Пристрій для керування робочим органом прохідницького щита

Изобретение относится к горному делу и м.б, использовано в проходческих комбайнах и щитовых тоннелепроходческих комплексах, оборудованных стреловыми рабочими органами (Р0) или РО экскаваторного типа. Цель изобретения - повышение производительности работы устройства путем автоматизации выполнения части функций оператора. Устр-во для управления РО проходческой машины имеет насосы 2, 3, соединенные всасывающими трубопроводами 4, 5 с баком 6. Выходы насосов 2, 3 соединены соответственно с напорными магистралями (М) 7, 9 с установленными в каждой из них обратными клапанами 8, 10. С баком 6 М 7, 9 соединены через предохрани 35-89 м Ч тельные клапаны 11, 12. Управление гидроцилиндрами РО осуществляется трехпоэиционными гидрораспределителями (ГР) 14, объединенными в два блока 16, 17. При этом М 9 насоса 3 соединена с входом дополнительного двухпозиционного пятилинейного ГР 19. Второй вход ГР 19 соединен линией 20 с выходом блока 16 ГР 14. Средний выход ГР 19 линией 21 соединен с входом блока 17 ГР 14, а два других выхода дополнительными лккияки 22 и 23 соединены соответственно с линией 18, подключенной к входу блока 16 и сливной М 24. Для обеспечения автоматического регулирования скорости перемещения РО в зависимости от нагрузки дополнительная линия 22 соединена линией 25 с входом напорного золотника 26, Выход последнего соединен линиями 27 и 23 с М 24, а линия управления 28 - с М 7. При повышении сопротивления перемещению РО давление рабочей жидкости в гидросистеме повышается. При этом напорный золот—1 ник 26 открывается и рабочая жидкость от одного из насосов 2 и 3 сливается в бак 6, Скорость перемещения РО автоматически снижается. При дальнейшем повышении давления срабатывает предохранительный клапан 12 и рабочая жидкость сливается в бак 6 от насоса 3. Таким образом обеспечивается ступенчатое регулирование скорости перемещения РО при изменении сопротивления его перемещению. 6 ил. © СП го 3 1510452 Изобретение относится к горному ка 16, и сливной магистралью 24 а делу и может быть использовано в конСливная магистраль 24 соединена с струкциях проходческих комбайнов и баком 6. Для обеспечения автоматичесщитовых тоннелепроходческих комплек- с кого регулирования скорости перемещесов,оборудованных стреловыми рабочими ния рабочего органа 1 в зависимости органами или рабочими органами экскаот нагрузки дополнительная линия 22 ваторного типа, соединена линией 25 с входом напорного золотника 26, выход которого соеЦель изобретения - повышение про-_ иэводительности работы устройства пу-|р динен линиями 27 и 23 со сливной магистралью 24, а линия управления 2 8 тем автоматизации выполнения части с напорной магистралью 7. При этом функций оператора. дополнительная линия 22 соединена На фиг.1 показана проходческая с линией 18, подключенной к входу машина, общий вид; на фиг,2 - гидравблока 16, через обратный клапан 29. лическая схема устройства для управ** 15 Напорная магистраль 7 может соедиления рабочим органом; на фиг,3-6 няться с линией 18 как непосредственгидравлическая схема устройства для но (см. фиг.2), так и через обратный управления рабочим органом, варианты клапан 30 (см. фиг.З). В другом вариисполнения. анте вход напорного золотника 26 соеУстройство для управления рабочим 20 динен линией 31 с напорной магисторганом 1 проходческой машины содерралью 7, а его линия управления 32 жит насосы 2 и 3, соединенные всасыс дополнительной линией 22. При этом вающими трубопроводами 4 и 5 с баком дополнительная линия 22 и напорная 6, Выход насоса 2 соединен с напорной магистраль 7 соединены с линией 18 магистралью 7 с установленным в ней 25 через обратные клапаны 29 и 30 соотобратным клапаном 8, а выход насоса ветственно. Как в первом, так и во 3 соединен с напорной магистралью 9 втором вариантах обратные клапаны 29 с установленным в ней обратным клапаи 30 могут быть заменены клапаном ном 10. Напорные магистрали 7 и 9 соИЛИ 33, При этом линия 18 соединена единены с баком 6 через предохрани- ЗО с выходом клапана ИЛИ 33, а дополнительные клапаны 11 и 12, Гидроциляидтельная линия 22 и напорная магистры (гидромоторы) 13, обеспечивающие раль 7 - со входами этого клапана 33. соответствующие перемещения рабочего Все элементы, дополнительно введенные