SU1301968A1

SU1301968A1 - Apparatus for automatic overload protection of working member of mining machine

Info

Publication number: SU1301968A1
Application number: SU853888382A
Authority: SU
Inventors: Альберт Тихонович Мещерин; Юрий Яковлевич Мосунов; Валерий Григорьевич Ефремов; Александр Борисович Логов; Степан Илларионович Калинин
Original assignee: Сибирский металлургический институт им.Серго Орджоникидзе; Проектно-Конструкторское Бюро Производственного Объединения "Прокопьевскуголь"
Priority date: 1985-04-22
Filing date: 1985-04-22
Publication date: 1987-04-07

Abstract

Изобретение относитс к горной промышленности, в частности к устройствам защиты электропривода исполнительного органа проходческого комбайна , и повышает надежность работы. Дл этого устройство дополнено датчиком нагрузки 5 и гидравлическим регул тором 30 потока жидкости. Последний выполнен в виде корпуса 31 с кольцевой цилиндрической камерой 32.и продольными дроссельными щел ми 33 и 34. В корпусе 31 расположены поршень 35 со штоком 36, пружина 37 и S (Л со со о: 00 N/The invention relates to the mining industry, in particular, to the protection devices of the electric drive of the executive body of the roadheader, and increases the reliability of operation. For this, the device is supplemented with a load sensor 5 and a hydraulic regulator 30 of fluid flow. The latter is made in the form of a housing 31 with an annular cylindrical chamber 32. and longitudinal throttling slots 33 and 34. In the housing 31 there are a piston 35 with a rod 36, a spring 37 and S (L with w oo: 00 N /

Description

капилл рный дроссель 38. Поршень 35 со штоком 36 образуют с корпусом 31 полости 39, 40 и 41. Гидрораспределитель (ГР) 12 автоматического управлени содержит корпус 17 с управл ющими выточками 18-20, золотник продольной выточкой 22 и штоком 23. Выточка 18 гидролинией 25 соединена с гидроаккумул тором 26. Выточка 19 гидролини ми 27 и 28 соединена соответственно с камерой управлени и входом ГР4 гидравлического управлени , а выточка 20 гидролини ми 29 и 15 - со сливной магистралью 6. Вхо регул тора 30 гидролини ми 51 и 52a capillary choke 38. The piston 35 with the rod 36 forms the cavities 39, 40 and 41 with the housing 31. The automatic control valve (HU) 12 includes a housing 17 with the control grooves 18-20, a spool with the longitudinal groove 22 and the stem 23. The groove 18 with the hydroline 25 is connected to the hydroaccumulator 26. The recess 19 by the hydraulic lines 27 and 28 is connected respectively to the control chamber and the hydraulic system control input GR4, and the recess 20 by the hydraulic lines 29 and 15 to the drain line 6. The regulator 30 has the hydraulic lines 51 and 52

1one

Изобретение относитс к горной промышленности, в частности к устройствам защиты электропривода исполнительного органа проходческого комбайна . The invention relates to the mining industry, in particular, to devices for protecting the actuator of an executive body of a roadheader.

Цель изобретени - повышение надежности работы.The purpose of the invention is to increase the reliability of work.

На чертеже представлена принципиальна гидравлическа схема устрой- ства дл автоматической защиты ис- полнительного органа горной машины от перегрузок.The drawing shows the principal hydraulic circuit of the device for automatic protection of the executive body of the mining machine against overloads.

