Система автоматичної стабілізації пневмоколесной платформи транспортуванню великогабаритних грузов

1. Запровадження 2 2.1. Постановка завдання 9 2.2. Вимоги до процесу стабілізації ПСП в горизонтальному становищі 9 2.3. Аналіз існуючих методів і коштів стабілізації великовантажних пневмоколесных платформ 13 2.4. Розробка функціональної схеми 27 2.5. Елементи системи та принципи функціонування 30 2.6. Алгоритм функціонування системи 43 3. Економічна частина 45 3.1. Витрати на етапі розробки 46 3.2. Витрати на етапі виробництва, наведені одного року 52 3.3. Розрахунок доходів населення і витрат за рік виробництва 58 4. Безпека життєдіяльності 63 4.1. Запровадження 63 4.2. Конструктивні і експлуатаційні властивості, щоб забезпечити безпеку МС 64 4.3. Постановка завдання 68 4.4. Рішення завдання 68 4.5. Висновок 72 5. Використана література 73 6. Додаток 76.

1.

Введение

.

Будівництво й реконструкція промислових підприємств тісно пов’язані з застосуванням нового, більш продуктивного устаткування й технологічних установок. Зростанню продуктивності технологічних установок, що застосовуються у низці галузей промисловості, сприяє збільшення його ж розмірів та маси. Одночасно підвищуються вимоги до якості виготовлення установок й терміни їх монтажу. Рішенням виникає проблеми, у час є висока заводська готовність вироби аж до заводський складання. З іншого боку, існує низка виробів, які можуть доставлятися доречно монтажу лише у повністю готовому вигляді (трансформатори, барокамери високого тиску і т.д.).

В багатьох випадках транспортування великогабаритних і тяжких виробів неможлива без допомоги автомобільного транспорту. Для перевезення цих вантажів застосовують спеціальні транспортні засоби — пневмоколесные платформи (ПКП).

Сьогодні розробникам не треба сушити мізки з того, як розділити багатотонну конструкцію, щоб перевезти її частинами, та був знову зібрати. Сучасні транспортні агрегати здатні доставити за призначенням дуже важкі вантажі повністю. Водночас не втрачають своєї міці й зберігають точність геометричних параметров.

Усі ваговози і ми країни, за кордоном схожі за принципом побудови — їх силова рама чи платформа з великою кількістю коліс нагадує «багатоніжку ». Супертяжелые автопоїзди їздять зі звичайних автомобільним сталевих магістралях і мостам, не руйнуючи їх, оскільки вагу вантажу рівномірно розподіляється поміж усіма колесами, кількість яких може досягати двухсот.

Автопоїзди для перевезення вантажів великий є і довжини складаються з тягачі (чи навіть кількох тягачів) і причіпного ланки. Тягачі встановлюються або попереду (цугом), або попереду та ззаду. Коли тягачі розташовуються з обох сторін причіпного ланки, потрібна дуже чітка координація дій водіїв, особливо в перехід із одного режиму руху в інший, під час роботи вони користуються радіочи телефонної связью.

Транспортні агрегати конструюються в такий спосіб, аби до них підходили серійні тягачі для перевезення звичайних вантажів. Їхні потужності цілком вистачає транспортуванню важкого причіпного ланки на невеличкий швидкості по рівною і гладкою дорозі. Однак шлях буває мокрою, засніженої, обледенілій, з вставаннями й спусками. Щоб тягач міг подолати ці труднощі, причіпні ланки роблять «активними «- постачають провідні колеса індивідуальним гідравлічною чи електричним мотором. Такі мотор-колеса відбирають частина потужності або від двигуна тягачі, або від автономної системи енергозабезпечення причіпного ланки, наприклад дизельної станции.

На ваговозах набули поширення мотор-колеса з індивідуальним электромеханическим приводом. Залежно від призначення і умов руху можуть працювати постійно в усьому діапазоні швидкостей чи періодично включатися лише з найтяжчих ділянках дороги. Моторколесо конструктивно об'єднує тяговий електродвигун, редуктор і колесо з шиною і гальмівним механізмом. віссю електромеханічного мотор-колеса служить корпус електродвигуна, який на підшипниках посаджено колесо з шиною. Крутний момент від електродвигуна передається на обід через двохчи одноступінчатий редуктор. Такі колеса обладнуються дисковими чи барабанними гальмами з гідравлічною або пневматичним приводом.

Прицепное ланка ваговоза то, можливо з'єднане з тягачем тягової зв’язком (як причепа) або тягово-опорной (як напівпричепи). У полуприцепном варіанті автопотяг стає коротше, рахунок чого поліпшується його маневреність і збільшується швидкість руху. Ваговози вантажністю 100 тонн розвивають швидкість до 60 км/год, а найбільші - вантажністю 500 тонн і більше — здатні рухатись зі швидкістю до 30 км/ч.

Щоб зменшити навантаження на опорно-сцепное пристрій тягачі і дорожнє полотно, під вантажну платформу встановлюють проміжні подкатные і бортові візки із двома чи чотирма колесами. Візки скомпоновано дещо інакше, ніж мотор-колеса — тяговий електродвигун з редуктором розташовується зовні колеса перпендикулярно його оси.

Велика довжина автопоїзди з дуже важким тягарем створює проблему на поворотах. Її вирішує гидромеханическая систему управління поворотом коліс стежить типу. З допомогою цією системою причіпні ланки автоматично повертаються залежно від кута повороту тягачі, і важковоз досить легко вписується в габарити дороги на поворотах, маневрує на будівельних і заводських майданчиках. Наприклад, 40-метровий автопотяг без проблем проходить поворот радіусом менше 25 метров.

Оптимальний режим руху створює электромеханическая трансмісія. Завдяки ній мінімізуються втрати на перехідних режимах і за трогании з місця, поліпшуються тягові і гальмівні характеристики ваговоза, знижуються видатки його обслуговування. З іншого боку, з электромеханической трансмісією простіше управляти великою кількістю колес.

Щоб многоколесный автопотяг мав постійний контакт коліс з дорожнім полотном і рівномірну навантаження попри всі колеса, застосовують незалежну підвіску або з пружними елементами, або без них, але з балансирной зв’язком між окремими групами коліс чи з усіма колесами. На підвищення безпеку руху гальмівна система причіпного ланки робиться многоконтурной (мінімум — двухконтурной): окремо для передніх і задніх коліс всіх звеньев.

Сьогодні розробляються ваговози як максимально уніфікованих транспортних модулів вантажністю по 60−120 тонн. У тому числі можна збирати великовантажні самохідні многоосные платформи практично будь-який вантажопідйомності. Модулі жорстко з'єднуються в подовжньому і поперечному напрямах, створюючи єдину вантажну майданчик. Такі самохідні агрегати, оснащені широкопрофільними шинами, може вишукати використання у гірничодобувної, нафтової і представники газової галузях. Вони можуть допровадити до родовищам, копальням і свердловин крупногабаритное устаткування, збагачувальних фабрик, лабораторії чи житлові комплекси. Тягти туди залізничні гілки або будувати спеціальні автодороги набагато вища. На рухливих платформах то, можливо змонтовано обладнання знезараження грунтів та переробки токсичних речовин, наприклад, у важкодоступних районах падіння відпрацьованих частин ракет.

На думку фахівців, самохідні платформы-модули завдяки їхнім високої мобільності і великої вантажопідйомності дедалі більш востребованы.

Специфіка транспортованого вантажу призвела до низки нових конструктивних рішень многоопорных пневмоколесных платформ.

Задля більшої проезжаемости транспортний засіб великий маси не має руйнувати покриття доріг, різні споруди ними. І тому потрібно, щоб навантаження була розподілено по опорною поверхні найбільш рівномірно. Це спричиняє ряду особливостей в конструкції і технологічних вимог. Транспортне засіб має бути многоопорным (многоколесным) з максимально рівномірним розміщенням опор по несучою поверхні. Зазвичай використовується матричне розташування опор дорогою і, відповідно, по платформі. Можливі й інші, але з використовуються. Відстані між опорами у своїй визначаються по відповідним стандартам.

Можливе число опор ПСП обмежена стандартами, що змушують збільшувати навантаження на опору до максимальної по несучою здібності дороги. І тут як підвіски доводиться використовувати гідравлічні циліндри. Відомо, що, рухаючись в незв’язаних опорах виникає суттєвий розкид по навантажень. Прагнення зменшити розкид навантажень по опорам (і, отже, дорогою) призвів до організації балансирних гідравлічних перетинів поміж гидроцилиндрами опор, робить їх як можна ширший. Тому всі транспортні засоби мають три чи чотири (не більш) гидробалансира. Головне призначення балансирних гідравлічних зв’язків підвісок в групах і груп по трьохчи четырехточечной опорною схемою — забезпечення рівномірного розподілу вертикальних навантажень по опорам. При трехточечной структурі підвіски (три гідравлічних групи) ПСП може іти у найбільш нерівній дорозі завдяки відсутності изгибных деформацій. При четырехточечной опорною схемою (чотири гідравлічних групи) забезпечується стійкість, яку має звичайний двухосный автомобіль нормальної компоновки.