органа 1, управляются гидрораспредев устройство управления, дополнительлителями 14 и соединены с ними лининый гидрораспределитель 19, напорный ями 15, Количество гидрораспределите- 35 золотник 26, обратные клапаны 29 и 30 лей 14 равно количеству независимых (в другом варианте клапан 33 ИЛИ), движений, которые может совершать а также соединяющие их линии констрабочий орган 1, Гидрораспределители руктивно выполнены в виде единого 14 объединены в два блока 16 и 17, блока 34 автоматического регулироваГидрораспределители 14 выполнены ния скорости рабочего органа 1. Гидтрехпозиционными с открытым центром, росистема устройства заполнена рабоа в пределах каждого из блоков 16 чей жидкостью. Предохранительные клаи 17 соединены последовательно змейпаны 11 и 12 настроены на давление Р ^ кой. Напорная магистраль 7 насоса 2 и Р г соответственно, а напорный зосоединена линией 18 с входом блока 45 лотник 26 настроен на давление Р^, 16 гидрораспределителей 14, а напорменьшее давлений Р ( и Р г . ная магистраль 9 насоса 3 соединена с входом дополнительного двухпозициПредлагаемое устройство работает онного пятилинейного гидрораспредилиследующим образом. теля 19. Второй вход гидрораспредели-50 Рабочая жидкость из бака 6 подаеттеля 19 соединен линией 20 с выходом ся насосами 2 и 3 через обратные клаблока 16 гидрораспределителей 14» паны 8 и 10 в напорные магистрали 7 Средний выход гидрораспределителя 19 и 9. В том случае, когда дополнительлинией 21 соединен с входом блока 17 гидрораспределителей 14, а два дру- 55 ный гидрораспределитель 19 переключен вправо, напорная магистраль 9 через гих выхода дополнительными линиями гидрораспределитель 19 соединяется 22 и 23 соединены соответственно с линией 21 с входом блока 17 гидрораслинией 18, подключенной к входу блопределителей 14 рабочего органа 1, 5 1510452 ный золотник 26 не оказывает на раа линия 20 соединена с выходом блока боту устройства никакого влияния, 16 - со сливной магистралью 24 через Так как рабочая жидкость к блокам 16 дополнительную линию 23. Дополнительи 17 гидрораспределителей 14 подается ная линия 22, соединенная с линией от двух не связанных между собой на18, закрыта. Рабочая жидкость при сосов 2 и 3, рабочий орган 1 может этом от насоса 2 подает ся к блоку 16 при необходимости совершать одт ррегидрораспределителей 14 рабочего орменно два независимых движения. Б том гана I, а от насоса 3 - к блоку 17 случае, когда дополнительный гидрэгидрораспределителей 14. Выходы обоих ш распределнтель 19 переключен влево, блоков 16 и 17 гидрораспределителей напорная магистраль 9 через дополни14 рабочего орг ана 1 соединены со тельную линию 22 с установленным в сливной магистралью ?4, При переклюней обратным клапаном 29 соединяется чении какого-либо из гидрораспределис линией 18, подключенной к входу телей 14 блока 16 рабочая жидкость под давлением подается к соответству- 15 блока 16 гидрораспределителей 14, а выход этого блока 16 линиями 20 и 21 ющему гидроцилиндру 13 рабочего орсоединяется с входом блока 17, Дополгана 1. Скорость перемещения рабочего нительная линия 23, соединенная со органа 1 определяется в этом случае сливной магистралью 24, перекрыта. размерами гидроцилиндра 13 и произ20 Таким образом, блоки 16 и 17 гидроводительностью насоса 2, а максимальраспределителей 14 подключаются посное усилие на рабочем органе 1 ограледовательно, т.е. фактически объединичивается предохранительным клапаном няют; ся в один блок, на вход которого 11, настроенным на давление Pf . При подается рабочая жидкость от обоих увеличении сопротивления перемещению 25 насосов 2 и 3. Если все гидрораспрерабочего органа 1 до величины, превыделнтели J4 блоков 16 и М установлешающей расчетную, предохранительный ны в нейтральном положении, то рабоклапан 11 открывается, а рабочая жидчая жидкость, подаваемая насосами 2 кость сбрасывается г бак 6. Аналогичи 3, проходит последовательно через ным образом устройство работает при 30 гчдрорагпределителч 14 бпока 16, допереключении гидрораспределителя 14 полнительный гидрораспределиталь 19, блока 17 рабочего органа 1, Только гидрораспределителч 14 блока 17 и в этом случае скорость перемещения сливается в бак 6. Давление в гидрорабочего органа 1 и максимальные усисистеме при этом определяется только лия на нем определяются производисопротивлением