Устройство содержит гидроцилиндр 1 подачи исполнительного органа горной машины, рабочие полости которого сообщены с входами клапана ИЛИ 2, через гидрораспределитель 3 ручного управлени и реверсивный гидрораспределитель 4 гидравлического управлени - с напорной 5 и сливной 6 маги- страл ми гидросистемы .машины. Выход клапана ИЛИ 2 гидролинией 7 соединен с входом датчика 8 нагрузки, выход которого гидролини ми 9 и 10 соедине с торцевой полостью 11 гидрораспределител 12 автоматического управлени и гидролини ми 13 - 15 и через дроссель 16 - со сливной магистралью 6. Гидрораспределитель 12 содержит корпус 17 с управл ющими выточками 18 - 20, золотник 21 с проточкой 22 и штоком 23 и пружину 24. Выточка 18 гидролинией 25 соединена с гидроаккумул тором 26, выточка 19 гидролини ми 27 и 28 соединена соответственно с The device contains a hydraulic cylinder 1 for feeding the executive body of a mining machine, the working cavities of which communicate with the inlets of the OR 2 valve, through the hydraulic valve 3 of the manual control and the reversing hydraulic valve 4 of the hydraulic control - with the pressure valve 5 and the drain 6 hydraulic lines of the hydraulic system. The output of the OR 2 valve by hydraulic line 7 is connected to the input of the load sensor 8, the output of which by hydraulic lines 9 and 10 is connected to the end face 11 of the hydraulic distributor 12 of automatic control and the hydraulic lines 13 to 15 and through the choke 16 to the drain line 6. The hydraulic distributor 12 includes a housing 17 with control recesses 18-20, spool 21 with groove 22 and stem 23 and spring 24. Groove 18 with hydraulic line 25 is connected to hydraulic accumulator 26, groove 19 with hydraulic lines 27 and 28 is connected respectively with

соединен с напорным выходом ГР 4 и гидролинией 53 через обратный клапан 54 - с выточкой 18 и с рабочей полостью гидроаккумул тора 26. Выход 43 гидролинией 55 соединен с ГР 3 ручного управлени . Выход 44 через гидролинию 56, датчик нагрузки 57 соединен гидролинией 58 со сливным входом ГР 4, гидролини ми 59 - 61 - с ГР 3 и выходом 42 регул тора 30. Перемещением поршн 35 уменьшаетс расход жидкости в цилиндре 1 подачи за счет стравливани ее из полостей 39-41 через щели 33 и 34 при перемещении поршн 35 в магистраль 6. 1 ил.connected to the discharge outlet of the GR 4 and hydroline 53 through the check valve 54 — with the recess 18 and with the working cavity of the hydroaccumulator 26. The outlet 43 with the hydraulic line 55 is connected to the GR 3 of the manual control. The output 44 through the hydroline 56, the load sensor 57 is connected by the hydroline 58 to the drain inlet of the ГР 4, the hydrolines 59 - 61 - with the ГР 3 and the output 42 of the regulator 30. The displacement of the piston 35 reduces the flow rate in the feed cylinder 1 due to its discharge from the cavities 39-41 through slots 33 and 34 when the piston 35 is moved to the highway 6. 1 sludge.

камерой управлени и входом гидрораспределител 4, а выточка 20 гидролини ми 29 и 15 - со сливной магистралью 6.the control chamber and the inlet of the hydraulic distributor 4, and the undercut 20 with the hydrolines 29 and 15 - with the drain line 6.

Устройство защиты дополнено гидравлическим регул тором 30 потока жидкости , состо щим из корпуса 31 с кольцевой цилиндрической камерой 32 и продольными дроссельными щел ми 33 и 34, внутри которого размещены поршень 35 со штоком 36, пружина 37 и капилл рный дроссель 38. Поршень 35 со штоком 36 образуют с корпусом 31 полости 39 - 41. Регул тор 30 снабжен выходами 42-44 и входом 45, а,The protection device is complemented by a hydraulic fluid flow regulator 30 consisting of a housing 31 with an annular cylindrical chamber 32 and longitudinal throttling slots 33 and 34, inside of which are located a piston 35 with a rod 36, a spring 37 and a capillary choke 38. A piston 35 with a rod 36 form cavities 39 - 41 with housing 31. Regulator 30 is provided with exits 42-44 and inlet 45, a,

