Устройство для управления проходческим щитом Советский патент 1982 года по МПК E21D9/06 E21C35/24 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПРОХОДЧЕСКИМ

ЩИТОМ

1

Изобретение относится к горному машиностроению, в частности к тоннелепроходческим щитам.

Известны проходческие щиты, включающие корпус с установленным внутри него исполнительным органом, приводом и гидро- 5 цилиндрами с гидросистемой управления ими.

Щиты оснащены копир-резцами, которые установлены на исполнительном органе и предназначены для одностороннего ущи- ,Q рения выработки 1.

Недостатком является недостаточная точность направления ведения и больщая трудоемкость операций по изменению направления движения щита.

Наиболее близким решением к предла- 15 гаемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство для управления проходческим щитом с роторным исполнительным органом, включающее копир-инструмент, установленный в направляющих на исполнительном органе, гидропривод копир-инструментов, содержащий гидроцилиндры, управляющий распределитель с золотником, соединенный с гидроцилиндрами посредством гидромагистралей

прямого и обратного хода, управляющий кулачок, установленный на главном валу роторного исполнительного органа и взаимодействующий с золотником управляющего распределителя, и систему контроля положения копир-инструмента 2.

Недостатком устройства является его сложность из-за наличия электромагнитного следящего устройства и низкая надежность из-за неразгруженности системы от давления в течение всего цикла работы.

Цель изобретения - повыщение надежности работы устройства.

Поставленная цель достигается тем, что система контроля положения копир-инструмента выполнена в виде реле давления, подключенного к дополнительному распределителю, который соединен с магистралью обратного хода, причем золотник этого распределителя кинематически связан с дополнительным установленным на валу исполнительного органа следящим кулачком, имеющим одинаковый с управляющим кулачком профиль и расположенным относительно него с угловым смещением в сторону, противоположную вращению вала, при этом в поршне гидроцилиндра выполнена

кольцевая полость, которая посредством канала сообщена со штоковой полостью, а через обратный клапан - с поршневой полостью.

На фиг. 1 изображен щит с роторным исполнительным органом, приводом вращения ротора, гидроприводом, механизмом копир-резца; общий вид; на фиг. 2 - принципиальная гидравлическая схема системы управления копир-резцом; на фиг. 3 - схема установки кулачков управления.

Устройство для управления проходчесКИМ щитом, в корпусе 1 которого установлен роторный исполнительный орган 2 с приводом 3, содержит копир-инструмент, например копир-резец 4, смонтированный в направляющих 5 роторного исполнительного органа и имеющий гидравлический привод его выдвижения и уборки. Гидропривод копир-инструмента 4 содержит насос 6, предохранительный клапан 7, манометры 8, фильтры 9, аккумулятор 10 подпитки системы, гидроцилиндры 11, к штокам 12 которых прикреплены соответствующие копиррезцы, управляющий гидрораспределитель 13 с золотником, соединенный с гидроцилиндрами 11 посредством гидромагистралей прямого 14 обратного 15 хода, управляющий кулачок 16, установленный на главном валу 17 роторного исполнительного органа 2 и контактирующий с золотником управляющего гидрораспределителя 13. Кроме того, с целью контроля положения щтоков гидроцилиндров при их втягивании, а, следовательно, и контроля уборки копиррезцов, устройство содержит систему, выполненную следующим образом. В поршне каждого гидроцилиндра выполнена кольцевая полость 18, которая сообщается с бесштоковой полостью 19 посредством обратного клапана 20, встроенного в гидромагистраль пря.мого хода 14, и со штоковой полостью 21 гидроцилиндра посредством канала 22, выполненного в теле штока 12; для индикации сигнала, свидетельствующего о неполной уборке копир-резца (или о неполностью втянутом штоке гидроцилиндра), система контроля содержит реле 23 давления, настроенного на рабочее давление в гидросистеме и установленное в гидромагистрали обратного хода 15 через дополнительный двухлинейный гидрораспределитель 24 с золо,тником, управляемый от следящего кулачка 25, установленного также, как и управляющий кулачок 16, на главном валу 17 роторного исполнительного органа 2 и имеющего одинаковый с управляющим кулачком профиль, причем следящий кулачок 25 повернут против направления вращения главного вала роторного исполнительного органа на угол d, который соответствует длине дуги Е, равной длине li переходного участка 26 кулачка 25. На схеме (фиг. 2) показаны два гидроцилиндра 11, которые включаются попеременно при изменении направления вращения роторного исполнительного органа 2 при помощи вентилей 27.

Устройство работает следующим образом.

Рабочая жидкость от насоса 6 через фильтр 9 поступает на основной гидрораспределитель 13, который управляется от кулачка 16, установленного на главном валу 17 исполнительного органа , и профиль которого соответствует профилю выработки, которую необходимо получить. Затем через распределитель 14, в зависимости от положения последнего, рабочая жидкость поступает в бесштоковую 19 или штоковую 21 полость какого-либо гидроцилиндра 11 копир-резца 4. Когда золотник гидрораспределителя 13 при вращении управляющего кулачка 16 начинает касаться переходного участка 26 последнего, начинается переключение гидрораспределителя на прямой ход одного из гидроцилиндров 11 и происходит выдвижение штока 12 гидроцилиндра вместе.с копир-резцом 4, который начинает врезаться в породу. В этот момент золотник гидрораспределителя 24 все еще остается на впадине следящего кулачка 25 и жидкость проходит через двухлинейный гидрораспределитель 24, соединенный с реле 23 давления.