При русі транспортний засіб все-таки виникає розкид навантажень по опорам з урахуванням балансирних зв’язків. Він породжується динамічними і статичними перевантаженнями, определяемыми інерційними силами і силою тяжкості. Тому, по-перше, знижують швидкість руху за умов зростання маси вантажу. Отже, мала швидкість руху є технологічне вимога чи. По-друге, оснащують гідросистему подрессоривания гідроприводом і стабілізують платформу в горизонтальному становищі. Іноді використовують на зміну структури балансирних зв’язків, пов’язуючи це, втім, зі стійкістю і запасами стійкості транспортного средства.

Великі розміри вантажу вимагають використання великої площі перевантажувальної платформи, і зменшення опрокидывающих моментів на транспортний засіб. У цьому сенсі конструкція МС набрала вигляду платформи з розташованими під ній колісними опорами. Недолік такий конструкції - підвищення рівня несучою частини — компенсується зменшенням радіуса коліс та використанням систем стабілізації ПСП в горизонтальному положении.

При значних габаритах ПСП виникла потреба забезпечити маневреність МС, тобто вписываемость їх у габарити шляхів та їх кривизну. І тому необхідно, щоб усе колеса були керованими, і поворот їх забезпечувався великі кути, які сягають 90(. Механічні тяги цього забезпечити що неспроможні й використовують электрогидравлическое кермо з рульовими програмами: карусельное рух, поперечне рух, поворот з довільним радіусом і т.д.

Ще одна ряд особливостей транспортних засобів для перевезення особливо важких вантажів пов’язані з габаритами і розмаїттям груза.

Розмаїття вантажу перебуває у суперечності з серийностью випущених транспортних засобів. Бажано їх уніфікувати. Уніфікація конструкції призвела до многомодульному побудові транспортних комплексів. Причому типаж модулів досить широкий — від двуосных модулів до восьмиосных. Вони можуть стикуватися як бортами, і друг за іншому. З кількох модулів можуть збиратися як состыкованные транспортери, а й розношені в просторі й пов’язані вантажем, або вантажний балкою. Іноді в типаж включають одну опору про те, щоб нарощувати не дві ширини при стикування бортами, а половину. Це дуже важливо при обмеження ширини проїжджої части.

Состыковка модулів до великих транспортні комплекси ускладнила завдання рівномірного розподілу навантажень по опорам ПСП. Нині її вирішують створенням єдиної гідравлічної системи для транспортного комплексу, працюючої подібно гідравлічної системі одного модуля. При цьому підвищується потужність силових установок, необхідна для функціонування системи стабілізації, і потрібно одночасна робота кількох насосних станцій. Однією з можливих способів уникнути створення додаткової системи, які забезпечують спільну роботу кількох насосних станцій, є використання повніше систем стабілізації кожного модуля, входить у транспортний комплекс.

Складнощі, викликані тривалістю і трудомісткістю такелажних робіт, призвели до зміни процесу погрузки-разгрузки. Використовуючи систему подрессоривания як гидродомкрат, можна розвести у часі такелажні і вантажно-розвантажувальні роботи, встановлюючи вантаж на певної несучою платформі те щоб транспортний засіб могло під неї заїхати, підняти платформу, прибрати опори несучою платформи, і, залишивши вантаж на транспортері, рухатися вже з грузом.

Значні розміри і безліч транспортованого устаткування визначають великих навантажень, що у конструкції ПСП і передані на дорожню поверхню. Обмеження, що накладалися несучою здатність дорожньої поверхні, зажадали рівномірного розподілу навантажень по опорам ПСП. Застосування низки нових конструктивних рішень на таких транспортних засобах дозволило досягти у цьому напрямі багато чого. Проте перерозподіл навантаження, що у результаті дорожніх обурень, компенсувати конструктивними змінами вдається і тому нині рівномірність розподілу навантажень по опорам при дії на ПСП дорожніх обурень досягається стабілізацією ПСП в горизонтальному становищі з допомогою управління гідроприводом системи підвісок. Управління зазвичай здійснює оператор.

Поява можливість керувати підвісками ПСП дозволило більш змогли ефективно використати ПСП під час проведення бескрановых погрузочнорозвантажувальних робіт, підвищити стійкість ПСП по опрокидыванию, розширити діапазон подоланих дорожніх нерівностей, спростити створення многомодульных транспортних комплексів. Подальше підвищення ефективності використання ПСП обмежується можливостями людини-оператора і вимагає розробки системи автоматичної стабілізації (САС) ПСП в горизонтальному становищі під час руху дорогою і за проведенні бескрановых погрузочнорозвантажувальних работ.

Отже, система стабілізації модуля ПСП в горизонтальному становищі є невід'ємною частиною МС. Застосування системи автоматичної стабілізації ПСП дозволить підвищити безпеку руху ПСП, спростити проведення навантажувально-розвантажувальних робіт й розширити можливості модульної комплектації МС транспортуванню великогабаритних грузов.

Створення системи стабілізації ПСП є актуальною задачей.

2.1. Постановка задачи.

Потрібна розробити систему автоматичної стабілізації пневмоколесной платформи для перевезення великогабаритних вантажів. Система повинна забезпечувати горизонтальне становище платформи на заданої висоті з достатньої точністю як і русі, і під час проведення погрузочнорозвантажувальних робіт. Управління системою — микропроцессорное.

2.2. Требования.

до процесу стабілізації ПСП в горизонтальному положении.

З погляду перебігу процесу управління, вимоги до системи автоматичної стабілізації формуються за трьома основними направлениям:

— точность;

— устойчивость;

— якість перехідного процесса.

Точність системи задається й в встановлених режимах. Стійкість гарантує згасання перехідного процесу, після чого забезпечується бажане якість загасаючого перехідного процесса.

На рухливу платформу діють лише одне обурення — дорожня поверхню. Вона ж визначає відхилення платформи від горизонтального становища. Повернення платформи у початковий становище підвіска, і з пружним елементом, забезпечити неспроможна. Тому стійкість горизонтального становища повинна досягатися при синтезировании закону управління. Вигляд закону управління визначається внутрішніми зв’язками об'єкта управління і залежить від якихось інших условий.

Якість перехідного процесу стабілізації пневмоколесной платформи повністю визначається найвищим рівнем дорожніх обурення і необхідної точністю стабилизации.

Отже, вихідним вимогою до процесу стабілізації платформи в горизонтальному становищі, є точність стабілізації платформи. Тому видався цікавим і важливим вказати залежності між точністю стабілізації платформи, і вимогами експлуатації транспортних засобів такого класу, і навіть зв’язати точність стабілізації з параметрами самого транспортного средства.

Серед переваг, що дає управління гидробалансирными підвісками, основними є три:

— забезпечення стійкості платформи по опрокидыванию;

— підвищення і опускання платформи під час проведення навантажувально-розвантажувальних работ;

— розширення діапазону подоланих дорожніх неровностей.

Вочевидь, що забезпечення стійкості платформи — єдине з перелічених умова, яке накладає певні обмеження до рівня стабілізації платформы.

Є ще одну умову, яке накладає обмеження до рівня стабілізації платформи. Йому прямо ніде не вказується, але наявність його завжди подразумевается.

Поява гідравлічних балансирних підвісок на пневмоколесных платформах невипадково. Навантаження на опори такі великі, жодна інша підвіска надійно працювати нічого очікувати. Поява гидробалансиров пов’язані з необхідністю рівномірніше розподіляти роботи як дорогу, і на саму платформу. Мінімально можливу кількість гидробалансиров — три. Тому рівномірно розподілити навантаження з-поміж них можна лише керуючи становищем пневмоколесной платформи. Горизонтальність у своїй виникає з симетрії цього і невисоких швидкостей руху ПКП.

Отже, точність стабілізації ПСП необхідно вибирати з умов стійкості платформи по опрокидыванию і рівня перевантажень по гідравлічною опорам.

Будемо розуміти під точністю стабілізації допустимі кути нахилу платформи, за яких ще втрачає деяких своїх властивостей. Можемо пояснити до таким властивостями стійкість пневмоколесной платформи проти перекидання під час руху, ні тим більше високий рівень стабілізації то, можливо визначено у термінах перевантажень на опори пневмоколесной платформи, оскільки горизонтальна стабілізація — це водночас зменшення опрокидывающих моментів сили тяжести.

Під сталістю усвідомимо неопрокидываемость пневмоколесной платформы.

Слід зазначити, що кути подовжнього і поперечного крену залежать як друг від друга, і від першого становища центру ваги системи ПСП + груз.

З отриманих вимог на точність стабілізації платформи було спрямовано величини цих вимог для проектованої пневмоколесной платформи, основні параметри якій наведено в приложении.

