Системы управления

Управление машиной заключается в контроле за фактическим состоянием объекта управления (двигателя, рабочего оборудования, тормозов, ходовых устройств), формировании управляющих воздействий и в их реализации.

Системы управления классифицируют:

I. По назначению:

1) управление тормозами;

2) муфтами;

3) двигателями;

4) положением рабочего органа;

5) движителями.

I. По способу передачи энергии:

1) механические (рычажные);

2) электрические;

3) гидравлические;

4) пневматические;

5) комбинированные.

I. По степени автоматизации:

1) неавтоматизированные (эрготические);

2) полуавтоматизированные;

3) автоматические.

Система управления СМ состоит из:

1 – пульта управления с приборами на нем;

2 – рукоятей;

3 – педалей;

4 – кнопок;

5 – системы передач в виде рычагов, тяг;

6 – дополнительных устройств для контроля двигателя и механизмов привода.

Пульты управления размещают в специальных кабинах. СУ существенно влияет на производительность машины и на утомляемость оператора.

1. В рычажно-механических СУ усилие Р от ноги на педаль А увеличивается рычажной системой.

Передаточное отношение:

где S_п – ход педали ;

n – ход конца ленты .

Усилие на конце ленты:

Простейшая эрготическая СУ прямого действия: При повороте рулевого колеса приводимый червяком зубчатый сектор с рычагом , поворачиваясь относительно шарнира, через тягу и поворотные цапфы поворачивает колеса Эта схема надежна, но требует дополнительной энергии, машинист быстро адаптируется к процессу управления, но используется только в легких машинах.

2. В рычажно-гидравлической СУ усилие от ноги на педали управления через гидравлический цилиндр по трубопроводу передается в рабочий цилиндр, поршень которого через рычаг воздействует на сберегающий конец тормозной ленты. Пружины и служат для возврата СУ в исходное положение после снятия ноги с педали управления.

Передаточное отношение в этом случае

где i_p, i_r – передаточные отношения рычажной и гидравлической систем.

,

где d₁, d₂ –диаметры цилиндров.

Недостатки: быстрое нарастание давлений рабочей жидкости (0,1…0,2) с в исполнительных органах и, как следствие, - резкое их включение и возникновение существенных динамических нагрузок в элементах конструкции. Этот недостаток легко устраняется в пневматических системах управления, широко применяемых в строительных машинах.

3. В пневматических СУ компрессор приводится в движение от двигателя.

Воздух компрессором всасывается через воздухозаборник и фильтр и через влагомаслоотделитель нагнетается в аккумулирующую емкость – ресивер. При включении пневматических золотников и воздух поступает в пневмокамеру муфты или тормоза или в пневмоцилиндр. В пневмокамерах тормозов в отличие от цилиндров функцию поршня выполняет резиновая диафрагма, соединенная со штоком и удерживаемая в нормальном положении пружиной. Быстрому возвращению диафрагмы пневмокамеры и штока в исходное положение при выключении кроме пружины способствует клапан быстрого оттормаживания, выбрасывающий воздух в непосредственной близости от диафрагмы. Предохранительный клапан в системе настраивается на давление, превышающее номинальное на 5-7 %. Недостатки: необходимость тщательной очистки воздуха от механических примесей, масла и влаги; несвоевременное удаление конденсата из системы может приводить к ее замерзанию в холодное время.

В системах автоматизированного управления рабочими органами, а также при рулевом управлении пневмоколесных машин применяются следящие системы пневмопривода. Следящая - гидравлическая система, которая имеет обратную связь и в которой происходит усиление мощности.

Применение гидравлической и пневматической систем дает возможность дистанционного управления и автоматизации работы машины с использованием электроники и микропроцессорной техники. Это поднимает их производительность и облегчить работу оператора по управлению машиной.