Гидравлическая система программного управления стрелой горной машины Советский патент 1986 года по МПК E21D9/10 E21B44/00 

2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что механический задатчик выполнен в виде установленного с возможностью вращения цилиндра с храповым механизмом и стержнями регулируемой длины, которые на поверхности цилиндра расположены параллельны1

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к устройствам для автоматизированного управления стреловидным рабочим органом самоходных горных машин, используемых, например, для заряжания взрывных скважин при подземной добыче полезных ископаемых.

Целью изобретения является расширение программного диапазона и повышение эффективности работы машины путем автоматизации управления положением стрелы по требуемой программе в соответствии с паспортом буровзрывных работ.

На фиг. 1 показана стрела зарядной машины с гидроприводами ее подвижных звеньев; на фиг. 2 - принципиальная схема гидравлической системы программного управления стрелой зарядной машины.

Гидравлическая система программного управления включает корпус 1 самоходной базы зарядной машины (не показана), на котором жестко закреплена вертикальная стойка 2 с помещенным на нее с возможностью вращения стаканом 3. К стакану 3 шарнирно прикреплена одним концом телескопическая стрела 4 зарядной машины с шарнирно прикрепленной к второму ее концу люлькой 5. Перемещение стрелы 4 в вертикальной плоскости обеспечивается силовым гидроцилиндром 6, щарнирно скрепленным с ней и стаканом 3, а в горизонтальной - силовым гидроцилиндром 7, шарнирно скрепленным с корпусом 1 и кинематически связанным со стаканом 3. Для перемещения люльки 5 вдоль стрелы 4 в последней предусмотрен телескопический силовой гидроцилиндр 8.

В предлагаемую гидравлическую систему входят насос 9, подающий рабочую жидкость из сливного бака 10 через гиДрораспреде- литель И, расположенный в люльке 5, регулируемый дроссель 12 в подпружиненные гидродозаторы 13-15 и управляемые гидроклапаны 16 и 17 давления. Через гидроклапан 16 рабочая жидкость под давлением поступает в гидравлические полости 18-20 управления гидропереключателей 21-23 с подпружиненными золотниками (не показаны), а через подпружиненный гидроклапан 17, подпружиненный гидропереключами рядами, причем храповой механизм кинематически связан с гидроприводом механического задатчика, а стержни установлены с возможностью механического воздействия на штоки гидродозаторов и золотники гидропереключателей.

тель 24 и регулируемый дроссель 25 - в поршневую полость 26 гидроцилиндра 27 гидропривода механического задатчика, выполненного в виде цилиндра 28 с храповым механизмом 29, взаимодействующим со што- ком 30 гидроцилиндра 27. На поверхности цилиндра 28 перпендикулярно к ней рядами 31-34, параллельными оси 35 цилиндра 28, помещены стержни 36, вторыми концами взаимодействующие со связями 37-39, сообщенными с подпружиненными золотниками гидропереключателей 21-23 и штоками 40- 42 гидродозаторов 13-15. Длина стержней 36 во время задания программы изменяется в требуемых пределах, например, ввинчиванием их в тело цилиндра 28.

Подпоршневые полости 43-45 соответственно гидродозаторов 13-15 через нагнетательные клапаны 46, гидропереключатели 21-23 и гидрозамки 47 соединены с одной из полостей гидроцилиндров 6-8 привода подвижных звеньев стрелы 4, а через всасывающие клапаны 48 - со сливным баком 10. Со сливным баком 10 через гидрозамки 47 и гидропереключатели 21-23 соединены и вторые полости гидроцилиндров 6-8.

В трубопровод 49, соединяющий штоко- вую полость 50 гидроцилиндра 27 с гидропереключателем 24, включен регулируемый дроссель 51, а в трубопровод 52, соединяющий с гидропереключателем 24 поршневую полость 26 гидроцилиндра 27, включен регулируемый дроссель 25. Параллельно регулируемым дросселям 12, 51 и 25 и подпружиненному гидроклапану 16 включены обратные клапаны 53-56. Гидросистема имеет напорную 57 и сливную 58 магистрали. Гидравлическая система программного

управления стрелой горной машины работает следующим образом.

