50 Гц
—о
Рис. 10. Общая электрическая схема стенда СКН-АС2
Модуль воздуходувки представляет собой центробежный вентилятор с корпусом специальной формы, обеспечивающей получение необходимой скорости воздушного потока. Вентилятор установлен на основании. К корпусу воздуходувки специальными винтами крепится электродвигатель, частота вращения которого измеряется датчиком.
На валу приводного двигателя постоянного тока напряжением 12 В установлено рабочее колесо воздуходувки, балансируемое совместно с якорем. У выхода сопла воздуходувки расположена стойка для установки ДСВ. Место установки датчика защищено экраном.
Модуль контроля и управления служит для питания электродвигателя привода воздуходувки и стабилизации частоты его вращения во всех диапазонах заданных скоростей воздушного потока, а также для выполнения необходимых измерений и контроля работы элементов стенда и анемометра. Частота вращения двигателя воздуходувки поддерживается и измеряется с точностью 1,5%.
На лицевой панели модуля расположены следующие приборы и органы управления:
-кнопка «ВКЛ» включения-выключения питания;
-светодиод «ВКЛ» сигнализации о включенном состоянии прибора;
-кнопка «КОНТРОЛЬ РЕЛЕ» включения проверки замыкания контактов исполнительного реле анемометра;
-светодиод «КОНТРОЛЬ РЕЛЕ» проверки замыкания контактов исполнительного реле анемометра (красного цвета);
-вольтметр постоянного тока «Н ПИТ ДВИГ»;
-тумблер «АВТО-РУЧН» включения ступенчатой или ручной (плавной) регулировки выходного напряжения;
-светодиод «РУЧН» плавной регулировки выходного напряжения (красного цвета);
-светодиод «АВТО» включения ступенчатой регулировки выходного напряжения
(зеленого цвета);
-ручка потенциометра «ПЛАВНО» для плавной регулировки выходного напряжения;
-переключатель «РЕЖИМ» ступеней частоты вращения двигателя воздуходувки;

24
-четырехразрядный цифровой индикатор;
-тумблер «ОБ/МИН-СЕКУНД»;
-кнопка «СБРОС» установки секундомера в нулевое состояние; -кнопка «ПУСК» включения секундомера. На задней стенке модуля расположены:
•гнезда для подключения цепи контактов исполнительного реле анемометра;
•потенциометры для установки фиксированного значения частоты вращения двигателя;

25
•разъем для питающего кабеля;
•предохранитель 10 А в цепи нагрузки;
•разъем для подключения кабеля воздуходувки.
Контрольный анемометр должен пройти испытания в аэродинамической трубе, о чем свидетельствует прилагаемый к нему сертификат, который обычно действует в течение двух лет.
4. Порядок выполнения работы
Перед началом работы собрать схему испытаний проверяемого анемометра в соответствии с рис. 11. При этом ДСВ проверяемого анемометра установить на МВ стенда
СКН-АС2.
Цепи контактов исполнительного реле подключить к соответствующим гнездам МКУ стенда.
220 В 50 Гц
а----------с
Рис. 11. Схема испытаний анемометра
4.1. Автономная проверка блока контроля анемометра
Автономную проверку блока контроля анемометра следует проводить в следующей последовательности:
4.1.1. Включить проверяемый анемометр в сеть 220 В 50 Гц.
4.1.2. Проверить исправность блока контроля, для чего нажать кнопку
«КОНТРОЛЬ» и удерживать ее в нажатом положении. На индикаторе высвечивается значение предельной скорости ветра У
ПН
, на которую настроен анемометр (занести в табл. 4 и 5), одновременно с нажатием кнопки загораются индикаторы «ВНИМАНИЕ»,
«ПРЕДЕЛЬНАЯ СКОРОСТЬ», через несколько секунд загорается индикатор
«ОПАСНО».
4.1.3. Отпустить кнопку «КОНТРОЛЬ». Через несколько секунд гаснут все индикаторы.
4.1.4. На МКУ стенда установить тумблер «ОБ/МИН-СЕКУНД» в положение
«СЕКУНД», тумблер «АВТО-РУЧН» - в положение «РУЧН», переключатель ступеней частоты вращения двигателя воздуходувки - в положение «1», регулятор «ПЛАВНО» частоты вращения двигателя воздуходувки установить в крайнее левое положение.
4.1.5. Включить МКУ стенда в сеть 220 В 50 Гц и нажать кнопку включения питания, загораются индикатор включения питания и индикатор «РУЧН».
4.1.6. Проверить длительность порывов ветра, на которую настроен анемометр, для чего: а) установить показания секундомера на нуль кратковременным нажатием кнопки «СБРОС»; б) повторить п.
1, при этом одновременно с нажатием кнопки
«КОНТРОЛЬ» на БК анемометра нажать кнопку «ПУСК» на МВ. При
220В 50 Гц
МКУ
МВ