трубопроводов. При 35 переключении какого-либо гидрораспретельностью насоса 3 и давлением Р 2 настройки предохранительного клападелителя 14 блока 16 или 17 рабочая на 12, В этом режиме наличие напорножидкость подается к соответствующему го золотника 26, настроенного на давгидроцилиндру 13 рабочего органа 1. ление Р э , меньше давлений Р, и Р г Скорость перемещения рабочего органа настройки предохранительных клапанов 40 1 в этом случае определяется суммар11 и 12 и не влияет на работу устройной производительностью насосов 2 ства. При повышении давления в напори 3. Так, при одинаковой производиной магистрали 7 и соединенной с ней тельности насосов 2 и 3 скорость пелинии управления 28 напорного золотремещения рабочего органа 1 возрастаника 26 до уровня выше давления Р 3 45 ет в два раза. Так как блоки 16 и 17 его настройки напорный золотник 26 гидрораспределителей 14 подключены открывается. Однако его вход линией последовательно, то никаких дополни25 соединен с дополнительной линией тельных манипуляций при попеременном 22, которая в данный момент обратным включении гидрораспределителей 14, клапаном 29 и гидрораспределителем ->0 входящих в состав различных блоков , 19 отделена как от напорной магистра16 и 17, не требуется, а потери вре-ли 7, так и от напорной магистрали 9. мени, связанные с дополнительными Если же с дополнительной линией 22 манипуляциями, отсутствуют. В резульсоединена линия управления 32 напортате упрощается управление рабочим ного золотника 26, то он остается 55 органом 1 и увеличивается его прозакрытым при любых изменениях давлеизводительность, при повышении сопрония в напорных магистралях 7 и 9. Как тивления перемещению рабочего органа в том. так и в другом случаях напор 1510452 1 давление рабочей жидкости в гидросистеме' также повышается. При повышении давления рабочей жидкости до давления Р, настройки напорного золотника 26 или выше он открывается, а рабочая жидкость от одного из насосов 2 или 3 через напорный золотник 26 сливается в бак 6, Если линия управления 28 напорного золотника 26 соединена с напорной магистралью 7, а его вход - с дополнительной линией 22, то в бак 6 сливается рабочая жидкость от насоса 3, Скорость перемещения рабочего органа 1 при 15 этом автоматически снижается и определяется производительностью насоса 2. Напорный золотник 26 удерживается открытым за счет давления в напорной магистрали 7, создаваемого насосом 2. 20 Поэтому рабочая жидкость от насоса 3 беспрепятственно сливается в бак 6, Нагрев рабочей жидкости и связанные с ним потери энергии отсутствуют. При дальнейшем повышении давления ра- 25 бочей жидкости до величины Р , сраба, тывает предохранительный клапан 11, а рабочая жидкость от насоса 2 также сливается в бак 6. Если линия управления 32 напорным золотником 26 сое- 30 динена с дополнительной линией 22, а его вход линией 31 - с напорной магистралью 7, то при повышении давления напорный золотник 26 соединяет насос 2 со сливной магистралью 24. 35 В этом случае скорость перемещения рабочего органа 1 также автоматически снижается и определяется производительностью насоса 3. Так как напорная магистраль 7 соединяется с линией 18 через обратный клапан 30, а линия уп- 40 равления 32 соединена с дополнительной линией 22, то напорный золотник 26 удерживается открытым за счет давления в дополнительной линии 22, соедаваемого насосом 3, а рабочая жидкость от насоса 2 беспрепятственно сливается в бак 6, Таким образом, нагрев рабочей жидкости и связанные с ним потери энергии исключены и в этом случае. При дальнейшем увеличе- 50 нии сопротивления перемещению рабочего органа 1 давление рабочей жидкости продолжает повышаться, пока не достигнет величины Р~ настройки предохранительного клапана 12, В результа- 55 те предохранительный клапан 12 срабатывает, а рабочая жидкость от насоса 3 также сливается в бак 6. 8 Если насосы 2 и 3 имеют одинаковую производительность, а давление настройки предохранительных клапанов 1] и 12 также одинаково, то схема подключения напорного золотника 26 не играет никакой роли. Ьсли же эти параметры различны, то соединяя линию управления 28 (32) напорного золотника либо с напорной магистралью 7, либо с дополнительной линией 22, можно получать различные характеристики устройства управления. Поэтому схема подключения напорного золотника 26 выбирается в каждом конкретном случае с учетом условий работы и нужных для этого параметров и характеристик устройства. Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает автоматическое стуленчатое регулирование скорости перемещения рабочего органа 1 при изменении сопротивления его перемещению, что позволяет более полно использовать мощность рабочего органа 1 для разрушения горной породы и приводит к увеличению его производительности . Автоматическое регулирование скорости подачи рабочего органа 1 в зависимости от величины сопротивления его перемещению дает еще больший эффект в том случае, когда оба насоса 2 и 3 приводятся во вращение одним двигателем. Это возможно в том случае, если насосы 2 и 3 представляют собой секции двухсекционного насоса, либо если насосы 2 и 3 установлены на выходных валах одного раздаточного редуктора. В этом случае применение предлагаемого устройства для управления рабочим органом проходческой машины позволяет более полно использовать мощность приводного двигателя. В результате для привода насосов 2 и 3 может быть использован двигатель меньшей мощности. Дополнительный гидрораспределитель 19 переключается влево и в том случае, если один из насосов 2 или 3 вышел из строя, или отключен по каким-либо другим причинам. При выходе из строя насоса 3 рабочая жидкость к обоим соединенным последовательно блокам 16 и 17 гидрораспределителей 14 подается от насоса 2, Соответственно скорость перемещения рабочего органа 1 определяется производительностью насоса 2, а максимальное усилие на рабочем органе 1 давлением R, настройки предохранительного клапана 11. При 10 510452 дыдущем варианте. Так как в напорных повышении давления открывается напормагистралях 7 и 9 установлены обратный золотник 26, так как его линия ные клапаны 9 и 10, то вышедший из управления 28 соединена с напорной строя насос 2 или 3 можно заменять, магистралью 7. Но на работу устройстне останавливая работы проходческой ва это не влияет, так как дополнимашины. Необходимо также отметить, тельная линия 22, соединенная с вхочто так как при выходе из строя однодом напорного золотника 26 линией 25, го из насосов 2 или 3 блоки 16 и 17 отделена от напорной магистрали 7 гидрораспределителей 1А соединены обратным клапаном 29. В том случае, 10 последовательно, то управление гидроесли вышел из строя насос 2, работа цилиндрами 13 с разных блоков 16 или устройства обеспечивается насосом 3, 17 не требует каких-либо дополнирабочая жидкость от которого через тельных манипуляций, В том случае, гидрораспределитель 19, дополнительесли обратные клапаны 29 или 30 заменую линию 22 и линию 18 передается нены на один клапан ИЛИ 33, входы на вход двух последовательно соедикоторого соединены с напорной магиненных блоков 16 и 17 гидрораспредестралью 7 и дополнительной линией 22, лителей 14, Скорость перемещения раа выход - с линией 10, устройство '-, ..бочего органа 1 определяется при во всех режимах работает так, как этом производительностью насоса 3, 20 это описано выше. Однако в результате а максимальное усилие - давлением такой замены несколько уменьшаются настройки Р^ предохранительного клагабариты устройства и повышается его пана 12, Если напорная магистраль 7 надежность. Во всех вариантах устройнепосредственно соединена с линией 18, то при повышении давления напор- 25 ства, описанных выше, целесообразно все вновь введенные элементы: дополный золотник 26 открывается, а рабонительный гидрораспределитель 19, чая жидкость из дополнительной линии напорный золотник 26, обратные кла22, соединенной с выходом насоса 3, паны 29 и 30 (в другом варианте класливается в бак 6. Поэтому при выходе пан ИЛИ 33), а также соединяющие их из строя насоса 2 и непосредственном соединении напорной магистрали 7 с 30 линии объединить и выполнить в виде блока 34, В этом случае блок 34, авлинией 18 напорный золотник 26 перетоматически регулирующий скорость страивается с давления срабатывания рабочего органа 1, изготавливается Р г на давление большее давления и заранее настраивается на заводе, Р 4 срабатывания предохранительного что позволяет использовать предлагае35 мое устройство не только во вновь клапана 12, При соединении напорной магистрали 7 с линией 18 через обратсоздаваемых машинах, но и с мини- . ный клапан 30 