Устройство управления и защиты рабочего органа горной машины

 

Использование: для защиты рабочего инструмента и рабочего органа в целом при отработке пластов сложного строения, где возможны нагрузки в широком диапазоне. Сущность изобретения: устройство управления и защиты рабочего органа горной машины имеет насос переменной производительности с механизмом регулирования и распределитель подачи рабочей жидкости. Механизм регулирования производительности насоса выполнен в виде гидроцилиндра с пружиной в штоковой полости, поршневая полость которого соединена с напорной магистралью, а шток гидроцилиндра соединен шарнирно с рычагом, воздействующим на шайбу, регулирующую производительность насоса. 1 ил.

Изобретение относится к управлению горными машинами, в частности может быть использовано для защиты рабочего инструмента и рабочего органа в целом при отработке пластов сложного строения, где возможны нагрузки в широком диапазоне.

Известно устройство управления и защиты рабочего органа горной машины (см. А. А. Топорков. Машинист горных выемочных машин. М. Недра, 1991 г. с. 203, рис. 3.7), включающее насос переменной производительности, гидродвигатель и систему автоматического регулирования его скорости подачи в зависимости от нагрузки.

Недостатком данного устройства управления и защиты является относительная сложность устройства, автоматический режим управления требует применения дополнительных электрических цепей на горной машине и низкая надежность работы в условиях рудничной атмосферы.

Наиболее близким к заявленному по технической сущности и достигаемому результату является устройство управления рабочим органом горной машины (см. там же, рис. 3.6), включающее насос переменной производительности, гидродвигатель, распределитель подачи рабочей жидкости и механический редуктор управления производительности насоса.

Наряду с такими достоинствами, как простота устройства и прямое регулирование, существенным недостатком данного устройства является то, что регулирование производительностью насоса осуществляется ручным способом и зависит от степени профессионализма машиниста горной машины, так запаздываемая реакция машиниста на увеличение нагрузки приводит к поломке деталей и узлов горной машины.

Задачей изобретения является упрощение конструкции устройства управления и защиты и повышение эксплуатационной надежности его работы.

Указанная задача достигается тем, что в устройстве управления и защиты горной машины, включающем насос переменной производительности, распределители подачи рабочей жидкости и механизм регулирования производительностью насоса, выполненный в виде гидроцилиндра с пружиной в штоковой полости, поршневая полость которого соединена с напорной магистралью, шток гидроцилиндра соединен шарнирно с рычагом, воздействующим на шайбу, регулирующую производительность насоса.

Данное устройство характеризуется новой совокупностью существенных признаков.

На чертеже изображена гидромеханическая схема автоматического управления и регулирования нагрузки на рабочем органе горной машины.

Конкретное применение устройства автоматического управления и защиты рассмотрим, например, применительно к проходческому комбайну с рабочим органом избирательного действия.

Гидропривод управления и защиты содержит гидроцилиндры 1 и 2 управления рабочим органом в вертикальной и горизонтальной плоскостях соответственно, распределители 3 рабочей жидкости, аксиально поршневой насос 4 переменной производительности с регулирующей шайбой 5, механизм регулирования 6, рычажную систему 7 и предохранительный клапан 8.

Устройство управления рабочим органом работает следующим образом.

Рабочая жидкость от насоса 4 через распределители 3 подается к гидроцилиндрам управления 1 и 2 рабочим органом. При этом первоначальное сжатие пружины механизма регулирования 6 соответствует номинальной нагрузке на исполнительном органе. В случае увеличения нагрузки выше номинальной, увеличивается давление в напорной магистрали насоса. Под действием избыточного давления поршень регулятора, включенного в напорную магистраль, перемещается, сжимая пружину. Шток регулятора через рычажную систему 7 воздействует на регулирующую шайбу 5 насоса, уменьшая угол γ ее наклона, а, следовательно, и его производительность нагрузки на нем. При некотором увеличении давления подача насоса снизится до нуля. При выходе из тяжелого режима работы давление в системе падает, пружина регулятора перемещает поршень и через рычажную систему изменяет угол наклона регулирующей шайбы насоса и его подачу. Таким образом автоматически осуществляется эксплуатация рабочего органа в оптимальном режиме нагружения. Подбором характеристики пружины регулятора могут быть получены требуемые зависимости подачи насоса от давления в гидросистеме управления. Предохранительный клапан 8 работает только в аварийном режиме. Регулирование подачи насоса по давлению является весьма быстродействующим.

Предложенное устройство управления и защиты рабочего органа по сравнению с прототипом имеет следующие преимущества: простота и надежность устройства; быстродействие системы; автоматическое поддержание оптимального режима нагрузки.

Формула изобретения

Устройство управления и защиты рабочего органа горной машины, содержащее насос переменной производительности, распределитель подачи рабочей жидкости и механизм регулирования производительности насоса, отличающееся тем, что механизм регулирования производительности насоса выполнен в виде гидроцилиндра с пружиной в штоковой полости, поршневая полость которого соединена с напорной магистралью, а шток гидроцилиндра соединен шарнирно с рычагом, воздействующим на шайбу, регулирующую производительность насоса.

РИСУНКИ

Рисунок 1