Гальмівний пристрій шахтної підйомної машини

Реферат: Гальмівний пристрій шахтної підйомної машини, що містить гальмівний рушій у вигляді пневмоциліндрів, що кінематично зв'язані з важелями шарнірно-важільного механізму гальма підйомної машини, системи підготовки і подачі стислого повітря, розподільного пристрою і регулюючого органу, сполучених між собою за допомогою пневмомагистралей, причому регулюючий орган виконаний у вигляді окремого блока, до складу якого входять, наприклад, електропневматичний перетворювач тиску з аналоговим управлінням і інтегрованою системою зворотного зв'язку по вихідному тиску і клапанний регулятор тиску. UA 90753 U (54) ГАЛЬМІВНИЙ ПРИСТРІЙ ШАХТНОЇ ПІДЙОМНОЇ МАШИНИ UA 90753 U UA 90753 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до галузі шахтних підйомних машин і може бути використана у гальмівній системі, при виготовленні нових або модернізації існуючих машин. Гальмівний пристрій шахтної підйомної машини є одним з основних вузлів, що забезпечує надійну і безпечну роботу підйомної машини. За допомогою гальмівного пристрою шахтної підйомної машини здійснюється робоче гальмування: регулювання швидкості обертання барабана в робочих режимах, аж до його повної зупинки, а також забезпечується точність позиціонування вантажопідйомної судини або кліті машини в заданому положенні і запобіжне (аварійне) гальмування. Гальмівний пристрій складається з виконавчого органу, гальмівного рушія і системи керування гальмівним рушієм. Виконавчим органом є нормально замкнуті гальма, наприклад колодкові або дискові, замикання (загальмовування) яких відбувається автоматично за допомогою гальмівного вантажу або пружин. Гальмівний рушій керує роботою гальма і має різні конструкції, наприклад гідроциліндри або пневмоциліндри, що керовані за допомогою блоків керування в автоматичному режимі або машиністом - у ручному режимі. Відомий гідравлічний гальмівний пристрій шахтної підйомної машини, що містить виконавчий орган у вигляді колодкового гальма, що складений з гальмівних балок, гальмівних колодок з фрикційними накладками, гальмівного обода, виконаного на барабані шахтної підйомної машини, шарнірно-важільного механізму, замикаючого вантажу, гальмівного рушія і блока керування. Гальмівним рушієм відомого пристрою є гідроциліндр з гідросистемою, що взаємодіє з шарнірно-важільною системою колодкового гальма. Блок керування гідроциліндром складається з регулятора робочого гальмування у вигляді керованого триходового крана і пристрою запобіжного гальмування, що містить керований електромагнітом чотириходовий золотниковий кран. Гальмівний пристрій забезпечує регулювання швидкості обертання барабана в робочих режимах, точність позиціонування вантажопідйомної судини або кліті в заданому положенні і запобіжне гальмування, (дивися, наприклад, книгу З.М. Федорова. Копальневі підйомні машини. - М.: Углетехиздат. 1958. - стор. 395-396, мал. 182) До основних недоліків відомого гідравлічного гальмівного пристрою слід віднести складність конструкції і технічного обслуговування гідросистеми, залежність стабільності та надійності роботи гідросистеми від ступеня механічного зносу під дією сил тертя прецизійних пар електромагнітного чотириходового золотникового крана, від класу чистоти та властивостей робочої рідини (оливи), від температури в приміщенні, де встановлена шахтна підйомна машина. Відомий також гальмівний пристрій (гальмівна система) шахтної підйомної машини конструкції Новокраматорського машинобудівного заводу, що складається з виконавчого органу у вигляді колодкового гальма, що містить гальмівні балки, гальмівні колодки з фрикційними накладками, гальмівного обода барабана і шарнірно-важільного механізму, гальмівного рушія пневмоциліндра, який взаємодіє з гальмівними балками та шарнірно-важільним механізмом, системи підготовки і подачі стислого повітря та блока керування гальмівним пристроєм, що містить електропневматичні повітророзподільні клапани і золотниковий регулятор тиску. Гальмування гальма (замикання виконавчого органу) - відбувається за допомогою гальмівного вантажу. Розмикання виконавчого органу (розторможування гальма) виконують за допомогою пневмоциліндрів, що керовані блоком керування. Блок керування керує роботою пневмоциліндрів, що кінематично зв'язані з шарнірно-важільною системою колодкових гальм барабанів шахтної підйомної машини, (див. наприклад книгу: Сидоренко А.