Гидравлический механизм подачи очистного комбайна Советский патент 1989 года по МПК E21C29/00 E21C27/00 

1

Изобретение относится к горной промьгашенности, а именно к гидравли- ческим механизмам подачи очистных комбайнов, применяющихся при выемке полезного ископаемого

Цель изобретения - повышение надежности работы гидравлического механизма подачи очистного комбайна за счет улучшения защиты его узлов от пере- - грузок, возн11кающих при работе онист- ного комбайна.

На чертеже изображена схема гидравлического механизма подачи. Гидравлический механизм подачи содержит реверсируемый гидронасос 1 с регулируемой производительностью, соединенньй напорной и сливной гидролиниями 2 и 3 с реверсируемым гидромотором 4. Ротор гидромотора 4 черед механический редуктор 5 связан с тя- говой звездочкой 6, взаимодействующей с цепным или бесцепным тяговым органом (не показан) очистного комбайна .

Гидросистема подпитки включает вспомогательный насос 7, связанный : гВДролинией: - 8 через фильтр 9 и обратные клапаны 10 и 11 с напорной и сливной гидролиниями 2 и 3. Давление в системе подпитки устанавливается соответствующей настройкой предохра- нительного клапана 12,

Устройство для регулирования производительности насоса 1 включает вспомогательный насос 13, связанный гидролинией 14 с гидроцилиндром 15 для управления производительностью,

шток которого соединен с регулирующим производительность элементом насоса 1. В устройство для регулирования производительности насоса входят также гидрозамок 16, гидроблок 17

управления в виде трехпозиционного гидрораспределителя, гидролинии 18- 22 и предохранительный .клапан 23, настройкой которого определяется величина давления управления. ,/

0 Автомат 24 разгрузки включает цилиндр , состоящий из корпуса с тремя рабочими камерами 25-27 и двумя рабочими полостями 28 и 29 и ступенчатого плунжера 30, подпружиненного по тор5 цам пружинами 31 и 32, предварительный натяг которых устанавливается крьшками 33 и 34о Кроме того, в автомат разгрузки входят регулируемый дроссель 35 и гидролинии 36-39, свя0 зывающие гидроцилиндр с гидроблоком 17 управления о

Связь гидроблока 17 управления с силовыми гидролиниями 2 и 3 осущест- 25 вляется гидролиниями 40 и 41. Величина предельно допустимого давления в силовых гидролиниях устанавливается соответс гвующей настройкой предохра- нительного клапана 42, связанного 30 через гидролинию 43 и обратные клапа- ны 44 и 45 с гвдролиниями 2 и 3. Слив рабочей жидкости и питание гидрона- jCocpB происходят из бака 46 для ра- бочей жидкости.

Гидравлический механизм подачи ра35

ботает следующим образом,

При вращении ротора гидронасоса 1. рабочая жидкость под давлением поступает в гидромотор 4 по гидролинии 2 или 3 (в зависимости от направления вращения ротора насоса 1 и положения штока гидроцилиндра 15). Гид- ромртор 4 преобразует гидравлическую энергию в механическую, вращая через

46. При необходимости переместить регулирующий элемент насоса 1 вправо, с помощью гидроблока 17 управления гидролиния 21 соединяется с гидроли- ,нией 20, а гидролиния 22 - со сливом. При этом гидрозамок 16 открывается и в поршневую полость гидроцилиндра 15 подается жидкость под дав

редуктор 5 звездочку 6, которая, вза-10 лением Ру, что приводит к перемещению

15

20

30

имодействуя с тяговым органом, приводит комбайн в движение. Поступающая по напорной гидролинии 2 или 3 к гид- ромотору 4 рабочая жидкость выталкивается в сливную гидролинию 3 или 2.

Скорость вращения звездочки 6 определяется величиной отклонения оси N-N штока гидро11 1линдра 15 от оси 0-0 (оси показаны на чертеже пунктиром) . При совмещении оси N-N с осью 0-0 регулируюш й производительность элемент устанавливается в нейтральное положение, а производительность насоса 1 при этом равна нулю, что приводит к остановке звездочки 6. Изме- 25 нение направления вращения звездочки 6 осуществляется переходом штока гид- роциливдра 15 через положение, соответствующее нулевой подаче.

На вход насоса 1 рабочая жидкость подается по гидролинии 8 через фильтр 9 вспомогательным насосом 7, который, благодаря обратным клапанам 10 и 11, постоянно связан со сливной гидролинией и отсечен от напорнойо Аналогичным образом, ввиду наличия обратных клапанов 44 и 45, предохранительный клапан 42 посредством гидролинии 43 постоянно связан с напорной гидролинией и отсечен от сливной.

Управление скоростью перемещения осуществляется с помощью гидроблока 17 управления. В стационарном режиме (при отсутствии регулирующего сигнала) гидролинии 22 и 21 гидрозамка 16 связаны со сливом, а в штоковой полости гидроцилиндра 15 насосом 13, связанным с ней гидролинией 14, создается давление управления, равное давлению настройки клапана 23. При

35

40

45

щтока вправо ввиду того, что площ поршневой полости больше площади ковсй полости.

