Устройство для управления проходческим щитом

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 25.07.80 (21) 2968036/22-03 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М.К .

Е 21 D 9/06

Гееударетвепный камптет (53) УДК 624.191.

;6 (088.8) Опубликовано 28.02.82. Бюллетень №8

Дата опубликования описания 05.03.82 по делам «эобретвний и аткрмтий (72) Авторы изобретеиия

М. Я. Шенкман и И. С. Островский

Специальное конструкторско-технологическо

«Главтоннельметрострой» Министерства транс строительства (71) Заявитель (54) УСТРОЛСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПРОХОДЧЕСКИМ

ЩИТОМ

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

Известны проходческие щиты, включающие корпус с установленным внутри него исполнительным органом, приводом и гидроцилиндрами с гидросистемой управления ими.

Щиты оснащены копир-резцами, которые установлены на исполнительном органе и предназначены для одностороннего уширения выработки 11).

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

Наиболее близким решением к предлагаемому 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 Pi

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 — повышение 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

909187

S о

1S о и зо

SS 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 копи р-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 штоков 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 прямого 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 золотником, 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, который соответствует длине дуги 1, равной длине 1 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 2 щита, 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

909187

Формула изобретения с. 13 — 14 (прототип). 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 шток гидроцилиндра втягивается до тех пор, пока золотник гидрораспределителя 13 не пройдет переходный участок 26, при этом двухлинейный гидрораспределитель 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 дальнейшем вращении главного вала 17 шток 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 штоковую 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 штока 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 повышение надежности и получение своевременной информации о неправильном поло15 го

45 жении копир-резца в процессе его уборки, в результате чего машинист щита при каждом обороте роторного исполнительного органа может оперативно отреагировать на неисправности. Кроме этого, половину времени работы гидросистемы кодир-резца она разгружена от давления, что значительно увеличивает ее ресурс, а следовательно, и надежность.

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 контроля положения копир-инструмента, отличающееся тем, что, с целью повышения 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 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 поршневой полостью.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Клорикьян В. Х. и Ходош В. А. Горнопроходческие щиты и комплексы. М., «Недра», 1977, с. 37 — 68, 68 — 78.

2. Солдатов В. Л. и др. Гидравлические системы тоннелепроходческих щитов. М., «Транспортное строительство», 1980, № 2, 909187

Составитель Е. Панчук

Редактор А. Власенко Техред А. Бойкас Корректор Н. Стец

Заказ 825/47 Тираж 624 Подписное

ВНИИ ПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 3(— 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4