Ф., Солоха А.П., Роженцов Б.С. Аппаратура управления тормозными приводами шахтных подъемных машин. М.: Недра, 1974. - стор. 8-17, мал. 1, 2). Вищезазначений гальмівний пристрій шахтної підйомної машини забезпечує створення робочого гальмівного моменту на валу барабана, утримання барабана машини після його зупинки та запобіжне гальмування машини в аварійних ситуаціях. Головним недоліком найближчого аналога є дуже різке накладення гальмівного моменту і нестабільна робота регулятора тиску золотникового типу, особливо в режимі запобіжного гальмування, коли потрібне плавне, без поштовхів і ударів, переміщення гальмівних колодок. У режимі запобіжного (аварійного) гальмування, швидкість накладення гальмівного моменту жорстко регламентована за часом правилами техніки безпеки. У разі дуже швидкого накладення гальмівного моменту на барабан зростають динамічні навантаження на вантажопідйомну посудину з вантажем, вантажопідйомні канати і обичайку барабана. При збільшенні часу накладення гальмівного моменту більше регламентованого, зменшується точність позиціонування вантажопідйомної посудини. Всі вищеперелічені чинники зменшують безпеку і надійність роботи гальмівного пристрою і шахтної підйомної машини. Це викликано впливом на працездатність золотникової пари регулятора тиску досить великого числа чинників 1 UA 90753 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 (навколишньої температури, наявності мастила, точності виготовлення, чистоти робочого середовища (стислого повітря) і так далі). У основу корисної моделі поставлено задачу підвищити безпеку та надійність роботи гальмівного пристрою шахтної підйомної машини, особливо в режимі запобіжного гальмування, шляхом удосконалення конструкції блока керування і за рахунок технічного результату, що полягає в забезпеченні оптимальної швидкості переміщення гальмівних колодок та забезпеченні плавного, без поштовхів і ударів, накладення гальмівного моменту на гальмівний обід барабана. Поставлена задача вирішена за рахунок того, що в гальмівному пристрої шахтної підйомної машини, яка містить виконавчий орган у вигляді пневмоциліндрів, що кінематично зв'язані з важелями шарнірно-важільного механізму гальма підйомної машини, системи підготовки і подачі стислого повітря, розподільного органу і регулюючого органу, сполучених між собою за допомогою пневмомагістралей, регулюючий орган виконаний у вигляді окремого блока, що складається, наприклад, з електропневматичного перетворювача тиску з аналоговим керуванням і інтегрованим системним зворотнім зв'язком по вихідному тиску і клапанного регулятора тиску. Тільки завдяки тому, що в гальмівному пристрої шахтної підйомної машини регулюючий орган виконаний у вигляді окремого блока, до складу якого входять, наприклад, електропневматичний перетворювач тиску з аналоговим управлінням і інтегрованою системою зворотного зв'язку по вихідному тиску та клапанний регулятор тиску, забезпечена оптимальна швидкість переміщення гальмівних колодок та забезпечене плавне, без поштовхів і ударів, накладення гальмівного моменту на гальмівний обід барабана в режимі запобіжного гальмування, підвищена безпека і надійність роботи гальмівного пристрою і шахтної підйомної машини. Отриманий технічний результат не можливо отримати, якщо з приведеної сукупності істотних ознак виключити будь-який. Заявлений гальмівний пристрій є промислово-застосовний, оскільки ПАТ "НКМЗ" розроблений робочий проект та виготовлена шахтна підйомна машина з використанням вищезазначеного технічного рішення. Корисна модель пояснюється кресленнями, де приведена схема гальмівного пристрою шахтної підйомної машини. Гальмівний пристрій містить гальмівний рушій у складі аварійного пневмоциліндра 1 з електромагнітним розподільником