После прохождения золотником гидрораспределителя 13 переходного участка 26 управляющего кулачка 16 он выходит на выступ последнего и в этот момент гидрораспределитель 13 полностью переключается на подачу жидкости в линию прямого хода 14, а шток 12 гидроцилиндра 11 закончил свое выдвижение, так как находится в полностью выдвинутом положении. В этот момент золотник гидрораспределителя 24 будет находиться в начале переходного участка следящего кулачка 25, т. е. начнется переключение гидрораспределителя 24.

В процессе выдвижения штока 12 гидроцилиндра 11 рабочая жидкость от насоса 6 будет проходить через гидрораспределитель 13 в гидромагистраль прямого хода 14 и далее через вентиль 27 в бесштоковую полость 19 гидроцилиндра 1,1. Из штоковой полости 21 гидроцилиндра 11 жидкость будет вытесняться в гидромагистраль обратного хода 15 и далее через гидрораспределитель 13 и фильтр 9 - на слив, при этом вытесненная жидкость проходит также из линии обратного хода 15 к следующему двухлинейному гидрораспределителю 24, который переключается и перекрывает доступ рабочей жидкости к реле 23.

При дальнейшем вращении управляющего кулачка 16 рабочая жидкость продолжает поступать от насоса 6, через фильтр 9 и гидрораспределитель 13 по линии прямого хода 14 в бесштоковую полость 19, а шток 12 гидроцилиндра 11 вместе с копир-резцом 4 остается в выдвинутом положении, производя уширение выработки, при этом

рабочая жидкость из линии обратного хода 15 все еще не поступает к реле 23 через двухлинейный гидрораспределитель 24, поскольку он закрыт.

При дальнейшем вращении управляющего кулачка 16 гидрораспределитель 13 переключает подачу жидкости от насоса 6 с линии прямого хода 14 на линию обратного хода 15 и щток гидроцилиндра втягивается до тех пор, пока золотник гидрораспределителя 13 не пройдет переходный участок 26, при этом двухлинейный гндрораспределитель 24 еще не подключит реле 23 к линии обратного хода 15 до тех пор, пока золотник гидрораспределителя не подойдет к переходному участку кулачка 25, смещенного на угол относительно управляющего кулачка 16 против направления вращения главного вала 17.

При дальнейщем вращении главного вала 17 щток 12 гидроцилиндра 11 вместе с копир-резцом 4 будут находиться в убранном положении до подхода золотника распределителя 13 к переходному участку кулачка 16, при этом рабочая жидкость от насоса 6 через фильтр 9, распределитель 13, линию обратного хода 15 поступает в щтоковую полость 21, и через канал 22, свободно, т. е. без сопротивлений, проходит в полость 18, обратный клапан 20, вентиль 27, линию прямого хода 14, распределитель 13, фильтр 9 и на слив. Система в этот период разгружена от давления. Одновременно с этим золотник распределителя 24 проходит переходный участок следящего кулачка 25 и подаключает реле 23 давления к линии обратного хода 15, но так как система разгружена, а реле настроено на рабочее давление, то сигнала от реле не поступает.

В случае заклинивания копир-резца 4 или щтока 12 гидроцилиндра 11 линия обратного хода 15 не соединяется с линией прямого хода 14 через канал 22, и в линии обратного хода 15 сохраняется рабочее давление, поддерживаемое клапаном 7. Это рабочее давление поступает через двухлинейный распределитель 24 на реле 23, которое срабатывает и подает сигнал о том, что копир-резец 4 не убрался, давая информацию о необходимости остановки проходки или отключения системы подачи роторного исполнительного органа.

Предлагаемая система обеспечивает повыщение надежности и получение своевременной информации о неправильном положении копир-резца в процессе его уборки, в результате чего мащинист щита при каждом обороте роторного исполнительного органа может оперативно отреагировать на неисправности. Кроме этого, половину времени работы гидросистемы копир-резца она разгружена от давления, что значительно увеличивает ее ресурс, а следовательно, и надежность.

Формула изобретения

Устройство для управления проходческим щитом с роторным исполнительным органом, включающее копир-инструмент, установленный в направляющих на исполнительном органе, гидропривод копир-инструментов, содержащий гидроцилиндры, управляющий золотниковый распределитель, соединенный с гидроцилиндрами посредством гидромагистралей прямого и обратного хода, управляющий кулачок, установленный на главном валу роторного исполнительного органа и взаимодействующий с золотником управляющего распределителя и систему конт роля положения копир-инструмента, отличающееся тем, что, с целью повыщения надежности работы устройства путем периодической разгрузки гидропривода от давления, система контроля положения копиринструмента выполнена в виде реле давления, подключенного к дополнительному распределителю, который соединен с магистралью обратного хода, причем золотник этого распределителя кинематически связан с дополнительным установленным на валу исполнительного органа следящим кулачком, имеющим одинаковый с управляющим

5 кулачком профиль и расположенный относительно него с угловым смещением в сторону, противоположную вращению вала, при этом в поршне гидроцилиндра выполнена кольцевая полость, которая посредством канала сообщена с штоковой полостью, а через обратный клапан - с порщневой полостью.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

16

75 20 -FTl Н HiLhr i 7/л 12