26 загорании на
БК анемометра индикатора
«ОПАСНО» отпустить кнопку
«ПУСК»
- на цифровом индикаторе
МВ высвечивается вели- чина длительности порывов ветра, на которую настроен анемометр.
4.1.7. Операцию по п. 4.1.6 проделать три раза. Данные занести в табл. 4.
4.1.8. Определить среднее арифметическое значение трех измерений:
tn -
з
(2) и занести в табл.4.
Таблица 4
У
ПН
,
м/с
t
m,
с t
n2, с t
n3, с tn, с
Индикатор, при загорании которого срабатывает исполнительное реле
4.1.9. При нажатой на МКУ кнопке «ПРОВЕРКА РЕЛЕ» нажать на БК кнопку
«КОНТРОЛЬ» и определить, одновременно с включением какого индикатора загорится светодиод «РЕЛЕ», контролирующий замыкание контактов исполнительного реле.
Наименование индикатора занести в табл. 4.
4.2. Проверка анемометра в комплекте с датчиком скорости ветра
Проверку анемометра в комплекте с датчиком скорости ветра следует проводить в следующей последовательности:
4.2.1. Постепенно увеличивать регулятором «ПЛАВНО» частоту вращения двигателя воздуходувки, при этом возрастает частота мигания индикатора «СИГНАЛ».
Зафиксировать скорость ветра V
BH
в момент загорания индикатора «ВНИМАНИЕ» и занести это значение в табл. 5.
Таблица 5
VnH, м/с
V
BH
, м/с
Y,
%
4.2.2. Определить уровень срабатывания предварительной сигна- лизации по скорости ветра по формуле у = Vm. .100%,
(3) где V
nH
- предельно допустимое значение скорости ветра. Занести полученное значение у в табл. 5.
4.2.3. На МКУ тумблер «ОБ/МИН» - «СЕКУНД» установить в положение
«ОБ/МИН», тумблер «АВТО»-«РУЧН» - в положение «АВТО». Гаснет индикатор
«РУЧН», загорается «АВТО».
4.2.4. Занести в табл. 6 значения скорости ветра, измеренные проверяемым анемометром, и частоты вращения двигателя модуля воздуходувки для каждого из семи положений переключателя МКУ. Установить переключатель в положение «1». переключателя модуля контроля и управления контрольного проверяемого щения двигателя
МВ, об/мин
A
V
0
,
м/с м/с
1 2
3 4
5 6
7
Таблица 6