Время действия регулирующего с нала определяет при этом путь, ко рьй гГроходит шток гидроцилиндра 1 и, в конечном счете, скорость ком байна после регулирования. При не ходимости переместить регулирующи элемент насоса 1 влево, с помощью гидроблока 17 управления гидролин 22 соединяется с гидролинией 20, гидролиния 21 - со сливом. При эт гидрозамок 16 также открывается, жидкость из поршневой полости гид цилиндра 15 вьггесняется перемещаю ся влево штоком, изменяющим произ дительность насоса 1.

В процессе регулирования скоро перемещения гидролинии 36-39 отсе ются от тидролиний 40,19,20 и 41 соединяются со сливом. Гидролинии 40, 19 и 41 при этом запираются, гидролиния 20 соединяется с гидро нией 21 или 22 в зависимости от у равляющего воздействия, осуществл мого посредством гидроблока 17 уп ления.

В режиме холостого хода комбай оператор с помощью гидроблока 17 равления устанавливает необходиму среднюю скорость подачи, определя мую конкретными горно-геологическ условиями и обеспечивающую при ра те комбайна по выемке угля достиж номинальных значений давления в н порной и сливной гидролшшях, рав Р|, и PC соответственно. Во время ствия регулирующего сигнала, ввид того, что все рабочие камеры 25-2

этом в гидролинии 18 создается избы- ц полость 28 соединены со сливом,

точное.давление, вследствие чего гидрозамок 16 закрыт.

В этом режиме рабочие камеры 25- 27 и рабочая полость 28 цилиндра автомата разгрузки через соответству|о- 5 щие гидролинии связаны с гидролиниями 19, 20, 41, 40 соответственно. По-, лость 29 постоянно соединена с баком

5

0

0

5

5

0

5

щтока вправо ввиду того, что площадь поршневой полости больше площади што- ковсй полости.

Время действия регулирующего сигнала определяет при этом путь, кото- рьй гГроходит шток гидроцилиндра 15 и, в конечном счете, скорость комбайна после регулирования. При необходимости переместить регулирующий элемент насоса 1 влево, с помощью гидроблока 17 управления гидролиния 22 соединяется с гидролинией 20, а гидролиния 21 - со сливом. При этом гидрозамок 16 также открывается, и жидкость из поршневой полости гидроцилиндра 15 вьггесняется перемещающимся влево штоком, изменяющим производительность насоса 1.

В процессе регулирования скорости перемещения гидролинии 36-39 отсекаются от тидролиний 40,19,20 и 41 и , соединяются со сливом. Гидролинии 40, 19 и 41 при этом запираются, а гидролиния 20 соединяется с гидролинией 21 или 22 в зависимости от управляющего воздействия, осуществляемого посредством гидроблока 17 управления.

В режиме холостого хода комбайна оператор с помощью гидроблока 17 управления устанавливает необходимую среднюю скорость подачи, определяемую конкретными горно-геологическими условиями и обеспечивающую при работе комбайна по выемке угля достижение номинальных значений давления в напорной и сливной гидролшшях, равных Р|, и PC соответственно. Во время действия регулирующего сигнала, ввиду того, что все рабочие камеры 25-27

ц полость 28 соединены со сливом,

плунжер 30 цилиндра под действием пружин 31 и 32 устанавливается в исходное среднее положение (зазор А равен нулю).

В момент времени, соответствующий прекращению действия регулирующего . сигнала, гидрозамок 16 закрывается, а рабочие камеры 25-27 и полость 28

51А6

цилиндра автомата 24 разгрузки соединяются с гидролиниями 40, 19, 20.и 41 соответственно. Предположим,что при изображенном на чертеже отклоне- НИИ оси N-N от оси 0-0 напорной гидролинией будет гидролиния 3, а сливной - гидролиния 2. Мгновенное значение величины давления в напорной гидролинии Р„, а в сливной Р. Ввиду .наличия сил сопротивления движению комбайна, давление в напорной гидролинии будет превьшать давление в ели-, вной ( ).

Предварительный натяг пружин 31 rt 32 устанавливается с помощью крышек 33 и 34 соответственно.

Величина предварительного натяга Д пружины 31 выбирается по выражению

S(PHMUH -Р с М0(кс )

-.

Б

где - эффективные площади полости 28 и камеры 27j С - коэффициент жесткости пружины 31J

н мцн

Р --минимальная И максиС M«ltC

мальная величины давления соответственно в напорной и сливной гидролиниях 2 и 3, соот-л .ветствующие|стационарному рабочему режиму.

Таким образом, до достижения раз- костью давл ений в напорной и сливной гидролиниях 2 и 3 значения (Р мци

, 1

с макс

) (например, в режиме холосV мгакс - - - ТОГО хода комбайна) плунжер 30 нахо- дится в нейтральном среднем положении и автомат); 24 разгрузки в работе механизма подачи не участвует. При достижении разностью давлений в напорной и сливной гидролиниях 2 и 3 вели чины (P H-Pj;)j, плунжер 30 дополнитель но сжимает пружину 3-1 на.величину А.