Перед отправкой в забой гидравлической системе зарядной машины задается программа перемещений люльки 5 при заряжании

забоя в соответствии с паспортом буровзрывных работ. С этой целью путем ввинчивания в тело цилиндра 28 устанавливается требуемая длина стержней 36 в первом ряду 34. Длина первого слева стержня 36 устанавливается такой, при которой щток 40 гид

родозатора 13, отжимаемый вверх (на фиг. 2) пружиной 59, упрется в конец стержня 36, а в поршневой 43 полости гидродозатора 13 окажется такой объем рабочей жидкости, который необходим для подачи в полость гидроцилиндра 6, чтобы переместить стрелу 4 и люльку 5 по вертикали на задаваемое расстояние. Второй слева в первом ряду 34 стержень 36 взаимодействует концом с концом связи 37 подпружиненного золотника гидропереключателя 21 и удерживает его в одном из двух положений, соединяя каждую из полостей гидроцилиндра 6 с гидродозатором 13 либо со сливным баком 10. Третий слева стержень 36 в ряду 34 концом взаимодействует со штоком 41 гидродозатора 14. Его длина устанавливается, как и у первого стержня, такой, при которой в подпоршневой полости 44 гидродозатора 14 будет столько рабочей жидкости, сколько нужно подать ее в соответствующую полость гидроцилиндра 7 для перемещения люльки 5 на требуемое расстояние по горизонтали. Длиной четвертого стержня 35 ряда 34 задается положение связи 38 подпружиненного золотника гидропереключателя 22, при котором обеспечивается подача рабочей жидкости под давлением в нужную полость гидроцилиндра 7. Длиной пятого в ряду 34 слева стержня 36, взаимодействующего концом со штоком 42 гидродозатора 15, задается доза рабочей жидкости, которая должна быть подана из этого гидродозатора в одну из полостей гидроцилиндра 8, чтобы переместить люльку 5 на задаваемое расстояние параллельно оси стрелы 4. Длиной шестого в ряду 34 стержня 36, взаимодействующего концом со связью 39 подпружиненного золотника гидропереключателя 23, задается, в какую из полостей гидроцилиндра 8 должен поступить из подпорщневой полости 45 гидродозатора 15 заданный объем рабочей жидкости, т. е. направление перемещения люльки 5 к забою либо от забоя.

Для упрощения и ускорения задания программы стержни 36 градуируются: взаимодействующие со штоками 40 и 41 гидроцилиндров 13 и 14 - в единицах длины перемещения люльки 5 от оси забоя вверх- вниз, влево-вправо, а взаимодействующие со штоком 42 гидродозатора 15 - в единицах длины перемещения люльки 5 от забоя и к забою.

В таком же порядке устанавливается длина стержней 36 второго 33 и последующих рядов в соответствии с паспортом буровзрывных работ. После этого зарядная машина подается в забой и подключается к существующей щахтной пневмосети, или пускается в работу и питает ее сжатым воздухом приданный ей компрессор. От пневмопривода (не показан) приводится в действие насос 9, и рабочая жидкость из бака 10 под давлением подается через регулируемый дроссель 12 в гидрораспределитель 11 ив штоковые

5

полости 60-62 гидродозаторов 13-15 соответственно и вытесняет из их подпоршневых 43-45 полостей рабочую жидкость через нагнетательные клапаны 46, гидропереключатели 21-23 и гидрозамки 47 соответственно (фиг. 2) в поршневые полости гидроцилиндров 6-8. При этом поршни гидродозаторов 13-15 перемещаются в их цилиндрах в крайнее нижнее положение, сжимая пружины (например, пружину 59), находящиеся

0 между этими поршнями и нижними крышками гидродозаторов. Штоковые полости гидроцилиндров 6, 7 и 8 при этом соединены через гидрозамки 47 и гидропереключатели 21-23 со сливным баком 10.

Дроссель 12 отрегулирован так, что при вытеснении из поршневых полостей гидродозаторов 13-15 заданных объемов рабочей жидкости в полости гидроцилиндров 6, 7 и 8 и перемещении ими подвижных звеньев стрелы 4 и люльки 5 в заданное положение

0 величина давления после него остается уменьшенной, например, равной 0,5 номинальной, создаваемой насосом 9. Подпружиненные клапаны 16 и 17 отрегулированы на открытие при большем давлении, при этом давлении они остаются в закрытом положении. Когда

5 поршни гидродозаторов 13-15, вытеснив рабочую жидкость в гидроцилиндры 6-8, дойдут до упора и расход жидкости через дроссель 12 прекратится, величина давления после дросселя 12 начнет увеличиваться. Гидрозамки 47 при этом закрыты, и рабочая жидкость из полостей гидроцилиндров 6-8 выйти не может.