Табл. 2.1. Необхідна точність стабілізації пневмоколесной платформи. |Перевантаження |g3 = 6 м |g3 = 4 м | | |(*, град |(*, град |(*, град |(*, град | |50% |3,1 |7,6 |4,7 |11,5 | |40% |2,6 |6,3 |3,8 |9,4 | |30% |1,8 |4,4 |2,7 |6,7 | |20% |1,3 |3,0 |1,9 |4,6 | |10% |0,9 |1,8 |1,1 |2,5 |.

У цьому таблиці прийнято такі умовні обозначения:

g3 — висота центру ваги груза;

(* і (* - точність стабілізації відповідних кутових колебаний.

Дані в таблиці показують, що з транспортуванні великогабаритних вантажів не раціонально стабілізувати платформу з точністю, перевищує 1(.

Отже, тут можна зробити такі выводы:

1. Основним критерієм під час проектування системи автоматичної стабілізації пневмоколесной платформи є точність стабилизации.

Точність стабілізації визначається сталістю платформи по опрокидыванию, і допустимим рівнем перевантажень опор.

2. Розрахунок точності стабілізації проектованої пневмоколесной платформи дозволяє для подальших досліджень прийняти, що стабілізувати пневмоколесную платформу досить з точністю 1(.

2.3. Аналіз існуючих методів і коштів стабилизации.

великовантажних пневмоколесных платформ.

Автомобільні перевезення важкі крейсери та надважких негабаритних вантажів характеризуються великий складністю щодо як його організації, і технічного забезпечення особливими транспортними засобами. Переважна поширення цих перевезеннях отримали автомобільні поїзда спеціалізованого виробництва, щоб забезпечити буксирування причепів загальної масою у кількасот тонн. Задовольнити зростаючі вимоги до таких автопоездам, враховуючи їх недоліки, дедалі складніше. Цим, певне, можна пояснити поява нових типів транспортних засобів для перевезення надважких вантажів — многоопорных пневмоколесных платформ (ПСП). Загальний вид ПСП представлений малюнку 2.1. pic].

Рис. 2.1. Загальний вид ПКП.

Можливе число опор ПСП обмежена стандартами, що змушують збільшувати навантаження на опору до максимальної по несучою здібності дороги. І тут як підвіски доводиться використовувати гідравлічні циліндри. Відомо, що, рухаючись в незв’язаних опорах виникає суттєвий розкид по навантажень. Прагнення зменшити розкид навантажень по опорам (і, отже, дорогою) призвів до організації балансирних гідравлічних перетинів поміж гидроцилиндрами опор, робить їх як можна ширший. Тому всі транспортні засоби мають три чи чотири (не більш) гидробалансира. Головне призначення балансирних гідравлічних зв’язків підвісок в групах і груп по трьохчи четырехточечной опорною схемою — забезпечення рівномірного розподілу вертикальних навантажень по опорам. При трехточечной структурі підвіски (три гідравлічних групи) ПСП може іти у найбільш нерівній дорозі завдяки відсутності изгибных деформацій. При четырехточечной опорною схемою (чотири гідравлічних групи) забезпечується стійкість, яку має звичайний двухосный автомобіль нормальної компоновки.

Розглянемо відомі електронні системи стабілізації ПСП. У тому числі можна назвати дві різні за призначенням системи: рівномірного піднесення та опускання платформи щодо бескрановых навантажувально-розвантажувальних робіт і системи стабілізації ПСП, що забезпечує горизонтальне становище платформи під час руху по дороге.

Найширше використовується електронні системи задля забезпечення навантажувально-розвантажувальних робіт. Основним їх гідністю є необхідності робити поправки на витоку робочої жидкости.

Система електронного регулювання підйому платформи фірми Камаг представлена малюнку 2.2. вона розрахована на транспортні засоби з чотирма гидробалансирами. У середньому кожен гидробалансир включені гидроцилиндры трьох опор і спеціальний гидроцилиндр, який однієї порожниною з'єднаний із гидрогруппой, а інший порожниною через гідравлічний розподільник — з гидронасосом. Камера кожного спеціального гидроцилиндра розрахована на повний обсяг гидроцилиндра опор гидробалансирной группы.

Електронна система включає у собі чотири датчика висоти платформи, чотири гидрораспределителя, котра управляє електронне будова та перемикач. [pic].

Рис. 2.2. Електронна система автоматичного піднесення та опускання ПСП фирмы.

Камаг.

Датчики висоти представляють сутнісно датчики кутів потенциометрического типу, які одну з опор групи на важіль підвіски. Кут формування важеля пропорційний вертикальному становищу грузонесущей платформи, і, в такий спосіб, потенциометрические датчики кутів дають висоту платформи близько відповідної опори. Перемикач, встановлений кабіні водія, наводить систему у робочий стан і відключає її. Крім зазначених приладів система включає чотири що б приладу, що відбивають обмірюване фактичне значення висоти платформи чотири точках, також встановлених у кабіні водія. Вони служать для візуального контролю над підйомом чи опусканням платформи. Передбачене керування становищем платформи в ручному режиме.

При установці перемикача у робочий становище електронне пристрій знімає дані з потенціометричних датчиків кутів, порівнює їх між собою й деяким заданим значенням видає сигнал управління на гидрораспределители. Гидрораспределители подають у кожен спеціальний циліндр обсяг робочий рідини, пропорційний вхідному напрузі, і них подають олії у гидробалансирные группы.

Недоліками розглянутим системи управління неможливість витримати горизонтальність платформи на негоризонтальной поверхні, і несумісність її і системи стабілізації ПСП рухається. Проте досить часто під час використання ПСП в заводських умовах рівномірність підйому платформи достатня до застосування такий системы.

Іншим основним засіб керування підвісками многоопорной ПСП залежить від стабілізації платформи ПСП в горизонтальному становищі (горизонтирование). Наприклад опишемо його використання у автоматизованої паспортної системи горизонтирования фірми «Шаурле », де управління здійснюється під контролем оператора. Такими системами оснащені все многоопорные ПКП.

Функціональна схема гідравлічної системи подрессоривания і що управляють нею апаратів приведено малюнку 2.3. Система горизонтирования наводиться на дію насосным агрегатом, що складається з двигуна внутрішнього згоряння, гидронасоса високого тиску, олійного фільтра, захисного клапани й манометра, і крізь блок трехпозиционных гідророзподільників пов’язані з гидроцилиндрами опор.

На пульті управління у блоці гідророзподільників встановлено чотири рукоятки управління підйомом і опусканням ідеальної точки («гідравлічної точки »), що відбиває центр силового впливу групи. [pic].

Рис. 2.3. Система горизонтирования фірми Шаурле 1 — масляний бак; 2 — блок гідророзподільників з механічним управлінням; 3 — масляний фільтр; 4 — насос; 5 — манометр; 6 — ДВС; 7 — управління поворотом ПКП.

Кожна рукоятка управляється однією з чотирьох можливих гідравлічних контурів і залежно від становища рукоятки може здійснювати підйом чи опускання гідравлічної точки. Клапани гідророзподільників працюють бесступенчато, тобто витрата олії них пропорційний розі повороту рукоятки управління та залежною тиску і в’язкості рідини. Діючи одночасно усіма чотирма рукоятками (при трехточечном опирании — трьома), можна забезпечити підйом платформи без істотного перекосу. Якщо один з гідравлічних точок висувається від інших, можна відповідно зменшити кут повороту потрібної рукоятки й коригувати в такий спосіб роботу будь-який гідравлічної точки. Опускання і горизонтирование відбуваються аналогічно. У цьому для нормальної роботи з систему управління накладено жорстку умову — центр тяжкості вантажу має перебувати у геометричному центрі платформи ПКП.

Автоматичне горизонтирующее пристрій використовує фірма «Трабоза «(рис. 2.4.). Застосування її дозволяє виключити порушення горизонтальности платформи на своєму шляху дорогою з поперечним уклоном.

Пристрій включає у собі гідравлічний зрівняльний циліндр подвійного дії, корпус якого пов’язані з гайкою ходового гвинта, причому привід останнього здійснюється гидромотором, системою клапанів, і навіть датчиком становища платформи. При порушенні горизонтального становища платформи в поперечному напрямі спрацьовує датчик становища, у своїй починається обертання гидромотора і ходового гвинта у бік, у якому переміщення корпусу гидроуравнительного циліндра забезпечує подачу додаткової кількості робочої рідини на той бортовий контур, в бік якого сталося опускання платформи. У цьому одночасно забирають однакову кількість робочої рідини з протилежного бортового контуру. Це триває до того часу, поки платформа знову займе горизонтальне положение.

Застосування автоматичного горизонтирующего устрою позволяет:

— найшвидше зробити підйом одного борту ПСП при одновременном_опускании_другого;

— знизити величину потужності, яка потрібна на горизонтирования;

— зберегти незмінною спочатку встановлену висоту і горизонтальність платформи за різноманітних умов эксплуатации.