стислого повітря 2 і робочого пневмоциліндра 3, що кінематично зв'язані з гальмівними балками і шарнірно-важільною системою 4 гальма шахтної підйомної машини, що оснащена гальмівним вантажем 5 (гальмівні балки, колодки гальма і барабан шахтної підйомної машини на рисунку умовно не показані). Пневмоциліндри: аварійний 1 і робочий 2, зв'язані з блоком керування 6 та системою підготовки і подачі стислого повітря 7 за допомогою пневмомагістралей 8. Відмітною особливістю заявленої корисної моделі є: - блок керування 6, що виконаний у вигляді окремого вузла, до складу якого входять, наприклад, електропневматичний перетворювач тиску 9 з аналоговим керуванням і інтегрованим системним зворотним зв'язком по вихідному тиску та клапанний регулятор тиску 10. Електропневматичний перетворювач тиску 9, за рахунок свого конструктивного виконання, має високий рівень лінійності, відтворюваності і чутливості та зворотний зв'язок по вихідному тиску. Це забезпечує виняткову відповідність зміни рівня вихідного тиску у залежності від рівня керуючого сигналу, що надходить. Таким чином, тиск в робочому пневмоциліндрі 3 залежить лише від керуючого сигналу, що надходить від оператора або автоматичної системи керування. Об'єм стислого повітря, яким електропневматичний перетворювач 9 змінює витратну характеристику клапанного регулятора тиску 10 дуже малий. Саме за рахунок цього досягнуто високу швидкодію гальмівного пристрою шахтної підйомної машини, крім того, для керування керуючим блоком 6 використовується стисле повітря, яке відокремлене від потоку стислого повітря, що йде в робочий пневмоциліндр 3. Працює заявлений гальмівний пристрій шахтної підйомної машини таким чином. У неробочому положенні шахтної підйомної машини, гальмівні колодки з фрикційними накладками з гальмівним зусиллям, яке створює гальмівний вантаж 5, притиснуті до гальмівного обода барабана шахтної підйомної машини і надійно утримують останній від обертання. Під час роботи шахтної підйомної машини виконують примусове розгальмовування барабана. Для цього, водночас з подачею живлення (електричного струму) на електродвигун шахтної підйомної машини, подається первинний керівний струмовий сигнал на 2 UA 90753 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 електромагнітний розподільник стислого повітря 2. Електромагнітний розподільник стислого повітря 2 спрацьовує і подає стисле повітря в поршневу порожнину аварійного пневмоциліндра 1. Рухаючись угору шток пневмоциліндра 1 повертає важелі шарнірно-важільної системи 4 гальма шахтної підйомної машини, піднімає гальмівний вантаж 5 і відводить колодки гальма від тормозного ободу барабана, забезпечивши йому вільне обертання в потрібну сторону. Водночас, первинний електричний сигнал від системи управління шахтною підйомною машиною також подається на електропневматичний перетворювач тиску 9. Електропневматичний перетворювач тиску 9 подає первинний пневмосигнал на клапанний регулятор тиску 10. Клапанний регулятор тиску 10 подає стисле повітря по пневмомагістралі у поршневу порожнину робочого пневмоциліндра 3. Шток робочого пневмоцилиндра 3 одночасно з штоком аварійного пневмоцилиндра 1 повертає важелі шарнірно-важільної системи 4 гальма шахтної підйомної машини, і також забезпечує розгальмовування барабана шахтної підйомної машини. Керування гальмуванням барабана шахтної підйомної машини в робочому режимі виконують шляхом керування роботою електропневматичного перетворювача тиску 9, який забезпечує подачу керуючих імпульсів стислого повітря, в клапанний регулятор тиску 10. Клапанний регулятор тиску 10 регулює подачу стислого повітря в поршневу порожнину робочого пневмоцилиндра 3 і регулює переміщення його штока разом з важелями шарнірноважільної системи 4 гальма і відповідно регулює величину гальмівного моменту на гальмівному ободі барабана. Наявність у електропневматичного перетворювача тиску 9 інтегрованого системного зворотного зв'язку по вихідному тиску забезпечило високу точність регулювання тиску стислого повітря в пневмосистемі робочого пневмоцилиндра, у відповідності робочою діаграмою