Механизированный проходческий щит для смешанных пород Советский патент 1980 года по МПК E21D9/06 E21D9/11 

Изобретение относится к области тоннелестроения и может быть использовано для механиаировашюй проходки тоннелей, преимущественно в смешанных породах Известен механизированный проходческий шит, состоящий из корпуса с щитовыми гидродомкратами, гидропривода вращения исполнительного органа, который содержит силовые гидроцилиндры и зажимной хомут с замыкающим гидроцилиндром l. Недостатком указанного проходческог шита явлйется то, что привод, осуществляющий вращение исполнительного орган при помощи ааншмного хомута, позволяет создавать ограниченный по величине крутящий момент, Кроме того, в условиях эксплуатации щита, когда возмож но попадание смазки на трущиеся поверх ности, надежность работы такого приво/ не может быть обеспечена.. Известна проходческая машина, состоящая из корпуса с гидродомкратами. центрального вала с исполнительным органом и гидропривода вращения с гидродвигателями, включающими в себя поворотные собачки, имеющие зубчатые вые- туры, взаимодействующие с ведущим колесом, водила и гидроцилигндры управления 2.. Однако в дагоюй проходческой машине гидропривод не обеспечивает непрерывный вращательный режим исполнительного органа, что необходимо при проходке тоннелей в однородных породах. Целью изобретения является повышение эффективности .работы устройства путем обеспечения непрерывного вращательного и качательного режима работы исполнительного органа. Цель достигается тем, что гидропривод вращения исполнительного сагана вьтолнен в виде двух гидродвигателей, которые содержат силовые гидроцилиндры, а поворотная собачка - в виде двуплечего рычага, одно плечо которого шарнирно соединено со штоками силовых гидроцилиндров. 37 а другое плечо - со штоком гидроцилинд ра управления,, при этом полости прямог хода гидроциливдров управления одного гидродвигателя соединены с полостями обратного хода гидроцилиндров управления другого гидродвиг еля. На фиг. 1 показан предлагаемый механизированный проходческий щит для смешанных пород, в разрезе; на фиг. 2 то же, разрез А-А на фиг. 1; на фиг. З гидросхема гидропривода вращения испол нительного органа щита. Механизированный проходческий щит включает в себя корпус 1 с направляющими, щитовые гидродомкраты 2, центральный вал 3 с исполнительным органом 4. Центральный вал 3 приводится в движение гидроприводом вращения 5, состоящим из двух идентичных гидродви гателей 6, расположенных соосно на цен ральном валу 3 и закрепленных в станине 7, Каждый гидродвигатель 6, в свою очередь, состоит из силовых гидро цилиндров 8, поворотных собачек 9, водила 1О, ведущего колеса 11 с пазам и гидроцилиндров управления 12. Ведущее дсолесо 11 посажено на центральный вал 3 и соединяется с последним при помощи щпонок 13. Силовые гидроцилиндры 8 шарнирно закреплены в станине 7 при помощи .осей 14 и проушин 15. Штоки 16 силовых гидроцилиндров 8 соединены с поворотными собачками щарнпрами 17. Кажд .поворотная собачка 9 представляет собой двуплечий рычаг 1-го рода. Оцно плечо поворотной собачки 9 соединено с щтоком 16 шарниром 17. Ось качания 18 поворотной собачки 9 закреплена на водиле Ю. Второе плечо поворотной собачки 9 снабжено зубчатым выступом 19, взаимодействующим с пазами ведущего колеса 11. Гидроцилиндры упра ления 12 при помощи,осей 2О щарнирно связаны с водилом 10, а штоки 21 сое- динёны осями 22 с поворотными собачками 9. На чертежах показан гидропривод вращения 5, состоящий из двух идентичных гидродвигателей 6, однако количество гидродвигателей может быть лю- .бым кратным двум числом. Гидросистема привода вращения обеспечивает подачу рабочей жидкости в полости силовых гидроцилиндров 8 и гидроцилиндров управлеш я 12, в связи с чем она разделена на силовую гидросистему и гидросистему управления. Силовая гидросистема включает в себя 5 насосную установку, гидрораспределители 23с реверсирующими распределителями 24-к силовые гидроцилиндры В. Гидросистема управления включает в себя насосную установку, гидрораспределитель 25с электромагнитами переключения и гидроцилиндры управления 12, Элементы гидросистемы связаны меж-. ду собой трубопроводами 26-32. Трубопроводы 31 и 32 связывают полости гидроцилиндров управления 12 таким образом, что линия прямого хода гидро- цилиндров управления 12 одного гидродвигателя 6 соединена с линией обратного хода ги.