[pic].

Рис. 2.4. Автоматичне горизонтирующее пристрій фірми Трабоса 1 — насос; 2 — датчик становища; 3 — гидрораспределитель; 4 — гидродвигатель; 5 — ходовий гвинт; 6 — гідравлічний зрівняльний цилиндр.

При подовжньому ухилі, під час перерозподілу навантажень, викликуваному силами інерції і відцентровими силами необхідно вводити поправки на максимальну величину перевезеного груза.

Ще однією характерною рисою ПСП фірми «Трабоза «є наявність спеціальної електронної контролюючою системи підвісок, одне з функцій якої - розрахунок ваги транспортованого вантажу й положення проекції центру ваги на площину несучою платформи. Цю інформацію потім виводиться на дисплей у кабіні водителя.

Наведені системи управління підвісками многоопорных ПСП не забезпечують повністю рівномірного розподілу навантажень по гідравлічною групам в автоматичному режимі. Тому вимагають додаткового уваги з боку водія — оператора і обмежені його можливостями. Що складніший вантаж, більше його не маса, важче оператору стабілізувати платформу в горизонтальному становищі, особливо в русі дорогою. Важливим недоліком наведених системам управління є складність їх інтегрування однією транспортному засобі, сформованому з кількох модулів ПКП.

Застосування мікропроцесорних систем керувати підвісками дозволяє забезпечити стабілізацію платформи большегрузного автотранспортного кошти з точністю (до 0,1(). Проте докладних даних про таких зарубіжних системах немає, хоча потреба у них, особливо у з створенням многомодульных автотранспортних средств.

Серед відомих систем стабілізації подрессоренных мас інших транспортних засобів виділимо дві: систему управління підвісками многоосного транспортний засіб, як найближчу за конструкцією транспортного кошти, і пристрій підтримки горизонтального становища кузова автомобіля, як найближчу характером розв’язуваних задач.

Систему керування активними підвісками многоосного автотранспортного кошти (рис. 2.5.) включає у собі датчики 1 і трьох подовжнього (і поперечного (крену маятникового типу, датчик 2 зміни (G статичного ваги подрессоренного корпусу автотранспортного кошти тензометрического типу, датчик 4 швидкості V руху автотранспортного кошти тахеометрического типу, які вимірюють швидкість за кількістю оборотів обертових деталей двигуна чи силовий передачі, датчик 5 кута (повороту рульового колеса потенциометрического типу. [pic].

Рис. 2.5. Електронна систему управління активними підвісками многоосного автомобиля.

Виходи датчиків 1−5 через низькочастотні фільтри 6 з'єднані з входами блоку 7 аналого-цифрових преобразователей.

Для отримання сигналів, пропорційних подовжнім ускорениям [pic] транспортний засіб і кутовий швидкості [pic] обертання рульового колеса, система оснащена дифференцирующими ланками 8 і 9-те, входи яких через низькочастотні фільтри з'єднані з виходами датчиків швидкості МС і кута повороту рульового колеса, а виходи — з блоком 7 АЦП. Кожен із АЦП у блоці 7 що з низкочастотными фільтрами 6 і датчиками 1−5, і навіть дифференцирующими ланками 8 і 9-те, утворюють канали виміру перелічених величин.

У блоці 7 безперервні сигнали датчиків 1−5 і сигнали, вступники з виходу дифференцирующих ланок 8 і 9-те, перетворюються на дискретний цифровий код, що підвищує точність системи та її быстродействие.

Виходи АЦП з'єднані за блоками 10 і одинадцять визначення подовжньої і поперечної стійкості. Ці блоки призначені для обчислення складових зусиль, діючих на подрессоренный корпус АТС в функції зміни вимірюваних параметрів з певних залежностям, закладених у їх пам’ять, й у наступного підсумовування величин зазначених складових зусиль. З іншого боку, ці блоки призначені на формування управляючих сигналів у системі керування при перевищенні измеряемыми параметрами заданих допустимих значень. І тому воно обладнані відповідними логічними пристроями чи умонтованими на згадку про таблицями ситуацій. Так досягається поздовжня і поперечна стійкість АТС.

При русі АТС по нерівній дорозі у разі, коли обчислювані датчиками 1−5 параметри становить заданих допустимих значень, записаних на згадку про блоків 10 і одинадцять, останні видають управляючі сигнали, пропорційні розрахованим поверховим силам. Ці управляючі сигнали вступають у блоки 14−22, де порівнюються з сигналами реальних поверхневих сил, які надходять з датчиків 28. Тому на згадуваній виході з блоків порівняння сил формуються управляючі сигнали Uiл і Uiп, пропорційні лише динамічної навантаженні, залежної тільки від микропрофиля шляхи і вступники потім у привід активних підвісок. Цим забезпечується плавність ходу АТС.

По функціональному складу описана систему управління здатна виконати будь-яку завдання управління подрессоренной маси, оскільки забезпечує отримання всієї необхідної інформації про стан кузова. Проте закладений у неї алгоритм Демшевського не дозволяє стабілізувати кузов в горизонтальному становищі. З іншого боку, цілком можливо, що систему управління підвісками многоосного автомобіля буде надлишкова при перекладенні в ПСП і за зміні цілей її работы.

Пристрій підтримки горизонтального становища кузова автомобіля має функціональну схему, представленої на рис. 2.6.

Рис. 2.6. Пристрій підтримки горизонтального становища кузова. 1, 2, 3, 4 — датчики рівня кузова автомобіля; 5 — датчик поперечного крену; 6 — датчик подовжнього крену; 7 — датчик кутів повороту рульових коліс; 8 — датчик швидкості автомобіля; 9 — задатчик рівня кузова; 10 — комп’ютер; 11, 12, 13, 14 — виконавчі органи горизонтирующего механизма.

Автомобіль обладнаний центральним обчислювальним пристроєм 10, яке по заданої програмі обробляє сигнали з датчиків 1−4 рівня кузова автомобіля, датчика 5 поперечного нахилу, датчика 6 подовжнього нахилу, датчика 7 кута повороту рульового колеса, датчика 8 швидкості автомобіля, задає устрою 9, який встановлює бажаний рівень кузова автомобіля, яких і визначає, необхідно чи ні управління становищем кузова. Якщо потрібно, то продиктованої програмі центральне обчислювальне пристрій видає управляючі сигнали на виконавчі органи 14−17 горизонтирующего влаштування у відповідність до вхідними сигналами від датчиків 1−9.

Основними вадами цього устрою є вимір ходу підвісок і евристичний, тож досить складний алгоритм управления.

Отже, жодна з систем стабілізації подрессоренных мас автотранспортних коштів, зокрема й ПСП, неспроможна забезпечити стабілізацію ПСП в горизонтальному становищі під час руху дорогою і за проведенні бескрановых навантажувально-розвантажувальних робіт. Необхідно розробляти нову систему.

Аналіз технологічних функцій, виконуваних грузонесущей платформою большегрузного автотранспортного кошти, показав, що систему автоматичної стабілізації пневмоколесной платформи виконає три операції: зберігати горизонтальне становище платформи рухається, горизонтировать платформу при навантажувально-розвантажувальних роздрібних операціях і контролювати завантаження платформи. Остання операція не належить до управлінню платформою і тому розглядатися не будет.

З фізичних міркувань ясно, що з стабілізації платформи в горизонтальному становищі досить управляти подачею робочої рідини в дві гідравлічні групи, наприклад, у групи 1 і 2. Тоді обмежень на подачу рідини у третій групу немає. Система автоматичної поперечної стабілізації пневмоколесной платформи фірми Шаурле забезпечує зменшення витрат потужності з допомогою одночасної подачі рідини до однієї групи і зливу робочої рідини з іншої. Тиск нагнітання в гідросистемі підвісок ПСП підтримується постоянным.

Зазначимо, що правове поняття стабілізації кліренсу цілком збігається з основним принципом, яким здійснює управління оператор: «наскільки підняв один борт, стільки ж опустив інший ». Той самий принцип сутнісно лежить основу роботи системи автоматичної стабілізації в поперечному напрямі пневмоколесной платформи фірми Шаурле, крутосклонных тракторів і переробка сільськогосподарської техніки, основу стабілізації колісних машин. Але в всіх таких системах стабілізації він вирішувалося конструктивно, оскільки розглядалася стабілізація лише однієї кутової координати, і у законах управління не фигурировал.

За відсутності обмежень у гидроприводе системи подрессоривания нерівність, яку пневмоколесная платформа може їх подолати без втрати платформою горизонтального становища, буде максимальна, якщо обсяг робочої рідини в гидрогруппах при подоланні цієї нерівності буде минимален.

Розглянуті системи стабілізації ПСП і подрессоренной маси автомобіля, і навіть загальні принципи створення системам управління, показують, що підвалинами розробки системи стабілізації ПСП є алгоритм управління системою підвісок ПСП. Після набуття алгоритму з’являється можливість визначити функціональну і структурну схеми системи управління і зробити вибір технічних пристроїв, що реалізують систему стабилизации.

