Спосіб діагностики стану клапана другого ступеня гідравлічної стійки подвійної розсувності рівного опору і пристрій для його здійснення

1. Спосіб діагностики стану клапана другого ступеня гідравлічної стійки подвійної розсувності рівного опору, що містить циліндр, встановлений у ньому плунжер першого ступеня з поршнем, оснащений поршнем шток другого ступеня, встановлений усередині плунжера, і клапан другого ступеня, розміщений у поршні плунжера, при якому фіксують переміщення висувної частини стійки, який відрізняється тим, що при податливості стійки під навантаженням фіксують переміщення штока відносно плунжера і плунжера C2 2 81476 1 3 для визначення лінійного положення штока гідроциліндра щодо його корпуса по [авт. свид. СРСР №1796871 G01В5/14 заявл. 29.03.92, опубл. 23.02.93]; пристрій по зазначеному аналогу не містить ознак, подібних з ознаками пристрою, що заявляється. Гідравлічні стійки подвійної розсувності відомі – [див., наприклад, авт. свид. СРСР №739243 Е 21 D 15/44 (заявл. 20.02.78, опубл. 15.06.80), №1585529 E 21 D 15/44 (заявл. 04.04.88, опубл. 15.08.90)]. Відома стійка подвійної розсувності рівного опору, що включає циліндр, встановлений у ньому плунжер першої ступіні з поршнем, постачений поршнем шток другого ступеня, встановлений усередині зазначеного плунжера, і клапан другого ступеня, розміщений у поршні плунжера. Така гідравлічна стійка використана в конструкціях кріпей М-101Т, МК-97 (див. Ильинский С.Г. и др. Машинист механизированного комплекса очистного забоя, М., Недра, 1975, с. 28-32, рис.14), кріпи «Донбас», [див. Христенко А.П. и др.. Угледобывающий комплекс «Донбасс», М., Недра, 1978, с. 23-25, рис.III.3], кріпи М-103, КД-80, КД-90]. Працює відома стійка в наступним чином (найбільше докладно робота стійки описана в згаданій вище книзі Христенко А.П. і ін·, стор. 2324). При розпорі стійки робоча рідина під тиском подається від гідророзподільника в поршневу порожнину циліндра. Конструкція стійки не визначає порядку висування її ступіней; на практиці, черговість висування ступіней визначається, в основному, тертям у парах плунжер-циліндр і шток-плунжер. Тиском робочої рідини відкривається зворотний клапан, розміщений у поршні плунжера, і відбувається висування штока з плунжера і плунжера з циліндра; при розсуненні робоча рідина зі штокових порожнин штока і плунжера витісняється в зливальну магістраль. Після розпору стійки зворотний клапан закривається, ізолюючи поршневі порожнини штока і плунжера; при цьому шток, являє собою жорстку надставку, здатну переміщатися при податливості стійки під навантаженням лише разом із плунжером. Податливість стійки під зовнішнім навантаженням відбувається циклами, коли тиск робочої рідини в поршневій порожнині плунжера періодично досягає рівня тиску настроювання запобіжного клапана стійки, і робоча рідина через запобіжний клапан витісняється на злив. При цьому плунжер усувається в циліндр стійки, переміщаючись, як одне ціле, разом зі штоком, а несуча здатність стійки дорівнює добутку тиску настроювання запобіжного клапана і площі плунжера першої ступіні розсувності, тобто номінальної несучої здатності стійки. Зазначені цикли спрацьовування запобіжного клапана повторюються до вичерпання податливісті першої ступіні, - пари циліндр-плунжер. (На практиці, діапазону розсувності, забезпечуваного припустимими переміщеннями плунжера щодо циліндра, буває досить для відпрацьовування лаво-участка - при правильному 81476 4 виборі типорозміру механізованої кріпи для конкретної ділянки шахтного поля.) Подальша податливість стійки під навантаженням забезпечується за рахунок другого ступеня розсувності; наприкінці ходу плунжера штовхальник зворотного клапана, упираючись у дно циліндра, відкриває клапан; відбувається миттєве вирівнювання тисків (тиск у поршневій порожнині штока в 2-2,5 рази вище тиску робочої рідини в поршневій порожнині плунжера) у поршневих порожнинах штока і плунжера, останній висувається з циліндра, виводячи штовхальник з контакту з дном циліндра, зворотний клапан закривається і поршневі порожнини виявляються знову ізольованими друг від друга. Переміщення плунжера щодо циліндра складає не більш 1мм; зазначений зазор вибирається при подальшій піддатливості першої ступіні стійки до чергового відкриття зворотного клапана штовхальником. Відмова зворотного клапана другого ступеня розсувності стійки приводить до того, що поршневі порожнини штока і плунжера сполучаються між собою, тиск у них вирівнюється, а несуча здатність стійки при цілком висунутому плунжері знижується в 2-2,5 рази; при цьому зазначена несправність не виявляється ні при огляді стійки, ні за показниками манометра індицирующего тиск робочої рідини в поршневій порожнині плунжера стійки. Фахівцю зрозуміло, що суттєве зниження несучої здатності стійок приведе до збільшення опускання покрівлі у вибої, погіршенню стану покрівлі, зниженню безпеки робіт і інших негативних наслідків. Причинами відмови зворотного клапана другого ступеня є неточність виготовлення клапана, кавітаційний знос його елементів, улучення твердих часток на контактні поверхні клапана та ін. Задача групи винаходів, що пропонуються, складається в створенні способу і засобу діагностики стану клапана другого ступеня гідравлічної стійки подвійної розсувності рівного опору, придатних для використання як у шахтних умовах, так і при стендових іспитах стійок. У пропонованому способі діагностики стану клапана другого ступеня гідравлічної стійки подвійної розсувності рівного опору, що включає циліндр, встановлений у ньому плунжер першої ступіні з поршнем, постачений поршнем шток другого ступеня, встановлений усередині плунжера, і клапан другого ступеня, розміщений у поршні плунжера, - при якому фіксують переміщення висувної частини стійки, відповідно до винаходу, - при податливості стійки під навантаженням фіксують переміщення штока щодо плунжера і плунжера щодо циліндра і діагностують нормальну роботу клапана, коли плунжер усувається в циліндр разом зі штоком, що не переміщається щодо плунжера, або шток усувається в плунжер, цілком усунений у циліндр, а відмову клапана діагностують при усуванні штока в нерухомий щодо циліндра плунжер, не цілком усунутий у циліндр, або в плунжер, що висувається з циліндра. 5 Відмова клапана другого ступеня стійки діагностується при виявленні недозволених при нормальній роботі відносних переміщень елементів висувної частини стійки подвійної розсувності рівного опору. Пристрій, що дозволяє детектировать зазначені недозволені відносні переміщення, відповідно до винаходу, виконано у виді диска, який встановлюють на штоку з можливістю переміщення диска по штоку під дією зовнішньої сили, по периметру диск постачений упорами, виконаними з можливістю їхнього контакту з торцевою поверхнею циліндра, у диску виконані отвори, у яких розміщені стрижні-індикатори, виконані з можливістю їхнього контакту з торцевою поверхнею плунжера і переміщення в отворах диска під дією зовнішньої сили. Відповідно до додаткового пункту, висоту упорів диска пропонується виконати більшої висоти стрижнів-індикаторів; це дозволить виключити контакт стрижнів-індикаторів з торцем плунжера при його висуванні з циліндра при податливості другого ступеня в штатному режимі. Нижче приводиться докладний опис способу і пристрою, що пропонуються; опис пристрою ілюструється кресленнями, на яких - Фіг.1 приводить схематично стійку з установленим на її штоку пристроєм, Фіг.2 - вид по А Фіг.1. Пропонований спосіб полягає у фіксації й інтерпретації відносних переміщень елементів висувної частини при податливості під навантаженням стійки подвійної розсувності рівного опору. Робота стійки в нормальному режимі і існуючи при цьому відносні переміщення елементів висувної частини стійки описані вище. Аналіз роботи стійки при відмови зворотного клапана другого ступеня розсувності показує, що в цьому випадку при