S(P«-Pc)

-.Б.

При этом часть жидкости из рабочей- камеры 25 вытесняется через гидролинии 37 и 19 в поршневую шзлоств-гидроцилиндра 15, перемещая его шток 55 вправо и несколько уменьшая скорость перемещения Комбайна. Величина В перемещения штока гидроцилиндра 15 при этом равна

В

л S3 А- --,

1

g

0

5

0

5

0 45

55

где S 3 - эффективная площадь камеры 25;

При колебаниях давления Р относительно номинальной величины Р соответственно изменяется разность (РН -Р), что приводит к нарушению равновесного состояния плунжера 30 и к соответствующему изменению производительности насоса 1, что способствует снижению размаха этих колебаний. Рассеивание энергии колебаний происходит на дросселе 35, а также в других диссипативных элементах.

При внезапном значительном повышении сил сопротивления движению комбайна происходит резкое увеличение разности (PJJ-PC), что приводит к дальнейшей деформации пружины 31 и существенному уменьшению скорости перемещения (вплоть до полной остановки комбайна). При этом максимально возможное значение давления в напорной гидролинии определяется величиной деформации пружины 31, при которой производительность насоса 1 равна нулю. Величина этого давления не должна превьш1ать 90-95% давления настройки предохранительного клапана :42. При уменьшении сил сопротивления движению пружина 31 перемещает плунжер 30 и скорость комбайна возрастает без вмешательства оператора.

При. реверсе вращения звездочки 6 ось N-N будет находиться справа от оси 0-0, гидролиния 2 будет напорной, а гидролйния 3 - сливной. При этом автомат разгрузки работает аналогичным образом, с той лишь разницей, что при колебаниях давления деформируется пружина 32, а прзгжина 31 в работе не участвует. Как и в предццу- щем случае, значительное увеличение сил сопротивления движению комбайна вызьшает резкое снижение производительности насоса 1, а следовательно, скорости подачи машины (вплоть до полной останЪвки).

Для нормального функционирования автомата 24 разгрузки необходимо, чтобы положение плунжера 30 в каждый момент времени определялось лишь значением сил сопротивления движению комбайна, пропорциональным разности

давлений в напорной и сливной гидролиниях 2 и 3 и не зависело от динамических характеристик клапанов 12 и 23. Это достигается равенством площадей S-, и S, а также соблюдением равенства

S3 Ss

Ь

где Sj- - эффективная площадь рабочей

камеры 26i . .8 - эффективная площадь штоковой полости гидроцилинд

ра 15.

Поэтому при любых величинах настройки клапана 23 и изменениях давления в штоковой полости гидроцилиндра 15, на плунжер 30 действует сила, пропорциональная только разности давлений в напорной и сливной гидролиниях 2 и 3.

Формула из обретения-25

t. Гидравлический механизм подачи очистного комбайна, включающий ревер- ,сир,уемый гидромотор для привода тя- . . гЬвой звездочки очистного комбайна, соединенный напорной и сливной гид- ролиниями с реверсируемьш гидронасосом с регулируемой производительностью, гидроцилиндр для управления производительностью гидронасоса со щтоковой полостью, соединенной гидро- линией с вспомогательным гидронасо-- coMj гидроблок управления в виде трехпозиционного гидрораспределителя, гидрозамок, установленньй в гидролинии подвода- рабочей жидкости к поршневой полости гидроцилиндра для упра40

0

5

0

5

0

вления производительностью гидронасоса, гидросистему подпитки гидронасоса, автомат разгрузки с дросселем, гидролинии и бак для рабочей жидкости, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности его работы за счет улучшения защиты его узлов от перегрузок, возникающих при работе очистного комбайна, автомат разгрузки вьтолнен в виде закрытого с двух сторон крьшками цилиндра, в корпусе которого установлен с возможностью продольного перемещения ступенчатый подпружиненный относительно крьщ1бк плунжер, образующий с соответствующими пpoтoчкa ш, выполненными в корпусе цилиндра, три рабочие камеры, а с крьппками цилиндра - две рабочие полости, при этом в нейтральной позиции гидрораспределителя гидроблока управления одна рабочая камера автомата разгрузки через его дроссель гидравлически сообщена с поршневой полостью гидроцилиндра для управления йроизводительностью гидронасоса, вторая рабочая камера гидравлически сообщена с вспомогательным насосом, третья рабочая камера и одна из рабочих полостей гидравлически сообщены соответственно с напорной и сливной гидролиниями тидромотора, а вторая рабочая полость гидравлически сообщена с баком для рабочей жидкости, причем в рабочих позициях гидрораспределителя гидроблока управления все рабочие камеры и полости автомата разгрузки гидравлически сообщены с баком для рабочей жидкости.

2. Механизм по п.1, о т л и ч а- ю щ и и с я тем, что дроссель автомата разгрузки вьшолнен регулируемым.