зважаючи на викладене можна зробити такі выводы:

1. Досвід експлуатації ПСП показує, що систему стабілізації ПСП є невід'ємною частиною ТС.

2. Застосування систем автоматичної стабілізації ПСП в горизонтальному становищі дозволить підвищити безпеку її руху, рівномірно розподілити навантаження по опорам, спростити управління ПСП на своєму шляху і за проведенні навантажувально-розвантажувальних робіт, спростити комплектацію многомодульных транспортних засобів й у остаточному підсумку, збільшити ефективність використання ПКП.

3. Існуючі САС ПСП забезпечують стабілізацію поперечно-угловых коливань у русі та рівномірне підвищення і опускання платформи під час проведення навантажувально-розвантажувальних робіт. Інформації про більш сложных.

САС ПСП поки що відсутня. Використання САС подрессоренной багатьох інших типів автомобілів неприйнятно за низкою конструктивних отличий.

ПСП і недостатнього алгоритмическому забезпечення САС. Завдання створення САС ПСП є актуальной.

4. Невисокі технологічні швидкість руху ПСП при транспортуванні вантажів, близьких щодо маси до максимально припустимою для ПСП, дозволяє розглядати завдання стабілізації ПСП в горизонтальному становищі лише за прямолінійному рівномірному рух і під час проведення навантажувально-розвантажувальних работ.

2.4. Розробка функціональної схемы.

Відомі закони управління дозволяє найзагальніших рисах його з’ясувати як треба чинити реалізовувати зворотний зв’язок між вхідними і вихідними координатами ПСП як об'єкта управління. Для замикання системи автоматичної стабілізації необхідно зняти інформацію про кутовому становищі ПСП і про її вертикальному становищі й, обробивши цю інформацію з відповідним законам, змінити витрата рідини в гидрогруппы, тобто закони управління визначають зворотний зв’язок як показано малюнку 2.7.

Рис. 2.7. Структура САС, реалізує закони управління УУ — котра управляє пристрій; ПСП — пневмоколесная платформа; h0 — задана висота підйому платформи; Q — об'ємний витрата рідини; P. S — площа силового гидроцилиндра; V — обсяг рідини в гидрогруппах; (- поперечний крен платформи; (- подовжній крен платформи; (- дорожнє возмущение.

Зворотний зв’язок такого виду реалізувати технічними пристроями неможливо. По-перше, необхідно з’ясувати, якнайшвидше одержати чи виміряти кліренс ПСП. По-друге, управління подачею рідини в гидрогруппы здійснюється не безпосередньо управляючим пристроєм, а ще через гидрораспределители. Останні є складним технічним об'єктом і містять у собі електронний підсилювач, електромеханічний перетворювач і гідропідсилювач. Вхідні координата гидрораспределителя — напруження у обмотці котушки електромеханічного перетворювача, вихідна координата — усунення златники гидрораспределителя.

Як структури гидропривода системи підвісок то, можливо обрано схема регулювання объемно-дроссельного регулювання чи дроссельного регулювання з їх постійним тиском нагнітання. Регулювання другий схеми здійснюється простіше, к.п.д. в неї вистачає высок.

У системах стабілізації ПСП зазвичай використовується один регульований помповий агрегат і «Блок гідророзподільників. Регульованим насосом і блоком гідророзподільників можна управляти те щоб тиск і витрати насоса і витрата рідини в гидрораспределителях відповідав необхідного витраті рідини в гидросистемах підвісок. Таке управління гідроприводом досить складна порівняно з схемою гидропривода, часто використовуваної під час роботи насоса з кількома гидрораспределителями. У разі використовується гідропривід з джерелом харчування постійного тиску. Такий привід просто управляється і має високий к.п.д. будемо орієнтуватися на таку структуру гидропривода.

Безпосереднє вимір кліренсу неможливо. На його обчислення необхідно вимірювати або хід кожної підвіски з допомогою поворотного потенциометрического датчика на важелі підвіски чи датчика лінійних переміщень, або вимірювати рівень рідини в гидробаке.

Отже, САС ПСП повинна мати у собі датчики подовжнього і поперечного крену ПСП, датчик рівня рідини в гидробаке чи датчики ходу всіх підвісок, блок электрогидравлических розподільників, задатчик висоти підйому платформи, і котра управляє пристрій. Взаємозв'язок з-поміж них дається законами управління. З цього можна скласти блок-схему САС ПСП і описати принцип її работы.

САС працює так. Перед рухом ПСП оператор встановлює задатчик висоти платформ, вмонтований в пульті оператора, на заданої величині. Одночасно котра управляє пристрій спричиняє дію відповідного закону управління. Гидрораспределители подають у кожен циліндр обсяг олії, пропорційний вхідному напрузі. Після виставки платформи в горизонтальному становищі на заданому рівні її висоти оператор спричиняє рух платформу. У цьому, проте, треба мати у виду, що у русі може вистачити запасів потужності для одночасного підйому платформи, і її стабілізації. Тому такий режим роботи нежелателен.

2.5. Елементи системи та принципи їх функционирования.

Робота мікропроцесорної системи управління потрібний інформацію про поточних подовжньому і поперечному кренах платформи, і навіть про поточної і необхідної висоті платформы.

Обираючи датчик становища (табл. 2.2.), передусім, необхідно вірно знайти пріоритети за такими критеріями: дозвіл точність; лінійність; швидкість вимірюваного процесу; умови застосування і клас захисту; надійність; габаритні розміри; стоимость.

Розставивши пріоритети, необхідно врахувати, що датчик може визначати абсолютне чи відносне становище контрольованого об'єкта. З цього, існують дві основні методу визначення стану та виміру переміщень. У першому методі датчик виробляє сигнал, є функцією становища одній з його частин, що з рухомим об'єктом, а зміни цього сигналу відбивають переміщення. Такі датчики становища називаються абсолютними. До них належать: резистивные (потенциометрические) датчики; індуктивні датчики із жвавим сердечником; ёмкостные датчики з рухливими обкладками; цифрові кодові датчики абсолютних значений.

У другому методі датчик генерує одиничний імпульс кожному елементарному переміщенні, а становище визначається подсчётом суми імпульсів залежно від напрямку переміщення. Такі датчики становища називаються відносними. Перевагою таких датчиків, проти абсолютними, є простота і низька вартість, а недоліком — необхідність періодичної калібрування та перспективи подальшої мікропроцесорної обработки.

Табл. 2.2. Порівняльна характеристика різних видів датчиків |Технологічні |Типи | | | | | | | | | | |вимоги при |датчи| | | | | | | | | | |вимірювальному |ков | | | | | | | | | | |процесі | | | | | | | | | | | | |Потен|Потен|Ем|Инду|Инкрем| | |Абсо| | | | |цио-м|цио-м|ко|к-ти|енталь| | |лютн| | | | |етри-|етри-|ст|вный|ный | | |ый | | | | |чески|чески|-н|LVDT| | | | | | | | |і, |і, |ой| | | | | | | | | |прово|прово| | | | | | | | | | |лока | | | | | | | | | | | | |дящий| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |пласт| | | | | | | | | | | |ік | | | | | | | | | | | | | | |Оптоэл|Магн|Мех|Опто|Магн|Меха| | | | | | |ект-ри|итно|ани|элек|итно|ни-ч| | | | | | |ческий|-рез|-че|т-ри|- |ески| | | | | | | |ів |ски|ческ|рези|й | | | | | | | |тивн|й |ий |з | | | | | | | | |ый | | |тивн| | | | | | | | | | | |ый | | |Дуже високе |немає |немає |не|Неко|да |немає |нет|да |немає |немає | |дозвіл | | |т |то-р| | | | | | | | | | | |ые | | | | | | | | | | | |моді| | | | | | | | | | | |чи | | | | | | | |Високе |немає |так |да|да |так |немає |нет|да |немає |немає | |дозвіл | | | | | | | | | | | |Низька |так |так |да|да |так |так |так |так |так |так | |дозвіл | | | | | | | | | | | |Швидкість |немає |Некот|да|Неко|нет |немає |нет|да |немає |немає | |процесу >5 м/с | |о-рые| |то-р| | | | | | | | | |модел| |ые | | | | | | | | | |і | |моді| | | | | | | | | | | |чи | | | | | | | |Малі розміри |так |так |не|Неко|Некото|Неко|да |Неко|Неко|Неко| | | | |т |то-р|-рые |то-р| |то-р|то-р|то-р| | | | | |ые |модели|ые | |ые |ые |ые | | | | | |моді| |моді| |моде|моде|моде| | | | | |чи | |чи | |чи |чи |чи | |Високий клас |так |так |не|да |Некото|Неко|нет|Неко|Неко|нет | |захисту (IP65) | | |т | |-рые |то-р| |то-р|то-р| | | | | | | |модели|ые | |ые |ые | | | | | | | | |моді| |моде|моде| | | | | | | | |чи | |чи |чи | | |Використання в |так |так |не|нет |так |немає |так |так |немає |так | |э/магнитном полі| | |т | | | | | | | | |Потрібна |немає |немає |не|нет |так |так |так |немає |немає |немає | |подальша | | |т | | | | | | | | |цифрова | | | | | | | | | | | |обробка | | | | | | | | | | | |* Дуже |немає |Некот|да|да |так |так |нет|да |так |немає | |осциллирующие | |о-рые| | | | | | | | | |руху | |модел| | | | | | | | | | | |і | | | | | | | | | |Вартість |низка|низка|ср|высо|Зависи|сред|низ|высо|сред|сред| | |я |я |ед|кая |т |няя |кая|кая |няя |няя | | | | |ня| |сильно| | | | | | | | | |я | |від | | | | | | | | | | | |разре | | | | | | | | | | | |шения | | | | | |.