27 4.2.5. Выключить стенд СКН-АС2 кнопкой включения питания на МКУ, на
МКУ гаснут все индикаторы.
4.2.6. Отключить вилку проверяемого анемометра от сети 220 В
50 Гц.
4.2.7. Установить на стенд ДСВ контрольного анемометра и подключить его к своему блоку контроля. Включить контрольный анемометр в сеть 220 В 50 Гц.
4.2.8. Включить МКУ стенда в сеть 220 В 50 Гц и нажать на МКУ кнопку включения питания, загораются индикатор включения питания и индикатор «АВТО».
4.2.9. Занести в табл. 6 значения скорости, измеренные контрольным анемометром для каждого из семи положений переключателя МКУ. Сравнить частоту вращения двигателя МВ со значениями, занесенными в табл. 6 при испытаниях проверяемого анемометра. Установить переключатель в положение «1».
4.2.10. Выключить стенд СКН-АС2 кнопкой включения питания МКУ, гаснут все индикаторы.
4.2.11. Отключить вилку контрольного анемометра от сети 220 В
50 Гц.
4.2.12. Рассчитать величину допустимых погрешностей по скоро- сти по формуле
ЛУ
ДОП
=±(0,5+0,05У
К
),
(4) где У
К
- показания контрольного анемометра. Занести значения ЛУ
Д
ОП
в табл. 6.
4.2.13. Определить фактические погрешности срабатывания ане- мометра по скорости по формуле
ЛУ
Ф
=\У
К
-У
П
\,
(5) где У
П
- показания проверяемого анемометра. Значения
ЛУ
Ф
занести в табл. 6.
4.2.14. Сравнить значения ЛУ
Ф
с ЛУ
Д
ОП
и сделать вывод о годно- сти анемометра к эксплуатации.
Содержание отчета:
1) название работы;
2) цель работы;
3) схема испытаний анемометра (см. рис. 11);
4) табл. 4, 5 и 6;
5) расчетные формулы;
6) выводы.
Контрольные вопросы
1. Каково назначение анемометра?
2. Что входит в состав анемометра АСЦ-3?
3. Объясните принцип работы датчика скорости ветра.
4. Для чего предназначена кнопка «КОНТРОЛЬ» блока контроля анемометра?
5. Для чего предназначен индикатор «СИГНАЛ» блока контроля анемометра?
6. В какой момент времени загорается световой индикатор «ВНИМАНИЕ» блока контроля?
7. В какой момент времени загорается световой индикатор «ПРЕДЕЛЬНАЯ
СКОРОСТЬ» блока контроля?
8. В какой момент времени загорается световой индикатор «ОПАСНО» блока контроля?
9. В какой момент происходит срабатывание исполнительного реле блока контроля?

28 10. Для чего предназначены контакты исполнительного реле бло- ка контроля?
11. Для чего предназначен стенд СКН-АС2?
12. Что входит в состав стенда СКН-АС2?
13. Каков порядок поверки анемометра?
Лабораторная работа № 3
ИЗУЧЕНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ОГРАНИЧИТЕЛЯ
ГРУЗОПОДЪЕМНОСТИ ОГБ-2
Цели работы: изучение конструкции, составных частей, принципа работы ограничителя грузоподъемности ОГБ-2, снятие характеристики отключения.
1. Общие сведения
К самым распространенным электронным ограничителям грузоподъемности, устанавливаемым на кранах с решетчатой стрелой, относятся ОГБ-2 и ОНК-М.
Решетчатой является стрела, длина которой в процессе работы крана остается неизменной. Решетчатая стрела, как правило, имеет гибкую подвеску, т.е. подъем и опускание стрелы осуществляются лебедкой с помощью стрелового полиспаста. Условно схема крана показана на рис. 12. На схеме обозначено: -ДУС - датчик усилия; -ДУГ - датчик угла наклона стрелы;
- а - угол наклона стрелы, отсчитываемый от ее крайнего верхнего положения;
-R - плечо силы веса груза на крюке относительно оси вращения платформы, называемое вылетом.
Ребром опрокидывания называется линия опорного контура, относительно которой вероятность опрокидывания крана наибольшая. Линией опорного контура является периметр прямоугольника, образованного опорами.
Ось вращения
платформы
ДУГ

