Устройство для автоматического регулирования режима привода подачи рабочего органа проходческого щита Советский патент 1981 года по МПК E21C35/24 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО

РЕГУЛИРОВАНИЯ РЕЖИМА ПРИВОДА ПОДАЧИ РАБОЧЕГО

ОРГАНА ПРОХОДЧЕСКОГО ЩИТА

I

Изобретение относится к тоннелестроению и может быть использовано в системах автоматического управления щитами для проходки тоннелей.

Известно устройство для автоматического регулирования нагрузки привода горной машины, содержащее датчик тока, элементы сравнения, усилители, пороговый элемент, исполнительный элемент, датчики момента привода и его температуры, датчик напряжения питающей сети, ключ, два функциональных усилителя и квадратор Щ.

Однако устройство сложно по конструкции и не может обеспечнть необходимой надежности работы ,прй строительстве тоннелей.

Известно также устройство для автоматического регулирования режима привода подачи рабочего органа проходческого щита, содержащее домкрат подачи рабочего органа, гидросистему, источник постоянногб тока и блок автоматики 2.

Однако известное устройство громоздко, сложно по конструкции и не обеспечивает необходимой надежности работы.

Цель изобретения - упрощение и повышение надежности устройства.

Поставленная цель достнгается тем, что устройство снабжено электрогндрораспределителем типа сопло-заслонки, сердечник которого жестко связан с заслонкой н имеет обмотки управления с питающими цепямн, причем питающая цепь первой обмотки управления подключена к источнику постоянного тока, а питающая цепь второй обмотки управления подключен к приводу рабочего органа проходческого щита.

При этом цепь питания первой обмотки управлення состоит из трансформатора наtoпряжения, выпрямителя, сглаживающего конденсатора, потенциометра н предохранительного диода, а цепь пнтання второй обмотки управлення состоит нз трансформатора тока, выпрямителя, сглаживающего конденсатора, потенциометра н предохранитель Sного диода.

На чертеже представлена принципиальная схема предлагаемого устройства.

В гндрокоммуннкацню устройства, соеднняющую домкрат I подачи рабочего оргаМ на щнта со .станцией 2 пнтання, представляющей собой гндронасос с электромото- ром постоянного или переменного тока, врезан электрогидрораспределитель 3 типа сопло-заслонка, который связан с блоком 4 управления, подключенным к проводу 5 рабочего органа (трехфазный ток напряжением 380 В) и к обычной электросетн б (двухфазный ток напряженнем 220 В).

Электрогидрораспределйтель 3 включает соединенные гидрокоммуиикацией постоянные, равные между собой гндравлнческие сопротивления /в виде дросселей 7, переменные сопротивления в виде двуд сопел 8 и заc/toHKH 9, золотник 10, понижающий дрос- Q сель II, обмотку 12 подмагничивания и две обмотки 13 и 14 управления.. .

Блок 4 управлення состоит из трансформатора 15 тока, трансформатора 16 напряжения, ограничительных диодов 17 и 18, потенциометров 19 и 20, сглаживающих конденсаторов 21--23, выпрямителей 24-26 и миллиамперметров 27 и 28.

Принцип действия электрогидрораспределителя основан на равновесии и дисбалансе гидравлического моста. При отсутст- j ВИИ управляющего сигнала на q MOTKax 13 и 14 зазоры торцами сопел 8 и заслонкой 9 равны, давления на торцах золотника 10 также равны, перепад давления равен иулю, золотник находится в нейтральном положении, мост сбалансирован. При 25 подаче управляющего сигнала на обмотки 13 и 14 якорь с заслонкой 9 отклоняются от нейтрального положения, чем нарущается равновесие моста по расходу жидкости через сопла 8. Б результате возникает пёрепад давленнй на торцах распределительного золотника, смещаемого в стороиу меньшего давления. При этом центральная выточка золотника, куда через гильзу подается высокое давление рабочей жидкости, соединяется с одним из каналов. Поршень гид- 35 роцилиидра под давлением рабочей жидкости приходит в движение. Из другой полости гидроцилиндра рабочая жидкость через золотник выходит по сливной магистрали.