При увеличении давления первым откро- При увеличении давления первым открывается клапан 16, и рабочая жидкость под

давлением поступает через него в гидроприводы гидропереключателей 21-23 и переставляет их золотники в крайнее нижнее положение. Когда золотники гидропереключателей 21-23 переставлены, а поджимающие их пружины сжаты, давление рабочей

жидкости после дросселя 12 еще увеличивается и открывает клапан 17. Через клапан 17 рабочая жидкость под давлением проходит через подпружиненный гидропереключатель 24, дроссель 25 в поршневую полость 26 гидроцилиндра 27. При этом шток 30 гидроцилиндра 27 перемещается и, взаимодействуя с храповым механизмом 29, поворачивает цилиндр 28 на угол, при котором второй ряд 33 стержней 36 оказывается против штоков 40-42 гидродозаторов 13-15

и золотников гидропереключателей 21-23. В это время штоки 40-42 гидродозаторов 13-15 и золотники гидропереключателей 21-23 находятся в крайнем нижнем положении. Рабочая жидкость из штоковой полости 50 гидроцилиндра 27 через обратный

5 клапан 55 и гидропереключатель 24 вытесняется в сливной бак 10.

После того, как поршень гидроцнлинд- ра 27 доходит до упора, давление рабочей

0

жидкости после дросселя 25 увеличивается. Под действием увеличившегося давления срабатывает гидропривод гидропереключателя 24 и переставляет его золотник в верхнее (фиг. 2) положение. Рабочая жидкость под давлением поступает через дроссель 51 в штоковую 50 полость гидроцилиндра 27 и переставляет его поршень со штоком 30 в исходное (верхнее, фиг. 2) положение. Из поршневой полости 26 гидроцилиндра 27 рабочая жидкость вытесняется через обратный клапан 56 и гидропереключатель 24 в сливной бак 10. При этом давление после дросселя 51 увеличивается и срабатывает гидропривод гидрораспределителя 11, переставляя его золотник в левое (фиг. 2) положение. Штоковые полости 60-62 гидродозаторов 13-15 соединяются через обратный клапан 54 и гидрораспределитель 11 со сливным баком 10. Под действием сжатых пружин их поршни со штоками 40-42 поднимаются (фиг. 2) до упора в соответствуюш,ие стержни 36 второго ряда 33, а в подпоршне- вые полости 43-45 через всасывающие клапаны 48 засасывается рабочая жидкость из сливного бака 10.

Одновременно полости гидроприводов гидропереключателей 21-23 оказываются через обратные клапаны 53 и 54 и гидрораспределитель 11 соединенными со сливным баком 10. Под действием сжатых пружин их золотники стремятся переместиться вверх (фиг. 2), но их положение определяется установленной длиной взаимодействующих с ними стержней 36 второго ряда 33, и они остаются в нижнем положении либо перемещаются в верхнее, обеспечивая подачу рабочей жидкости под давлением в ту или иную по

лость гидроцилиндров 6-8. Гидросистема занимает исходное положение для автоматической установки стрелы 4 и люльки 5 в новое заданное положение для заряжания следующей скважины.

Находящийся в люльке 5 оператор вставляет в первую заряжаемую скважину зарядный шланг, дистанционно известным способом включает в работу пневмозарядчик и производит ее заряжание. После того, как скважина заряжена, оператор, выключив из работы зарядчик, переставляет находящийся в люльке 5 золотник гидрораспределителя 11 вправо (фиг. 2). Гидросистема срабатывает в том же порядке, как описано

выше, переставляет стрелу 4 с люлькой 5 в новое, заданное длиной стержней 36 во втором ряду 33, положение для заряжания второй скважины, и все ее элементы автоматически устанавливаются для перемещения стрелы 4 и люльки 5 в положение,

заданное третьим рядом 32 стержней 36, для заряжания третьей скважины.

Число рядов стержней 36 на цилиндре 28 должно быть равно числу заряжаемых скважин.

Для управления дополнительным подвижным звеном зарядной машины на цилиндре 28 механического задатчика устанавливаются дополнительные стержни 36, а схема дополняется гидродозатором с нагнетательным и всасывающим клапанами, гидропереключателем с подпружиненным золотником, взаимодействующим со вновь установленными стержнями, гидрозамком и объемным гидроприводом для перемещения дополнительного подвижного звена в задаваемые положения.