необходимость перест- ' • мальными затратами снабдить такими ройки напорного золотника 26 исключаустройствами проходческие машины, ется, так как его линия управления 40 выпущенные ранее и, соответственно, 28, соединенная с напорной магистповысить их производительность. Таралью 7, отделена обратным клапаном ким образом, предлагаемое устройство 30 от линии 18 и дополнительной линии для управления рабочим органом про22. В результате напорный золотник 26 ходческой машины обеспечивает как остается закрытым независимо от колевозможность совершения рабочим оргабаний давления в дополнительной лином двух независимых движений в том нии 22 и линии 18, При соединении случае, когда каждый блок гидрорасвхода напорного золотника 26 линией пределителей соединен со своим насо31 с напорной магистралью 7, а линии сом, так и возможность ускоренного управления 3 2 - е дополнительной липеремещения рабочего органа в том нией 22, Обе линии: как напорная ма- 50 случае, когда потоки рабочей жидкосгистраль 7, гак и дополнительная лити от двух насосов объединены, а блония 22 соединены с линией 18 через ки гидрораспределителей соединены обратные клапаны 30 и 29, Поэтому последовательно. При этом для соверпри выходе из строя одного из насосов 2 или 3 напорный золотник 26 автома- 55 Ш ения рабочим органом любого движения тически отключается и на работу устс увеличенной скоростью переключать ройства не влияет, В остальном уст*'-дополнительный гидрораспределитель ройство работает так же, как и в прене нужно. Кроме того, использование 11 12 1510452 предлагаемого устройства обеспечивает щее два насоса, напорные магистрали автоматическое ступенчатое изменение с предохранительными и обратными класкорости перемещении рабочего органа панами, два блока соединенных послев зависимости or величины сил сопродовательно гидрораспределителей уптивления , что позволяет более полно равления гидроцилиндрами рабочего использовать возможности рабочего ороргана и дополнительный пятилинейный гана і Автоматическое регулирование гидрораспределитель, один вход котоскорости осуществляется за счет соерого соединен с напорной магистралью динения одного любого насоса со слиодного из насосов, напорный золотник, вом при увеличении давления рабочей обратные клапаны, сливную магистраль, жидкости. Это позволяет, изменяя схео т л и ч а ю щ е е с я тем, что, му подключения напорного золотника, с целью повышения производительности подбирать нужные характеристики устрабочего органа путем автоматизации ройства, что в свою очередь обеспевыполнения части функций оператора, чивает возможность оптимизации харак- 15 дополнительный гидрораспределитель теристик рабочего органа, в результавыполнен двухпозиционным, второй вход те чего повышается его производительдополнительного гидрораспределителя ность. В результате использования соединен с выходом блока гидрораспрепредлагаемого устройства повышается делителей, вход которого через обраттакже надежность проходческой машины, 20 ные клапаны соединен с напорной магитак как обеспечена возможность работы стралью второго насоса и дополнительпри выходе из строя одного из насосов ной линией, соединенной с выходом без какой-либо перенастройки клаланов дополнительного гидрораспределителя, и напорного золотника. Надежность центральный выход которого соединен также повышается при замене обратных 25 с входом второго блока гидрораспредеклапанов на клапан ИЛИ. лителей, а третий выход - второй допопнительной линией со сливной магиВсе это приводит к повышению простралью, при DTOM первая дополнительизводительности рабочего органа птюная линия и напорная магистраль второходческой машины. 30 го насоса соединены с входом и линией Формула ч з о б р е т е Ія я управления напорного золотника, выход которого соединен со сливной магист' Устройство для управления рабочим ралью, органом проходческой машины, содержа 1510652 К п/фюцишнфам 1$рабочею X $и$роци J5 15 Фив Z Л (удроциякифт !3ррі# враіна ? К гидрациливрам t3pa£ove*o орел на, Т -. А, 1510452 К гидроцилиндрам fJ рабочего органа 1 .15 15 К Фиг. 6 Редактор Т.Шагова Составитель О.Панчук Техред м.Ходанич Корректор И.Муска Заказ 1776/ДСП Тираж 312 Подписное БНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская н а б . , д . 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина,