Устройство для автоматической защиты исполнительного органа горной машины от перегрузок Советский патент 1983 года по МПК E21C35/24 

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к устройствам защиты электропривода исполнительного органа проходческого комбайна. Известно устройство, содержащее цепь защиты электродвигателя от опрокидывания, воздействующую через электрогидравлический клапан на гидравлический двигатель привода подачи. При наличии твердых включений ток статора электродвигателя быстро нарастает и при достижении им BS% опрокидывающего срабатывает полупроводниковое реле и включает электрогидравлическую заслонку. Эле трогидравличёский элемент защиты пр кращает поступление масла в гидродвигатель. Прекращение перемещения стрелы исполнительного органа при включенном главном электродвигателе способствует отбрасыванию фрезы от забоя за счет обратной реакции Clj. Однако этот способ защиты не опр дал себя, поскольку исполнительный орган чаще всего заштыбован. Известно устройство для автомати ческой защиты исполнительного органа горной машины от перегрузок, содержащее подсоединенный к гидросети клапан ИЛИ, гидроаккумулятор, ре гулируемый дроссель, датчик нагрузки и последовательно соединенные с помощью трубопроводов гидрораспреде литель ручного управления, гидрораспределитель гидравлического управления и гидроцилиндр подачи исполнительного органа. Перегрузка гл ного двигателя контролируется по ре кому нарастанию давления до какоголибо постоянного значения в нагнетательном трубопроводе в момент встречи исполнительного органа с колчеданным включением. Сигнал о перегрузке фиксируется клапаном ИЛИ Предохранительный клапан выполняет функцию датчика нагрузки. Гидрораспределитель осуществляет реверс .исполнительного органа комбайна. Время отвода контролируется за счет времязадерживающеи цепочки 2, Недостатком данного устройства является ограниченная область применения, так как оно срабатывает только при перегрузках постоянной величины, а на максимальные нагрузки переменной длительности не реаги рует. Кроме того, оно содержит элек тромеханические устройства с ч , работает при двух различных источниках энергии (гидравлической и злектрической),. что усложняет устройство и снижает его надежность. Цель изобретения - расширение пре делов действия защиты на область переменных максимальных нагрузок различной длительности и упрощение. Поставленная цель достигается тем, что устройство для автоматической защиты исполнительного органа горной машины от перегрузок, содержащее подсоединенный к гидросети клапан ИЛИ, гидроаккумулятор, регулируемый дроссель, датчик нагрузки и последовательно соединенные с помощью трубопроводов гидрораспределитель ручного управления, гидрораспределитель гидравлического управления и гидроцилиндр подачи исполнительного органа, снабжено нерегулируемым дросселем и гидрораспределителем автоматического управления, выполненным в виде корпуса с четырьмя управляющими выточками и установленного в нем золотника с проточкой в средней части, и пружиной, причем первая выточка соединена с торцовой полостью гидрораспределителя гидравлического управлен 1Я и через регулируемый дроссель соединена со сливной магистралью гидросети, а через нерегулируемый дроссель соединена с iторцовой полостью гидрораспределителя автоматического управления и с выходом датчика нагрузки, вход которого соединен с выходом клапана ИЛИ и третьей выточкой гидрораспределителя автоматического управления, вторая и четвертая выточки которого соединены с гидроаккумулятором, при этом ширина проточки равна расстоянию между первой и второй и второй и третьей выточками в корпусе гидрораспределителя автоматического управления. На чертеже представлена принципиальная гидравлическая схема устройства для автоматической защиты электродвигателя ис полнительного органа горной машины от перегрузок. Устройство содержит гидроцилиндр 1 подачи исполнительного органа, рабочие полости которого сообщены через гидрораспределитель 2 гидравлического управления и гидрораспределитель 3 ручного управления с напорной k и сливной 5 магистралями гидросети. Гидролинии 6 и 7, соединяющие гидрораспределители 2 и 3, соединены гидролиниями 8 и 9 с входа ми клапана ИЛИ 10, выход которого ги ролинией 11 соединен со входом датчика 12 нагрузки, выполненного в ви.де регулируемого предохранительного клапана. В состав устройства входят также гидролинии 13-17. . датчика 12 нагрузки соединен гидролиниями 13 и 15 с торцовой полостью 18 гидрораспределителя 19 автоматического управления и через нерегулируемый дроссель 20 и гидролинии - с торцовой полостью гидрораспределителя 2. Гидрораспределитель 19 содержит корпус с четырьмя управляющими выточками 21-24. Выточки 21-23 гидравлически взаимодействуют с проточкой 25 золотника 2б, а выточка 2 - с его торцом, причем золотник 2б своей проточкой 25 взаимодействует с выточкой 21, связанной гидролиниями 28, 27 и 17 с торцовой полостью гид рораспределителя 2 и гидролиниями 28, 29 и 30 через регулируемый дрос сель 31 со сливной магистралью 5, с выточкой 22, связанной с гидролиниями 32 и 33 с рабочей полостью гидроаккумулятора и с выточкой 23, связанной гидролинией 35 с выходом клапана ИЛИ 10 и входом датчика 12 нагрузки. Нижний тсЗрец