также каналами 46 - 50. Ialso channels 46 to 50. I

Вход 45 регул тора 30 гидролини ми . 51 и 52 соединен с напорным выходом гидрораспределител 4 и гидролинией 53 через обратный клапан 54 с управл ющей выточкой 18 гидрораспределител 12 и с рабочей полостью гидроаккумул тора 26. Выход 43 гидролинией 55 соединен с гидрораспределителем 3. Выход 44 гидролинией 56 через датчик 57 нагрузки соединен гидролинией 58 со сливным входом гидрораспределител 4, гидролини ми 59.- 61 - с гидрораспределителем 3 и выходом 42 регул тора 30. Давление срабатывани датчика 57 нагрузки близко к номинальной нагрузке и значительно меньше давлени срабатывани датчика 8 нагрузки.The input 45 of the regulator is 30 hydraulic lines. 51 and 52 is connected to the pressure outlet of the hydraulic distributor 4 and the hydroline 53 through the check valve 54 with the control recess 18 of the hydraulic distributor 12 and the working cavity of the hydraulic accumulator 26. The output 43 of the hydraulic line 55 is connected to the hydraulic distributor 3. The output 44 of the hydraulic line 56 through the load sensor 57 is connected by hydraulic line 58 with a drain input of the hydraulic distributor 4, hydrolines 59.- 61 - with a hydraulic distributor 3 and an output 42 of the regulator 30. The loading pressure of the load sensor 57 is close to the nominal load and significantly less than the response pressure yes tchik 8 load.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

При отсутствии перегрузки (рабочи режим работы) гидрораспределитель 3 находитс в позиции I или в зави- симости от направлени движени исполнительного органа, св занного через поворотную колонку со штоком гидроцилиндра 1. Датчик 57 нагрузки закрыт под действием своей пружины.. При работе гидропривода подвод жидкости к гидроцилиндру 1 подачи осуществл етс по напорной магистрали 5 через гидрораспределитель 4, по гидролини м 52 и 51, через вход 45 регу л тора 30, его полость 40, выход 43, по гидролинии 55, через гидрораспределитель 3 и клапан ИЛИ 2 в поршневу или штоковую полость гидроцилиндра 1 подачи. Отвод рабочей жидкости от гидроцилиндра 1 осуществл етс через гидрораспределитель 3 по гидролини м 60, 59 и 58, гидрораспределитель 4 и по сливной магистрали 6 в бак на- .сосной станции.In the absence of overload (operating mode), the valve 3 is in position I or depending on the direction of movement of the actuator connected through the rotary column to the rod of the hydraulic cylinder 1. The load sensor 57 is closed by its own spring. to the supply hydraulic cylinder 1 through the pressure line 5 through the hydraulic distributor 4, through the hydrolines 52 and 51, through the inlet 45 of the regulator 30, its cavity 40, the output 43, through the hydraulic line 55, through the hydraulic distributor 3 and the OR 2 valve piston or rod cavity of the hydraulic cylinder 1 feed. Discharge of the working fluid from the hydraulic cylinder 1 is carried out through the hydraulic distributor 3 through the hydraulic lines 60, 59 and 58, the hydraulic distributor 4 and through the drain line 6 into the tank of the suction station.

В процессе работы устройства защиты без перегрузки регул тор 30 находитс в исходном состо нии, при котором давление жидкости в полост х 3 и 40 одинаково, поскольку эти полос- ти сообщены между собой каналами 48 и 49, а дроссельные щели 33 и 34 перекрыты наружной цилиндрической поверхностью поршн 35, так как зтот поршень, под действием пружины 37 и давлени жидкости на шток 40 в полости 41, находитс в крайнем левом положении . Одновременно происходит зар д гидроаккумул тора 26 по напорной магистрали 5 через гидрораспредели- тель 4, наход щийс под действием пружины в позиции I, по гидролини м 52 и 53 и через обратный клапан 54. Кроме того, жидкость параллельно с гидроаккумул тором 26 по- ступает в гидрораспределитель 12 через выточку 18.During operation of the protection device without overload, the regulator 30 is in the initial state, in which the fluid pressure in cavities 3 and 40 is the same, since these bands are interconnected by channels 48 and 49, and throttle slots 33 and 34 are blocked by an external cylindrical the surface of the piston 35, since this piston, under the action of the spring 37 and the pressure of the fluid on the rod 40 in the cavity 41, is in the extreme left position. At the same time, charging of the hydroaccumulator 26 takes place along the pressure line 5 through the hydraulic distributor 4, which is under the action of the spring in position I, through the hydrolines 52 and 53 and through the check valve 54. In addition, the liquid in parallel with the hydroaccumulator 26 enters in the valve 12 through the groove 18.