* Можливість роботи у режимі виміру частих, повторюваних движений малой амплитуды.

Потенциометрический датчик — перемінний резистор, включений за схемою потенциометра. Служать для перетворення кутових чи лінійних механічних переміщень до відповідного зміна опору. З допомогою цих датчиків здійснюється контролю над становищем засувок, клапанів тощо. буд. Основою такого датчика може бути перемінний резистор промислового виробництва, зазвичай підключений до певного механічному преобразователю переміщення. Слабка місце таких датчиків — наявність рухомого контакту. У дротяних резисторів існує зона нечутливості, обумовлена дискретним зміною опору при переміщенні щітки з витка на виток.

Потенціометр — частіше дротовий (але, можливо і вугільний) резистор (реостат) із двигуном, який ковзає вздовж резистора. Отже, по суті п. є резистором зі змінним опором. Потенциометры бувають лінійними і круговими (залежно від характеру переміщення його регулюючого органу). Потенциометры часто виконують роль перетворювачів переміщення у електричну величину — напруга (для лінійних переміщеньлінійні потенциометры, для кутових переміщень — кругові). Взагалі кажучи, потенциометрический перетворювач з визначення є параметрическим, тобто. його вихідний величиною є опір. Проте простими засобами з нього можна отримати й напруга, пропорційне переміщенню движка, якщо кінців резистора підвести напруга харчування, а вихідний напруга знімати з движка.

Змінні резисторы може мати різний характер залежності опору через зміну кута повороту рухомого контакту (рис. 2.8.).

Рис. 1.8. Характеристики потенціометричних датчиков.

Вигляд характеристики вказує маркирующая літера на корпусі резистора. А — з лінійної залежністю Б — з логарифмическим законом зміни опору У — з зворотної логарифмічною зависимостью.

Основне гідність — простота конструкції і дешевизна, легко сполучаються з електронною схемою. Іноді застосовують реохордные датчики, у яких контакт ковзає вздовж осі натягнутою дроту, що дозволяє отримати безперервну характеристику, без зон нечутливості. Зустрічаються конструкції з рідким резистом, менш поширені з — за явищ електролізу. Надійність контактних систем різко падає, якщо напруга, прикладене контакту менше певної величини (залежної від конструкції контакта).

У проектованої системі щоб одержати поточного значення висоти платформи використовується поплавковый датчик рівня робочої рідини в гидробаке. Рівень визначається шляхом реєстрації становища поплавця, плаваючого на поверхні робочої рідини. Поплавець з допомогою тросика пов’язані з отсчетным механізмом, перетворює вертикальне переміщення поплавця в електричний сигнал.

Переміщення поплавця проводиться у разі котрі спрямовують тросикам, натягнутим між корпусом датчика і якорем дно якої ємності. Корпус поплавця виготовлений з нержавіючого стали.

Потенциометрический датчик моделі ПЛЦ 001 (рис 2.9.), розроблений науководослідному Інституті Фізичних Досліджень (НИИФИ), призначений для виміру лінійних переміщень об'єктів. Датчик характеризується високої надійністю за умов впливу вібрацій і температур.

Рис. 2.9. Датчик лінійних переміщень ПЛЦ 001.

Основні технічні характеристики датчика наведені у табл. 2.3.

Табл. 2.3. Технічні характеристики датчика ППЦ 001 | | |Діапазон вимірів |мм |0−500 | | |Похибка |% |1,5 | | |Вихідний сигнал|начальный |У |0 | | | |номінальний | |6 | | |Напруга харчування |У |6± 1 | | |Температура довкілля |° З |-120/+160 | | |Вібраційні прискорення |м/с2 |300 | | |Маса |кг |0,3 | |.

Щодо поточних кутках крену платформи в подовжньої і поперечної площинах виробляють датчики кута нахилу КЛИН-1 (рис. 2.10.).

Рис. 2.10. Датчик кутових переміщень КЛИН-1.

Основні технічні характеристики датчика наведені у табл. 2.4.

Табл. 2.4. Технічні характеристики датчика КЛИН-1 |Діапазон вимірів |град.|± 10, ± 30,| | | | |± 60, ± 90 | | |Частотний діапазон |гц |0−8 | | |Похибка |% |0,05 | | |Температурна нестабільність |% / °|0,02 | | |коефіцієнта перетворення |З | | | |Температурна нестабільність |У/° С|0,001 | | |початкового рівня | | | | |Вихідний напруга |У |0−5 | | |Напруга харчування |У |± (15± 1,5)| | |Струм споживання |А |0,05 | | |Температура довкілля |° З |-50/+60 | | |Вібраційні прискорення |м/с2 |350 | | |Маса |кг |0,8 | |.

У проектованої системі виконавчими пристроями, получающими інформацію з мікропроцесора, є електрично керовані гидрораспределители. Це зумовлюється міркуваннями лёгкости і точності самонаведення оператора і, можливістю розміщення гидрораспределителя в максимально зручному при цьому місці, незалежно від розташування оператора.

Основними завданнями, що стоять перед виготовлювачами гідророзподільників є: забезпечення мінімально можливих гідравлічних втрат (зниження енергетичних витрат, викликають підвищений витрати, нагріву робочої рідини) при мінімально можливих габаритів, точність виконання переміщень основних златників, які забезпечують виконання робочих рухів, оптимальний характер автоматичних процесів завантаження гідросистеми залежно від навантаження на робочі органы.

Гідросистема з пропорційним електричним управлінням вимагає підвищеної зацікавленості до чистоти робочої рідини (рекомендована тонкість фільтрації 10 мкм). Що стосується забезпечення вимог щодо чистоті робочої рідини, гідросистема забезпечує довговічну і надёжную эксплуатацию.

Рис. 2.11. Характеристики гидрораспределителей.

Гидрораспределители подають у спеціальні гидроцилиндры обсяг робочої рідини, пропорційний вхідному напрузі і крізь них подають рідина в гидробалансирные группы.

Графіки залежності зміни прохідних перетинів золотникових пар від величини ходу златників наведено на рис. 2.11. Аналіз форми кривих показує, що вона близька до параболічної, т. е. із постійною «чутливістю», яка передбачає постійну величину відносини приросту витрати до самої величині витрати у кожному точці графіка при рівному значенні величини зміни управляючого сигналу. Наприклад, якщо зміні управляючого сигналу витрата змінюється з десятьма л/мин. до 12 л/мин., то, при тому ж зміні управляючого сигналу буде в діапазоні витрати, рівному, наприклад, 80 л/мин. він зміниться до 96 л/мин. (Очевидно, що відносне зміна витрати постійно зростає і одно 20%). Така характеристика залежності і форма графіка називаються «прогрессивными».

Для застосування у системі керування як задатчика аналогового сигналу призначений командоаппарат. Оператор ПСП вводить необхідну значення висоти підйому платформи у вигляді командоаппарата з потенциометрическим датчиком.

Рис. 2.12. Командоаппарат потенциометрический КПМ11ФУ.

Командоаппарат потенциометрический КПМ11ФУ (рис. 2.12), маховичковый з асиметричної шкалою, однооборотный, вмонтований в панель пульта (утоплений). Маховичок може повертатися на кут від 0 до 350 градусів і фіксуватися у кожному становищі. У командоаппарате встановлено потенціометр опором 2 кОм (рис. 2.13.), гранична потужність розсіювання 1Вт, Uпит= 24 В постійного струму, Uвых=0…10 В, Iвых=0…12мА. Для з'єднання з зовнішніми ланцюгами в командоаппарате передбачено клеммник.

Рис. 2.13. Схема електрична командоаппарата КПМ11ФУ.

На аркуші 8 зображений загальний вигляд командоаппарата, з якого оператор задає необхідну висоту платформы.

Командоаппарат установлено в пульті управління у кабіні водія. Для здобуття права закріпити командоаппарат на монтажній панелі у вищій виконуються два отвори діаметром 7 і 28 мм. Менше отвір призначено для фіксації командоаппарата щодо монтажній панелі. У це отвір входить стопорный штифт. Товщина монтажній панелі може коливатися буде в діапазоні від 2 буд 4 мм.