золотника 26 посред ством пружины 36 взаимодействует с корпусом гидрораспределителя 19, а верхний - с торцовой полостью 18 и выточкой 2k, связанной дополнительной гидролинией 37 с рабочей по лостью гидроаккумулятора . Устройство работает следующим об разом. При отсутствии перегрузки (рабочий режим) гидрораспределитель 2 находится в позиции I, а гидрораспределитель 3 может быть включен в позицию I или И в зависимости от направления движения исполнительного органа, связанного со штоком гидроцилиндра 1. В рабочем режиме давление напорной гидролинии не пре вышает расчетное, датчик 12 нагрузк закрыт под действием пружины. В ЭТОМ режиме происходит заряд гидроаккумулятора З через клапан ИЛИ 10 гидролинии 11, 35, выточку 23 корпу 3 .4 са гидрораспределителя 19, проточ- ку 25 золотника 26, выточку 22 гидрораспределителй 19, гидролинии 32 и 33. Исходное состояние гидрораспрюделителя 19 соответствует положению, в котором проточка 25 золотника 26. соединяет выточки 22 и 23 его корпуса. При встрече исполнительного органа проходческого комбайна с колчеданным включением { режим стопорения ) возможно возникновение перегрузок (максимальных нагрузок) двигателя исполнительного органа. Задачей защиты главного привода проходческого комбайна со стреловидным исполнительным органом от перегрузок не только постоянного уровня, но и от переменных различной длительности является своевременное их устранение, что можно осуществить за счет привода подачи. Перегрузки главного двигателя в предлагаемом устройстве защиты контролируются по величине нарастания давления в гидроцилиндре 1. Независимо от направления движения исполнительного органа в данный момент времени сигнал о перегрузке по давлению фиксируется клапаном ИЛИ 10. Затем поток жидкости поступает в датчик 12 нагрузки. При превышении сигнала перегрузки уставки срабатывания защиты, которая фиксируется пружиной Датчика 12, датчик срабатывает, пропускает жидкость в торцовую полость 18 гидрораспределителя 19 и заполняет ее.. Небольшое количество жидкости , поступившее при пиковой перегрузке исполнительного органа в торцовую полость 18 гйдрораспределителя 19, управляет мощным ПОТОКОМ,запасенным гидроаккумулятором 3. Развиваемое в торцовой полости 18 давление достаточно для смещения золотника 26 (происходит незначительное сжатиепружины 36)и открытия выточки . При этом прекращается зарядка гидроаккумулятора З и рабочая жидкость, накопленная-в нем, поступает в полость 18 через выточку 2k гидрораспределителя 19, еще сильнее сжимая пружину 36 и отбрасывая золотник 26 в положение, в котором выточки 21 и 22 соединяются проточкой 25 золотника 2б. Рабочая жидкость из гидроаккумулятора З поступает также по гидролиниям 27 и 17 в полость гидрораспределителя 2, осуществляя реверс ис- i полмительного органа и снятие перегрузки. Одновременно с этим рабочая жидкость через регулируемый дроссель 31 поступает на слив. Регулируемый дроссель служит для изменения пути отвода исполнительного органа от забоя. Нерегулируемый дроссель 20 необходим для приведения схемы в исходное состояние (обеспечивает возврат золотника 26 ) и, кроме того, он демпфирует пики перегрузки очень малой длительности (тысячные и сотые доли секунды )для исключения помех в работе горной машины.

Предлагаемое устройство по сравнению с известным надежнее в работе, так как не допускает длительной, перегрузки двигателя и не содержит ряда электронных блоков, использует только один вид энергии, что повышает эффективность работы и упрощает конструкцию устройства, при этом уменьшается расход электроэнергии за счет исключения ряда электронных блоков. Устройство позволяет также защищать привод от накопления усталостных нагрузок вследствие ограничения максимальных при встрече исполнительного органа с колчеданным включением.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ ЗАЩИТЫ ИСПОЛНИТЕЛЬНОГО ОРГАНА ГОРНОЙ МАШИНЫ от ПЕРЕГРУЗОК, содержащее подсоединенный к гидросети клапан ИЛИ, гидроаккумулятор, регулируемый дроссель, датчик нагрузки и последовательно соединенные с помощью трубопроводов гидрораспределитель ручного управления, гидрораспределитель гидравлического управления и гидроцилиндр подачи исполнительного органа, отличающееся тем, что, с целью расширения пределов действия защиты на область переменных максимальных нагрузок различной длительности и упрощения, оно снабжено нерегулируемым дросселем и гидрораспределителем автоматического управления, выполненным в виде корпуса с четырьмя управляющими выточками и установленного в нем золотника с проточкой в средней части, и пружиной, причем первая, выточка соединена с торцовой полостью гидрораспределителя гидравлического управления и через регулируемый дроссель соединена со сливной магистра§ лью гидросети, а через нерегулиру-. емый дроссель соединена с юрцовой (Л полостью гидрораспределителя автоматического управления и с выходом дат.чика нагрузки, вход которого соединен с выходом клапана ИЛИ и третьей выточкой гидрораспределителя автоматического управления, вторая и четвертая выточки которого соединены 4 с Гидроаккумулятором, при этом ширина проточки равна расстоянию меж4 . ду первой и второй и второй и третьей J выточками ,в корпусе гидрораспреде00 со лителя автоматического управления.