При увеличении сопротивлени резанию на исполнительном органе сверх номинального значени в рабочей по- лости гидроцилиндра 1 подачи возрастает давление, что приводит к повышению давлени во всей гидросистеме горной машины. Увеличение давлени приводит к вытеснению жидкости из полостей 39 - 41 через выход 44 по гидролинии 56, через предохранительный клапан 57 по гидролинии 58 и гидрораспределитель 4 в сливную магистраль.As the cutting resistance on the actuator increases beyond the nominal value in the working cavity of the feed cylinder 1, the pressure increases, which leads to an increase in pressure throughout the hydraulic system of the mining machine. The increase in pressure leads to the displacement of fluid from the cavities 39 - 41 through the outlet 44 through the hydroline 56, through the safety valve 57 through the hydroline 58 and the valve 4 into the drain line.

Поршень 35 под действием возросшего давлени перемещаетс вправо на некоторое рассто ние, при котором наступает его уравновешивание под действием пружины 37 и давлени жидкости в полост х 39 - 41. Сместившийс вправо поршень 35 открывает часть поверхности дроссельных щелей 33 и 3 и некоторый объем рабочей жидкости поступает через эти щели, камеру 32 гидролинии 61, 59 и 58, гидрораспределитель 4 в сливную магистраль, что приводит к уменьшению величины потока , поступающего в рабочую полость гидроцилиндра 1. Последнее приводит к снижению скорости подачи исполнительного органа.The piston 35 under the action of increased pressure moves to the right for a certain distance at which it is balanced by the action of the spring 37 and the pressure of the fluid in the cavity 39 - 41. The piston 35 displaced to the right opens part of the surface of the throttles 33 and 3 and some volume of working fluid flows through these slots, the chamber 32 of the hydroline 61, 59 and 58, the valve 4 to the drain line, which leads to a decrease in the amount of flow entering the working cavity of the hydraulic cylinder 1. The latter leads to a decrease in speed under Achi executive body.

При дальнейшем увеличении сопротивлени резанию давление в гидросистеме продолжает увеличиватьс , что приводит к дальнейшему перемещению поршн 35 пропорционально возросшему давлению и увеличению открыти дроссельных щелей 33 и 34, что позвол ет отводить возрастающее количество жидкости в сливную магистраль 6 и уменьшать расход жидкости в рабочей полости гидроцилиндра 1.With a further increase in cutting resistance, the pressure in the hydraulic system continues to increase, which leads to further movement of the piston 35 in proportion to the increased pressure and increase in opening of the throttling slots 33 and 34, which allows to divert an increasing amount of fluid to the drain line 6 and reduce the fluid flow in the working cavity of the hydraulic cylinder 1 .

При уменьшении давлени жидкости в гидросистеме ниже номинального значени датчик 57 нагрузки прекращает стравливание жидкости из полости 50. Поршень 35 под действием пружины 37 и давлени жидкости в полости 41, поступающей туда по каналам 46 и 47, через капилл рный дроссель 38 и канал 49, перемещаетс в крайнее левое положение, перекрыва дроссельные щели 33 и 34 и обеспечива расход рабочей жидкости, поступающей в гидроцилиндр 1, равный расходу насосной станции.When the pressure in the hydraulic system decreases below the nominal value, the load sensor 57 stops the discharge of fluid from the cavity 50. The piston 35 under the action of the spring 37 and the pressure of the liquid in the cavity 41, which enters there through channels 46 and 47, moves through the capillary choke 38 and channel 49 to the extreme left position, shutting off the throttle slots 33 and 34 and ensuring the flow rate of the working fluid entering the hydraulic cylinder 1, equal to the flow rate of the pumping station.

При возрастании давлени в гидросистеме настолько, что Поршень 35 регул тора 30,смещаетс вправо до упора и полностью открывает дроссельные щели 33 и 34, расход жидкости в гидроцилиндре снижаетс до минимального значени . При дальнейшем возрастании давлени , превьш1ающего уставку срабатывани предохранительного клапана 8, поток жидкости открывает его и поступает по гидролини м 9 и 10 в торцевую полость 11 гидрораспределител 12 а затем - по гидролинии 13, через дроссель 16, по гидролини м 14 и 15 - в сливную магистраль. При кратковременнои перегрузке исполнительного органа (сотые и тыс чные доли секунды) золотник 21 перемещаетс вправо совсем незначительно и не открывает выточки 18. Затем рабоча жидкость из полости 11 вытесн етс через дроссель 16 в сливную магистраль, а горна машина, преодолев сопротивление резанию (подаче) исполнительного органа , продолжает работу.As the pressure in the hydraulic system increases so that the piston 35 of the controller 30 shifts to the right until it stops and the throttle slots 33 and 34 fully open, the flow rate of the hydraulic cylinder is reduced to the minimum value. With a further increase in pressure, which exceeds the setpoint of the actuation of the safety valve 8, the flow of fluid opens it and enters through hydraulic lines 9 and 10 into the end cavity 11 of the hydraulic distributor 12 and then through hydraulic line 13, through the throttle 16, through hydraulic lines 14 and 15 into the drain highway. With a brief overload of the executive body (hundredths and thousandths of a second), the spool 21 moves to the right only slightly and does not open the recess 18. Then the working fluid from the cavity 11 is forced out through the throttle 16 into the drain line, and the mining machine, overcoming cutting resistance (feed) executive body continues to work.