29
Рис. 12. Схема грузоподъемного крана
Грузовой характеристикой крана называется зависимость максимальной массы груза Q
max
, который может поднять кран на данном вылете R, от величины этого вылета: Q
max
=
f
1
(R). Грузовая характеристика крана приводится в паспорте на кран в виде таблицы или графика (рис. 13).
1
\
\
\
Qmax
R, м
Рис. 13. Грузовая характеристика крана
В ограничителе отсутствуют датчики, непосредственно измеряющие массу груза из-за низкой точности такого измерения. Датчик усилия обычно устанавливается на силовых элементах крепления стрелы, в частности, на стреловом полиспасте (вид А на рис. 12) с помощью растяжек (рис. 14); при этом одновременно учитывается масса стрелы.
Вид А
Рис. 14. Схема установки датчика усилия на кране
Место установки растяжек и расстояние между ними указываются в конструкторской документации. Существуют и другие способы установки датчика усилия. Вылет R не может быть измерен непосредственно, он контролируется измерением угла наклона стрелы а, который измеряется с помощью датчика угла.
Таким образом, ограничитель грузоподъемности воспроизводит грузовую характеристику крана Q
max
=f
1
(R) в виде характеристики отключения
Fmax=/2(a),
(6) где F
max
- приложенное к ДУС усилие, соответствующее максимальной для данного вылета массе груза; а - угол поворота ДУГ.
Вывод аналитической зависимости для грузовой характеристики крана и характеристики отключения ограничителя грузоподъемности приведен в прил. 1.
Характеристики отключения ограничителя грузоподъемности строятся для случая максимальной нагрузки Q
max и нагрузки 1,1-Q
max
, полагая, что в зоне, расположенной ниже графика Q
max
, ограничитель должен разрешать работу крана, а выше графика 1,1-
Q
max
- запрещать (рис. 15).
F, Н

30 а, град
Рис. 15. Характеристика отключения ограничителя грузоподъемности
В зоне между графиками, называемой зоной отключения, возможно любое состояние ограничителя.
Эта зона используется на случай возникновения всевозможных погрешностей ограничителя, узлов его привязки к крану и разброса параметров последнего, в связи с чем функция отключения рассчитывается на среднее значение

l,05* Q
max
. Для этого значения проводится настройка ограничителя.
Работа ограничителя считается удовлетворительной, если он выдает команду на отключение механизмов крана при выполнении условия (см. рис. 15).
Qmax < QK < 1,1 Qmax,
(7) где Q
K
- масса груза, при которой выдается команда на отключение механизмов крана.
Характеристика отключения ограничителя грузоподъемности может выглядеть по-разному. Если воздействие на датчик усилия возрастает таким образом, что выходной сигнал ид
УС
увеличивается в большей степени, чем выходной сигнал датчика угла ид
УГ
, то характеристика отключения является возрастающей функцией. Если воз- действие на датчик усилия приводит к тому, что и возрастают в одинаковой степени, то характеристика отключения ограничителя представляет собой горизонтальную линию; в этом случае датчик угла не нужен и он в составе ограничителя отсутствует. Если же воздействие на датчик усилия таково, что сигнал ид
УС
возрастает в меньшей степени, чем ид
УГ
, то характеристика отключения ограничителя является убывающей функцией.
Вид характеристики отключения определяется модификацией ограничителя грузоподъемности.
Настройка ограничителя на заданную характеристику отключения проводится на стенде. После установки на кран проверяется грузовая характеристика крана, при этом возможна подстройка ограничителя.
2. Назначение и состав ограничителя грузоподъемности ОГБ-2
Ограничитель грузоподъемности ОГБ-2 является системой автоматической защиты и предназначен для установки на краны с решетчатой стрелой (в том числе башенные) с целью подачи команды управления для защиты кранов от перегрузки и опрокидывания и информирования машиниста о состоянии крана и положении его рабочего оборудования. Ограничитель при перегрузке автоматически отключает механизмы подъема груза и механизмы, продолжение работы которых направлено на снижение устойчивости крана. В состав ограничителя входят:
-блок управления;
-датчик усилия;
-датчик угла;