шахтної підйомної машини. Гальмівний пристрій шахтної підйомної машини забезпечує виконання наступних видів (режимів) гальмування: 1) регульоване (робоче) гальмування. Здійснюється в основному по команді машиніста підйому з пульта керування машиною або в автоматичному режимі від системи автоматичного управління. В процесі регульованого гальмування відбувається плавна зміна гальмівного моменту від нуля до максимуму, тобто виконуються діаграми швидкості в режимі підйому і спуску, а також зупинка машини і утримання її рухомих частин від обертання в період між підйомами. Для забезпечення цього режиму керуючий сигнал надходить на електропневматичний перетворювач тиску 9 і клапанний регулятор тиску 10, за допомогою яких відбувається регулювання подачі стислого повітря в робочий пневмоциліндр 3. Це забезпечує переміщення гальмівних колодок і створення гальмівного моменту на барабані шахтної підйомної машини у відповідності до робочої діаграми. 2) стопорне гальмування. Застосовується, зазвичай, у разі автоматичного керування шахтною підйомною машиною, коли основний процес гальмування здійснюється електричним способом, а гальмівний пристрій застосовують лише для стопоріння (зупинки) вантажопідйомної посудини в кінці шляху, як правило, на дуже малій (повзучій) швидкості, чим досягається велика точність зупинки. При автоматичному стопорінні накладається відразу повний робочий гальмівний момент. Цей режим також забезпечено за допомогою електропневматичного перетворювача тиску 9 і клапанного регулятора тиску 10, що регулюють подачу стислого повітря в робочий пневмоциліндр 3. 3) запобіжне або аварійне гальмування - це накладення гальмівного моменту у разі виникнення аварійного стану підйомної машини. Запобіжне гальмування здійснюється або машиністом підйому або автоматично, у разі спрацьовування засобів захисту машини. При аварійному гальмуванні припиняється подача електричного сигналу на електромагнітний розподільник стислого повітря 2. Під дією внутрішньої пружини електромагнітний розподільник стислого повітря 2 перемикається в положення скидання стислого повітря з поршневої порожнини аварійного пневмоциліндра 1. Під дією власної ваги, гальмівний вантаж 5 опускається та переміщує важелі шарнірно-важільної системи та гальмівні колодки гальма і забезпечує накладення стопорного гальмівного моменту на барабан. Водночас припиняють подачу стислого повітря в робочий пневмоциліндр 3 та переключають його поршневу порожнину на скидання стислого повітря. Після виконання операції по підйому або спусканню вантажопідйомної посудини, припиняють подачу електроживлення на електричний двигун та на електромагнітний розподільник стислого повітря 2. Електромагнітний розподільник стислого повітря 2 спрацьовує у відповідності до режиму аварійного гальмування. 3 UA 90753 U 5 Виконання гальмівного пристрою шахтної підйомної машини у відповідності до заявленого технічного рішення забезпечило оптимальну швидкість переміщення гальмівних колодок та повільне, без поштовхів і ударів, накладення гальмівного моменту на гальмівний обід барабана. Цим підвищено надійність, безвідмовність, швидкодію, урегульованість, плавність гальмування, що гарантує неможливість виникнення коливань гальмівної системи, динамічного перевантаження і надмірних гальмівних уповільнень у підйомної машини. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 10 15 Гальмівний пристрій шахтної підйомної машини, що містить гальмівний рушій у вигляді пневмоциліндрів, що кінематично зв'язані з важелями шарнірно-важільного механізму гальма підйомної машини, системи підготовки і подачі стислого повітря, розподільного пристрою і регулюючого органу, сполучених між собою за допомогою пневмомагістралей, який відрізняється тим, що регулюючий орган виконаний у вигляді окремого блока, до складу якого входять, наприклад, електропневматичний перетворювач тиску з аналоговим управлінням і інтегрованою системою зворотного зв'язку по вихідному тиску і клапанний регулятор тиску. Комп’ютерна верстка Д. Шеверун Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4