При более продолжительной перегрузке исполнительного органа (дес тые доли секунды) поток рабочей жидкости , поступившей от датчика 8 нагрузки в торцевую полость 11, смещает золотник 21 вправо и открывает выточку 18. Рабоча жидкость под давлением поступает из рабочей полостиWith a longer overload of the executive body (tenths of a second), the flow of working fluid from the load sensor 8 to the end cavity 11 shifts the spool 21 to the right and opens the recess 18. The working fluid under pressure comes from the working cavity

1301968613019686

Claims

The invention The device for automatic protection of the executive body of a mining machine against overloads, including hydraulic head and discharge pipelines, hydraulic lines of connections, hydroaccumulator, load sensor, throttle, hydraulic control valve: sym control, actuator W cylinder of the body to which a manual control valve is connected and, in parallel with it, an OR valve, the output of which is connected to a load sensor,

A three-way hydraulic valve with automatic control with three recesses and an end cavity, the first of which is connected to the working cavity of the hydroaccumulator, characterized in that

hydroaccumulator 26 on the hydroline 25 20 is more reliable, it is equipped with the end face of the spool 21 and throws it to the extreme right position. In this case, the recess 20 is closed, and the recesses 18 and 19 communicate with each other. The fluid flow from the hydroaccumulator 26 through the hydroline 27 enters the control chamber of the hydraulic distributor 4 and, by compressing the spring of the hydraulic distributor 4, moves its spool FROM position I to position II, realizing the reverse of the fluid flow. Fluid flow from undercut 19 through hydroline 28, through hydraulic distributor 4, through hydrolines 58 - 60, through hydro

An additional load sensor, a check valve and a hydraulic fluid flow regulator, made in the form of a housing with a piston installed in it with a rod, inside which a capillary choke is made, are made on the inner surface of the housing from the side of the piston with longitudinal throttling slits connected to an annular cylindrical chamber made in the wall of the housing. along its length, wherein the piston with the rod forms an intermediate cavity with the inner surface of the housing

The distributor 3 enters the counter-35 located on the side of the brush, the torsional working cavity of the hydraulic cylinder 1 and diverts the actuator to the side opposite to the movement by a certain predetermined value. In the process of removing the actuator 40, a portion of the flow of working fluid from the accumulator 26 through the throttle 16 is vented to the drain.

the target cavity, which is connected to an additional load sensor, the input of the intermediate cavity is connected to the hydraulic control valve of the hydraulic distributor, and through a non-return valve to the battery, the output of the intermediate cavity of the hydraulic controller, and the annular cylindrical chamber with the hydraulic control valve of the manual hydraulic distributor, the output of the additional load cell is connected to the drain hydroline of the hydraulic distributors with manual and hydraulic control, with the second undercut idroraspredelitel automatic control is connected between the input end and the cavity of the hydraulic control valve, which is connected via a throttle to the third recess and gidromagistralyu drain.

The flow of fluid from the low pressure chamber of the hydraulic cylinder 1 is carried out through the hydraulic distributor 3, through the hydraulic line 56, through the outlet 43, cavity 40, the inlet 45 of the regulator 30 through the hydraulic lines 51 and 52, the hydraulic distributor 4 into the drain line 6. If the removal of the executive body of the combine driver does not disconnect the hydraulic cylinder 1 from the hydraulic system, the protection device will automatically be activated.

Ensuring operational reliability

located on the side of the stem