Устройство настраивается, следующим образом.40

От электросети через трансформатор 16 .подается напряженке на обмотку 12 подмагничивания (через выпряА итель 25 и конденсатор 22) и устанавливается определенная величина тока I в цепи обмотки 13 уп- s равления посредством потенциометра 19 (через выпрямитель 26, конденсатор 23 и диод 17). Величина тока контролируется миллиамперметром 27. При максимально возможном токе привода 5 рабочего Ьргаиа проходческого щита в цепи обмотки 14 управ- 50 лення устанавливается величина тока i (через выпрямитель 24, конденсатор 21 и диод 18). Дяоды 17 м 18 предохраняют обмотки 13 и 14 управления .от перегрузок. Величина тока i контролируется амперметром 28, при этом данному току задается полярность, обратная полярности тока 1, а его величина выбирается таким образом, чтобы суммарный ток, поступающий на рбмотки 13

и 14 управления электрогидрораспределителем 3, равный I-i, обеспечивал нулевую скорость выдвижения щтока гидроцилиндра. На этом настройка заканчнвается.

Устройство после настройкн работает следующим образом.

При измененни нагрузки на рабочий орган проходческого щита со стороны забоя изменяется нагрузка (ток) на привод 5 рабочего органа. Соответственно изменяются величина тока i в обмотке 14 управлення и суммарный ток обмоток 13 и 14 управления, равный . При этом абсолютная величина суммарного тока может только увеличиваться, так как иастройка устройства проводится при максимально возможном токе привода 5 и соответственно значение управляющего тока, равного i, тоже максимально по абсолютной величине, а отсюда значение суммарного тока 1-i при настройке мннимально возможно, так как ток I в цепи обмотки 13 управления остается всегда постоянным.

Поскольку Электрогидрораспределйтель 3 изменяет расход жидкости в гидросистеме домкрата 1 подачи пропорционально суммарному току Обмоток 13 и 14 управления, то при возрастании последнего от минималь.ной величины, установленной при настройке устройства, до максимальной, получаемой при нулевой нагрузке на рабочий орган проходческого щита, расход жидкости в гидросистеме домкрата подачи, а следовательно, и скорость подачи рабочего органа изменяются автоматически от нулевого до максимального значения. Таким образом, реализуется отрицательная обратная связь между нагрузкой на рабочий орган проходческого щита и скоростью подачи рабочего органа на забой. Тем самым рабочий орган щнта предохраняется от аварии.

Предлагаемое устройство позволяет отказаться от применения двигателей постоянного тока в системе подачи рабочего органа проходческого щита, так Kaft регулируется непосредственно расход жидкости в гидросистеме домкрата подачи, а не работа привода домкрата подачи, что упрощает устройство, уменьшает его габариты и повышает надежность.

Формула изобретения

1. Устройство для автоматического регулирования режима привода подачи рабочего органа проходческого щита, содержащее домкрат подачи рабочего органа, гидросистему, источник постоянного тока и блок автоматики, тличающееся тем, что, с целью упрощения и повышения надеж иости, оио снабжено электрогидрораспределителем типа сопло-заслонка, сердечник которого жестко связан с заслонкой и имеет две обмотки

управления с питающими цепями, причем питающая цепь первой обмотки управления подключена. к источнику постоянного тока, а питающая цепь второй обмотки подключена к -приводу рабочего органа проходческого щнта.

2. Устройство по п. I, отличающееся тем, что цепь питания первой обмотки управления состоит из трансформатора напряжения, выпрямителя, сглаживающего конденсатора, потенциометра и предохранительного диода, а цепь питания второй обмотки управления состоит из трансформатора тока, выпрямителя, сглаживающего .коидеисатора, потеициометра и предохранительного диода.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 554407, кл. Е 21 С 35/24. 1974.

2.Бляхман Ю. и др. «Исследования по созданию автоматнческого регулятора скорости подачи проходческого щита в зависимости от крепости породы для метростроения. - Сб. трудов ВНИИ транспортного строительства. Вып. 96. М., 1976, с. 25- 36.