податливості стійки під навантаженням з'являються недозволені переміщення штока щодо плунжера і плунжера щодо циліндра стійки; при експлуатації кріпи зазначені процеси є повільно поточними і візуально не викриваються, однак та обставина, що недозволені відносні переміщення накопичуються при податливості стійки під навантаженням дозволяє, у кінцевому рахунку, їх викрити і діагностувати відмову клапана. Відмова зворотного клапана другого ступеня розсувності стійки приводить до того, що поршневі порожнини штока і плунжера сполучаються між собою, тобто стає можливим перетікання робочої рідини з однієї поршневої порожнини в іншу. Подальша податливість стійки під навантаженням приводить до течії робочої рідини з поршневої порожнини штока в поршневу порожнину плунжера; при нерухомому плунжері при цьому відбувається переміщення штока щодо плунжера і скидання робочої рідини з поршневої порожнини плунжера через запобіжний клапан стійки, або плунжер висувається з циліндра, тобто мають місце одночасне два відносних переміщення: штока стосовно плунжера і плунжера стосовно циліндра. 81476 6 Зрозуміло, що в обох випадках при відмови клапана несуча здатність стійки не буде перевищувати добутку тиску спрацьовування запобіжного клапана стійки на площу поршня штока; зрозуміло також, що в другому випадку, коли податливість стійки відбувається з висуванням плунжера без спрацьовування запобіжного клапана стійки, несуча здатність буде нижче зазначеного добутку. Діагностика, власне, і складається у фіксації при податливості стійки зазначених недозволених при штатній роботі - відносних переміщень елементів висувної частини, що свідчать про відмову зворотного клапана другого ступеня розсувності стійки. Фіксація зазначених недозволених відносних переміщень елементів висувної частини стійки здійснюється за допомогою пристрою, що пропонується, який встановлюється на шток стійки, як це показано на Фіг.1. Пристрій містить диск 1, виконаний з частин 11 і 12 (Фіг.2), який встановлюється на штоку 2 з можливістю переміщення по штоку під дією сили, прикладеної до нього від руки, або з боку плунжера 3 чи циліндра 4. Диск 1 з боку, зверненого до циліндра 4, постачений розміщеними по периметру упорами 5, виконаними з можливістю контакту з торцевою поверхнею циліндра 4. У диску 1 виконані отвори, у яких розміщені стрижні-індикатори 6, виконані з можливістю їхнього контакту з торцевою поверхнею плунжера 3 і переміщення в отворах диска 1. Висота упорів 5 над поверхнею диска 1 виконана більшої висоти стрижнів-індикаторів 6 для того, щоб виключався контакт стрижнівіндикаторів 6 з торцем плунжера 3 при його висуванні з циліндра 4 при податливості другого ступеня розсувності в штатному режимі. Працює пристрій у такий спосіб. На штоку 2 стійки з частин 11 і 12 збирають і встановлюють диск 1 і переміщають від руки диск 1 по штоку 2 до торця плунжера 3. Стрижнііндикатори 6 диска 1 від руки переміщають в отворах диска 1, висуваючи їх у напрямку торця плунжера 3. Пристрій готовий до роботи. Пристрій з роз'ємним диском 1 призначено для установки на стійки, що знаходяться в експлуатації, або випробуються на стенді; зрозуміло, що при зборці стійки на її шток може встановлюватися пристрій з цільним, нероз'ємним диском. При штатній роботі клапана другого ступеня дозволені відносні переміщення елементів висувної частини стійки не приводять до переміщення стрижнів-індикаторів 6 в отворах диска 1. З появою недозволених відносних переміщень зазначені переміщення будуть індицировани стрижнями-індикаторами 6, що висунуться на протилежну сторону диска 1. Зрозуміло, що переміщення стрижнів-індикаторів 6 щодо диска 1 можуть бути перетворені, наприклад, в електричний сигнал для дистанційного контролю стану клапана стійки. 7 Новий технічний ефект складається в можливості діагностування, у т.ч. дистанційного, стану клапана другого ступеня гідравлічної стійки подвійної розсувності рівного опору. 81476 8