ароцилиндров управления 12 другого гидродвигателя 6. В управлении гидросистемой участвует размещенный на центральном валу 3 сменньй копир 33, профильная поверхность которого соответствует требуемым режимам работы гидропривода вращения 5. Поверхность копира находится в контакте с конечными выключателя1чи, которые установлены в крайних положениях штоков 16. Механизированный проходческий щит работает следующим образом. В исходном положении поворотные собачки 9 выведены из зацепления с ведущим колесом 11. Для обеспечения вращательного режима работы исполнительного органа 4 рабочая жидкость по трубопроводам 26 от насосной установки силовой гнщэосистемы поступает через гидрораспределители 23 по трубопроводам 27 в полости силовых гидроцилиндров 8, штоки 16 которых поворачивают собачки 9 вокруг осей 18 до тех псф, пока зубчатые выступы 19 не войдут в пазы ведущего колеса 11. Затем при дальнейшем ходе штоков 16 поворотные собачки 9, двигаясь совместно с водилом 1О, поворачивают, например, в направлении часовой стрелки на некоторый угол с, ведущее колесо 11 совместно с исполнительным органом 4. По окончании рабочего хода штоков 16 срабатьшает конечный выключатель, свя- занпый с электромагнитом реверсирую- .щего распределителя 24. При этом рабочая жидкость по трубопроводу 28 поступает в противоположные полости гид- роцилиндров 8 и начинается обратное движение штоков 16, в начале которого собачки 9 поворачиг1аются вокруг осей 18, и зубчатые выступы 19 В1,ходят из пазов ведущего колеса 11, Г1ри дальнейшем движении штоков 16 поворотные собачки 9 совместно с водилом 10 приход в исходное положение, после чего рабочи цикл повторяется. Для обеспечения непрерывного вращения центрального вала 3 с исполнитель- ным органом 4 служат два идентичных гидродвигателя 6, которые работают попеременно; когда один из гидродвигателе совершает рабочий ход, другой вхолостую возвращается в исходное положение. При вращательном режиме работы исполнительного органа 4 гидросистема управлен в работе не участвует, для чего гид- рораспределитель 25 устанавливается в нейтральное положение, и полости гидроцилиндров управления 12 соединяются с трубопроводом 29 сливной магистрали. Для обеспечения качательного режима ра боты исполнительного органа в работе гидропривода вращения принимают учас- тие гидросистема управления с входящим в ее состав гидроцилиндрами управления 12. Силовая гидросистема работает по уже описанному принципу. После того, как ведущее колесо 11 повернется, например, в направлении часовой стрелки на требуемый угол, от насосной установки системы управления по трубопроводу ЗО через гидрораспре- делитель 23 и трубопроводы 31 и 32 поступает рабочая жидкость в полости ги роцилиндров управления 12, под действием которых поворотные собачки 9 остают ся в зацеплении с ведущим колесом 11, и последнее нач гаает вращаться в обрат- ном направлении. Управление работой гидроцнлиндров уп(5авления 12 осуществляется копиром 33, профильная поверхность которого соответствует требуемому закону качани исполнительного органа 4. Профильный кoпvф 33, взаимодействуя с конечным выключателем, переключает гидрораспре- делитель 25, управляющий направлением ра бочей жидкости в трубопроводах 29, ЗО, 31 32. Профильные копиры 33 могут быть сменными, благодаря чему обеспечивается требуемый угол качания исполнительного органа 4, кратньй углу сЛ , на который поворачивается ведущее колесо 11 за один ход штоков 16 силовых гидро- цилиндров 8. Благодаря тому, что противоположные полости гидроцнлиндров управления 12 разных гидродвигателей 6 соединены между собой, при вводе в зацепление с ведущим колесом 11 поворотных собачек 9 одного из гищэодвигателей поворотные собачки другого гидродвигателя выводятся из зацепления, Станина 7 совместно с гидроприводом вращения 5, центральным валом 3 и исполнительным саганом 4 перемещается по направляющим корпуса 1 MexaHHhаированного проходческого щита под действием гидродомкратов подачи. Перемещение корпуса 1 механизированного щита в процессе проходки по мере разработки забоя исполнительными органами 4 осуществляется известным в тоннелестроении способом при помощи щитовых гкдродомкратов 2. Формула изобретения Механизированный проходческий щит для смещанных пород, состоящий из корпуса с. щитовыми пздродомкратами, центратьного вала с исполнительным органом и гидропривода вращения с пщродвигателями, включающими в себя поворотные собачки, имеющие зубчатые выступы , взаимодействующие с ведущим колесом, водила и гидроцилиндры управления, отличающийся тем, что, с целью повыщения эффективности работы устройства путем обеспечения непрерывного вращательного и качательного режима работы исполн1ггельного органа, гидропривод вращения исполнительного органа выполнен в виде двух гид- родвигателей, которые содержат силовые гидроцилиндры, а поворотная собачка в виде дв ттлечего рычага, одно плечо которого щарнирно соединено со щтоками силовых гидроцилиндров, а другое . плечо - со щтоком пщроцилиндра управления, при этом полости прямого хода гидроциллндров управления одного гидродвигателя соединены с полостями обратного хода гидроцили1щров управления другого гидродвигателя. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент США № 3413О34, кл. 299-33, опублик. 1968. 2.Авторское свидетельство СССР № 477238, кл. Е 21 С (прототип).

А-А

П