Над монтажній панеллю є лише маховичок командоаппарата і диск з завданої нею шкалою, яка проградуирована в сантиметрах підняття платформи над дорожнім полотном. Диск-шкала нерухомий, а стрілка закріплена на обертовому щодо диска валу маховичка.

Під монтажній панеллю криється сам механізм потенциометра і клеммник. Потенціометр полягає у циліндр. Углове становище маховичка передається до нього у вигляді зубчастих коліс, закріплених між двома нерухомими пластинами. Ці пластини стягнуті чотирма болтами за периметром. До нижньої пластині у вигляді винтового сполуки прикріплений клеммник з розташованими у ньому клеммами, яких підводиться що живить і знімається вихідний напряжение.

Електронний блок управління системою стабілізації ПСП включає в себя:

— Однокристальную микроЭВМ КМ1816ВЕ51;

— БІС программируемого паралельного інтерфейсу КР580ВВ55;

— БІС аналогово-цифровой системи збирання цих К572ПВ4;

— Аналогово-цифровой перетворювач К1113ПВ1;

— Буферний регістр 588ИР2;

— Мікросхеми памяти:

— ОЗУ — КР537РУ8;

— ПЗУ — КР556РТ15; - З'єднувальні элементы.

МикроЭВМ КМ1816ВЕ51 є основний елемент електронного блоку управління системою автоматичної стабілізації. Вона має у собі такі аппаратурные средства:

— процесор, до складу якої входять однобайтное арифметико-логическое влаштування і схеми реалізації команд множення і деления;

— ППЗУ програм ємністю 4 Кбайт;

— ОЗУ даних ємністю 128 байт;

— Два шестнадцатибитных таймера/счетчика;

— Программируемые схеми ввода/вывода (32 линии);

— Блок дворівневого векторного переривання від п’яти джерел постачання та др.

МикроЭВМ виконано з урахуванням високого рівня n-МОП технологій і випускається в корпусі БІС, що має 40 зовнішніх висновків. Робота микроконтроллеру потрібно одне джерело харчування +5 У. Чотири программируемых порту ввода/вывода микроЭВМ взаємодіє з середовищем в стандарті ТТЛ із трьома станами выхода.

Корпус КМ1816ВЕ51 має дві виведення для підключення кварцевого резонатора, чотири виведення для сигналів, управляючих режимом роботи микроконтроллера і двоє виведення для підключення питания.

Микроконтроллер може працювати у діапазоні частот від 1,2 до 12 МГц, при цьому мінімальний цикл виконання команди дорівнює 1 мкс, а швидкодія одно одному мільйону операцій простий пересилки в секунду.

МикроЭВМ організує роботу всієї системи. Відповідно до введеній у нього програмою, микроконтроллер шляхом періодичного опитування сигналів стану об'єкта, сформованих датчиками об'єкта управління, генерує вихідні сигнали управління виконавчими механизмами.

Враховуючи той факт, що за даної системі буде використано зовнішня пам’ять даних, лінії портів 0 і 2 мікропроцесора організують загальну поділювану пам’ять адреса/данных, працюючу як тимчасового мультиплексування. У цьому через порт 0 спочатку виводиться молодший байт адреси зовнішньої пам’яті, та був видається чи приймається байт даних (мультиплексированная шина). Через порт 2 виводиться старший байт адреси в тому випадку, коли розрядність адреси дорівнює 16 біт (як й у даної системе).

Структура микроконтроллера КМ1816ВЕ51 і системи його команд такі, що у разі потреби його функціональні можливості можуть бути розширені. З використанням зовнішніх додаткових БІС постійної і оперативної пам’яті розширюється адресне простір микроконтроллера, а шляхом підключення интерфейсной БІС збільшується ще й число ліній зв’язки Польщі з об'єктом управління (у разі потреби — практично без ограничения).

Микроконтроллер КМ1816ВЕ51 через порт 1 здійснює функцій управління електронними блоками гідророзподільників, видаючи «1 «чи «0 «на відповідний выход.

Для розширення системи ввода/вывода використовується схема паралельного інтерфейсу КР580ВВ55. Порти схеми адресуються як осередки зовнішньої пам’яті даних, тобто схема паралельного інтерфейсу пов’язані з микроконтроллером шиною адрес/данные порту 0.

Схема КР580ВВ55 має чотири двунаправленных порту (один 8 біт — зв’язку з микроконтроллером і трьох по 8 бит).

Лінії схеми запрограмовані наступним образом:

— 5 ліній каналу, А (порт 0) — висновок сигналів управління БІС аналоговоцифровий системи збирання цих К572ПВ4;

— 8 ліній каналу У (порт 1) — введення даних із БІС аналогово-цифровой системи збирання цих К572ПВ4;

— 8 ліній каналу З (порт 2) — введення даних із аналогово-цифрового перетворювача К1113ПВ1.

Вихідні сигнали з аналогових датчиків становища, з їх фізичної природи, вимагають проміжного перетворення перед введенням інформації від них же в микропроцессор.

З цією метою у системі використовується БІС аналогово-цифровой системи збирання цих К572ПВ4. Мікросхема К572ПВ4 аналого-цифровий системи (АЦС) збирання цих варта перетворення аналогових сигналів, вступників по восьми паралельним каналам у цифровій код з наступним його збереженням в ОЗУ і зчитуванням в зовнішньому МП залишилася в режимі прямого доступу до пам’яті. Мікросхема АЦС К572ПВ4 виготовлено по КМОП технології. У основі її лежить восьмиразрядный аналогово-цифровой перетворювач послідовного наближення. З іншого боку, у складі мікросхеми входять: восьмиканальный мультиплексер, ОЗУ на 64 біт із довільною вибіркою, буферні схеми з трьома стійкими станами, і навіть схема управления.

Система збирання цих забезпечує безпосереднє поєднання з МП, мають як роздільні, і загальні шини адреси — й даних. Управління К572ПВ4 здійснюється від МП логічними сигналами ТТЛ і КМОП рівнів. Режим прямого доступу до пам’яті реалізується у відповідність до алгоритмом послідовної обробки аналогових сигналів по восьми незалежним входам.

Ця схема у складі проектованої мікропроцесорної системи задіяла всього три входу із 8 за кількістю датчиків становища об'єкта управления.

Напівпровідникова БІС функціонально завершеного АЦП типу К111ЗПВ1 варта застосування в електронної апаратурі у складі блоків аналогового введення. Мікросхема виконує функцію аналого-цифрового перетворення однополярного чи біполярного вхідного сигналу з поданням результатів перетворення на паралельному двоичном коді. Вона містить все функціональні вузли АЦП ПП. Вихідні каскади дозволяють зчитувати результат перетворення безпосередньо на шину даних МП. Кілька АЦП можуть обслуговувати один МП і навпаки. По рівням вхідних і вихідних сигналів АЦП пов’язане з цифровими ТТЛ ИС.

Між микроЭВМ і підсистемою зовнішньої пам’яті даних (ОЗУ і ПЗУ) є мікросхема буферного регістру 588ИР2. Його призначення — запис і збереження коду адреси під час роботи микроконтроллера із зовнішнього пам’яттю даних. Буферний регістр 588ИР2 належить до регістрам зберігання. Сумісний з мікропроцесорами, вона має 12 розрядів із трьома стійкими станами на выходе.

У підсистемі пам’яті використовуються дві микросхемы:

Мікросхема ОЗУ — КР537РУ8. Ця серія мікросхем найбільш розвинена. Вона включає у собі більш 20 типономиналов мікросхем, які один від друга інформаційної ємністю (від 1024 до 65 536 біт), організацією (одноразрядная і словникова), швидкодією (більш ніж п’ять разів), споживаної потужністю. Спільними властивостями мікросхем є: єдине напруга харчування 5 У, рівні ТТЛ вхідних і вихідних сигналів, схема виходу із трьома станами, і ін. Отже, за необхідності збільшення ОЗУ досить взяти мікросхему більшої ємності тієї ж серии.

Мікросхема КР537РУ8 має ємність 2К x 8 байт і у режимі записи, зчитування і збереження інформації, залежно від сигналів управління, які приходять з микроконтроллера.

Мікросхема ПЗУ КР556РТ15 також має ємність 2К x 8 байт і тип входу — з трьома станами ТТЛ.

За необхідності збільшення ПЗУ дана мікросхема то, можливо замінена на мікросхему КР556РТ16 ємністю 8К x 8 байт чи іншу, більшої емкости.

Слід зазначити і те, що з збільшенні ОЗУ і/або ПЗУ знадобиться замінити 12-разрядный буферний регістр 588ИР2 (оскільки 212 = 4096 біт = 4 Кбайт) на регістр з велику кількість розрядів чи підключити решта 4 лінії порту 2 микроконтроллера безпосередньо до мікросхемах пам’яті. І тут обсяг адресуемого простору становитиме 216 = 65 536 біт = 65 Кбайт.