31
-панель сигнализации. Блок-схема ограничителя грузоподъемности ОГБ-2 изображена на рис. 16.
Блок управления (БУ) устанавливается в кабине управления машиниста. В состав БУ
входят (см. рис. 16): • тумблер включения S;
• предохранитель F;
• стабилизатор напряжения СтН;
• переключатель характеристик П;
• плата настроечных резисторов ПНР;
• сравнивающее устройство СУ;
• реле;
• конденсатор, включенный параллельно обмотке реле.
10-15 В
S
F
БУ
СтН
ДУС
9±0,5 В
Конденсатор
СУ - Реле
ИМ
ДУГ
ПНР
П
ПС
УСЗ
ЛзТ У
лк
Рис. 16. Блок-схема ограничителя грузоподъемности ОГБ-2
СтН обеспечивает при напряжении бортовой сети от 10 до 15 В постоянного тока стабилизированное напряжение 9±0,5 В, необходимое для питания ДУС, ДУГ, СУ.
Переключатель П предназначен для выбора характеристики отключения ограничителя в зависимости от режима работы крана (на опорах со вставками для увеличения длины стрелы, без опор). В зависимости от выбранного режима переключатель подключает к датчику угла пару настроечных резисторов, позволяющих регулировать крутизну и смещение характеристики отключения ограничителя грузо- подъемности относительно осей координат F и а. В процессе работы крана положение переключателя должно оставаться неизменным.
СУ сравнивает выходные сигналы датчика угла и датчика усилия. Выходной сигнал сравнивающего устройства управляет состоянием реле, которое управляет исполнительными механизмами (ИМ) крана. Конденсатор увеличивает время срабатывания и время отпускания реле, чтобы ограничитель грузоподъемности не реагировал на кратковременные изменения нагрузки.
Датчик усилия (ДУС) предназначен для преобразования приложенного к нему усилия в напряжение постоянного тока:
1/
ДУС
=К
ДУС
■ F,
(8)

32 где и
ДУС
- выходное напряжение датчика усилия; F - сила, приложенная к датчику усилия; К
Д
УС
- коэффициент преобразования.
ДУС работает на растяжение и состоит из упругого кольца, деформация которого пропорциональна величине действующего на него усилия; трансформаторного преобразователя, преобразующего деформацию кольца в пропорциональную величину электрического сигнала. Электрическая схема ДУС приведена в прил. 2.
Датчик угла (ДУГ) преобразует угол наклона стрелы в постоянное напряжение:
идуг=Кду
Г
а,
(9) где и
ДуГ
- выходное напряжение датчика угла; а - угол наклона стрелы; К
ДУГ
- коэффициент преобразования.
ДУГ устанавливается у основания стрелы таким образом, чтобы ось вращения оси датчика совпадала с осью вращения стрелы, при этом вал датчика соединяется со стрелой специальным поводком. В отличие от ДУС в ДУГ экран не перемещается вдоль блоков катушек, а поворачивается между ними вокруг оси, при этом форма экрана обеспечивает прямо пропорциональную зависимость между углом поворота оси
ДУГ и выходным напряжением. Нулевой угол поворота оси ДУГ соответствует совмещению рисок на корпусе и на валу датчика. Электрическая схема ДУГ приведена в прил. 2.
Панель сигнализации (ПС), как и блок управления, устанавливается в кабине машиниста. В состав ПС входят (см. рис. 16) указатель степени загрузки УСЗ,
сигнальные лампы Лз и Лк. УСЗ представляет собой стрелочный индикатор с неоцифрованной шкалой.
Он указывает лишь приближение величины опрокидывающего момента к 100 %. На этот индикатор подается напряжение, равное разности выходных напряжений датчиков угла и усилия: и
Ду
^и
ДуС
. При и
ДУГ
=и
ДуС
стрелка индикатора указывает на 100%. Лишь это значение может быть указано точно, поэтому на шкале оцифрована только риска 100. При этом следует иметь в виду, что под значением 100% понимается не номинальное значение опрокидывающего момента, определенное по грузовым характеристикам крана, а то значение, на которое настроен ограничитель.
Сигнальные лампы Лз и Лк управляются контактами реле БУ (см. рис. 16). Если ограничитель выдает команду, разрешающую работу крана, горит зеленая лампа Лз,
красная лампа Лк при этом погашена. При срабатывании ограничителя, когда выдается команда на отключение исполнительных механизмов крана, зеленая лампа Лз гаснет, загорается красная Лк.