Опис роботи структурної схемы.

Рівень напруженості із датчиків становища платформи вступає у БІС цифровий системи збирання цих, перетворюється на цифровий код і подається на вхід БІС ППИ. Задатчик висоти платформи також виробляє аналоговий сигнал і тому потребує перетворення перед входом в МПС.

БІС ППИ передає інформацію микропроцессору. Мікропроцесор повідомляється з підсистемою зовнішньої пам’яті у вигляді двосторонньої шини адреса/данных. Обмін даними виробляється через буферний регистр.

Мікропроцесор виробляє код управляючого впливу і записує їх у регістри, звідки сигнал надходить до електрично керованим гидрораспределителям.

2.6. Алгоритм функціонування системы.

У алгоритмі роботи системи можна назвати три основні частини: вирівнювання платформи в поперечній площині, вирівнювання платформи в подовжньої площини і стабілізація платформи на заданої висоті. Три вхідних параметра системи, одна з яких задаваемый, контролюються зворотної связью.

Систему керування послідовно запитує датчики становища платформи, і послідовно відстежує горизонтальність платформи, і дорожній просвіток (висоту платформи). Слід зазначити, що проектируемая система має не здатна одночасно вирівнювати платформу у двох площинах і контролювати її высоту.

Відразу після ініціалізації системи виробляється введення інформації про поточному поперечному крен платформи (з відповідного датчика. Горизонтальність платформи в поперечній площині відстежується наступним чином. Якщо крен платформи в заданої площині різниться від нуля, визначається знак цього відхилення, інакше кажучи, який борт — на лівий чи правий, спостерігається крен. Якщо кут поперечного крену негативний (крен на лівий борт), мікропроцесор виробляє управляючі сигнали на відповідні блоки гідророзподільників з єдиною метою підняти лівий борт платформи, і одночасно ту величину опустити її правий борт, після чого знову вводиться інформацію про досягнутому поперечному крен. Якщо горизонтальність платформи в заданої площині забезпечити зірвалася, система стабілізації знову виробляє котра управляє вплив на виконавчі механізми залежно від розміру й знака контрольованій поки що величини. І до того часу, поки що не досягнуто горизонтальне становище платформи в поперечній площині, буде про що сигналізувати код нульового крену опитуваного датчика. Отримавши цей сигнал, система переходить до наступного етапу работы.

На наступний етап система автоматичної стабілізації аналогічним чином здійснює горизонтирование платформи в подовжньої площині. З датчика подовжнього крену (вводиться інформацію про поточному подовжньому крен. Якщо крен різниться від нуля, визначається знак цього відхилення. Якщо кут подовжнього крену негативний (крен на ніс), мікропроцесор виробляє управляючі сигнали на відповідні блоки гідророзподільників із єдиною метою підняти носову частина платформи, і одночасно ту величину опустити корму, після чого знову вводиться інформацію про досягнутому подовжньому крен. Якщо горизонтальність платформи в заданої площині забезпечити зірвалася, система стабілізації знову виробляє котра управляє вплив на виконавчі механізми залежно від розміру й знака контрольованій поки що величини. І до того часу, поки що не досягнуто горизонтальне становище платформи в подовжньої площині, що буде сигналізувати код нульового крену опитуваного датчика. Отримавши цей сигнал, система переходить до наступного етапу работы.

На етапі роботи контролюється дорожній просвіток (висота) платформи. У систему вводиться величина необхідної висоти підняття платформи, яку встановлює оператор у вигляді командоаппарата на пульті управління. Потім, слідуючи складним, заздалегідь записаним на згадку про залежностям, мікропроцесор обчислює поточний дорожній просвіток, виходячи з інформації з датчика рівня рідини в гидробаке і масі супутніх чинників гідравлічної природи. Отримане значення поточної висоти платформи порівнюється зі заданим. Якщо вони самі відмінні, визначається знак відхилення. Поточна висота менша заданої свідчить про необхідності підняття платформи, поточна висота велика заданої - про необхідності опускання платформи. На наступному кроці мікропроцесор виробляє управляючі сигнали попри всі блоки гідророзподільників із єдиною метою підняти платформу чи його опустити, після чого знову визначається поточна висота платформи, і порівнюється зі заданої. Якщо вони самі стали рівні, система повертається до першого етапу свого функціонування для відстежування горизонтального становища платформи. Після цього алгоритм повторюється снова.

3. Економічна часть.

Розробка системи автоматичної стабілізації пневмоколесной платформи є актуальною завжди і ефективної. Актуальність розробки залежить від тому, що з рівні розвитку обчислювальної техніки існує можливість вийти з постійного ручного контролю становища платформи оператором до автоматичному відстеженню заданих параметрів з допомогою мікропроцесорної системи управління. Це потягне у себе радикальне зниження стомлюваності оператора як наслідок, підвищення надійності перевезення вантажів. Перемикання уваги оператора з платформи дорогу підвищить швидкість і безпека перевезення, що дозволить через те водночас виконати більше рейсов.

Ефективність розробки системи автоматичної стабілізації пневмоколесной платформи у тому, що вона дозволяє виключити помилкові дії оператора, викликані його стомленням, й тимчасово підвищити швидкість відновлення безпечного горизонтального становища платформи при швидко мінливих зовнішніх умов. Тим самим було різко знижується ризик виникнення надзвичайних ситуацій при транспортуванні, що дозволяє розширити номенклатуру перевезених грузов.

Отже, електронну систему управління платформою дозволить підвищити техніко-економічні показники МС для перевезення великогабаритних і неподільних грузов.

Розрахунки економічних показників виконані трьох розділах: видатки етапі розробки, видатки етапі виробництва, наведені одного року і розрахунок доходів населення і витрат за рік производства.

3.1. Витрати на етапі разработки.

Розділ включає у собі визначення зарплати розробників, ЄСП, матеріальних витрат, витрат за утримання обладнання, транспортних витрат, оренди приміщення, енергетичних витрат, амортизації устаткування та інші затрат.

3.1.1. Заробітну плату розробників. Сз. осн = Т * Счас, где Сз. осн — основна заробітна плата;

Т — кількість годин (термін работы);

Счас — середня годинна ставка.

Таблица 3.1.1. Заробітну плату розробників. |№ |Вигляд робіт |Кількість працюючих, |Кількість годин | |пп | |чол |роботи, годину | |1. |Розробка систем з |4 |250 | | |оформленням технічного | | | | |завдання | | | |2. |Розробка конструкторской|3 |70 | | |документації | | | |3. |Виготовлення досвідчених |2 |200 | | |зразків | | | |4. |Випробування і доопрацювання |2 |400 | | |досвідчених зразків | | | |5. |Розробка технічної |2 |160 | | |документації | | | |РАЗОМ: |13 |1020 |.

Приймаю середню ставку рівної Счас. = 40 руб/час.

Таким чином Сз. осн = 1020 * 40 = 40 800 руб.

Дополнительная заробітна платня і премії з фонду зарплати становить 35…45% Сз.осн.

Сз.доп = 0,35 * 40 800 = 14 280 руб.

Фонд зарплати розробників равен:

ФЗПраз. = Сз. осн + Сз. доп = 40 800 + 14 280 = 55 080 руб.

3.1.2. ЕСН.

ЄСП становить 39,4% від ФЗПраз. і розподіляється за статтями в відповідності з таблицею 3.1.2.

Таблиця 3.1.2. ЄСП. |№ |Відрахування |% від ФЗП |Сума, крб | |пп | | | | |1. |У пенсійний фонд |28 |15 422 | |2. |На соціальне страхування |4 |2 974 | |3. |На обов’язкове медичне |3,6 |2 203 | | |страхування | | | |4. |На заходи щодо боротьби з |2 |1 102 | | |травматизмом | | | |РАЗОМ: |37,6 |21 702 |.

Табл. 3.1.3. Витрати для закупівлі комплектуючих і експлуатаційних матеріалів. |№ п/п|Комплектующие і експлуатаційні |Ціна, крб. | | |матеріали. | | |1. |Мікросхеми |4 200 | |2. |Датчики |1 500 | |3. |Проводу, каніфоль, припой тощо. |500 | |4. |Електричні елементи |1 000 | |5. |Гідравлічна рідина |3 000 | |РАЗОМ: |10 200 | | |loli? У |.

3.1.3. Матеріальні затраты.

До цій статті ставляться видатки придбання матеріалів, комплектуючих, устаткування, запасними частинами (табл. 3.1.3.).

Табл. 3.1.4. Витрати для закупівлі і змістом оборудования.

|№ |Найменування устаткування |У, |Ціна, крб. | |п/п| |прим. | | | | | | | |1. |Комп'ютери |3 |100 000 | | | | |Д ГО про «Еге Про | |2. |Комп'ютерна периферія витратні | |65 000 | | |матеріали | | | |3. |Стенд випробувальний |1 |150 000 | | | | |;