Система управления тормозом шахтной подъемной машины

 

Союз Советскик

Соцмапмстмчесимк

Респубпми

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (iii948869

Ф Ф

Ъ

/ -=.

Ф. / (61) Дополнительное к авт. свил-ву— (22)Заявлено 16.01.81 (21) 3237238/27-11 с присоединением заявки №вЂ” (23)Приоритет-(51)lN. Кл.

В 66 О 5/26

3Ъсударстеапанй комитет

СССР да делам изобретений н открытий

Опубликовано 07.08.82. Бюллетень № 29

Дата опубликования описания 08. 08. 82 (53) УДК 629.113. .014.5 (088.8) (72) Авторы изобретения

А.Г. Степанов, А.А. Зайлер и В.А. Попо

" :. М.Я" 7у": -

Пермский политехнический институт " " "" 1

« (71) Заявитель (54) СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ТОРМОЗОМ ШАХТНОЙ

ПОДЪЕМНОЙ МАШИНЫ то

Изобретение относится к аппаратуре управления и может быть использовано в тормозных системах шахтных подъемных установок.

Известна система управления тормозом шахтной подъемной машины, содержащая привод тормоза, выполненный в виде тормозных цилиндров и пружинных блоков, источник давления рабочей жидкости, гидравлически соединенный с гидробаком, с устройством предохранительного торможения, выполненным в виде двухпозиционного четырехлинейного гидрораспределителя дискретного действия с гидроэлектромеханическим управлением, с регулятором давления, выполненным .в виде трехпозиционного трехлинейного гидрораспределителя непрерывного действия с гидроэлектромеханическим управлением, с датчиком направления движения и остановки подъемной машины, выполненным s виде насоса, кинематически связанного с валом подъем2 ной машиНы, на выходе которого установлены параллельно включенные предохранительный клапан и нерегулируемый дроссель (1).

Эта система управления тормозом позволяет получить тормозную характеристику, параметры которой зависят от вида выполняемой операции (спуск или подъем). В условиях наклонных стволов с переменным по длине выработки углом наклона тормоз с такой системой управления не может осуществить режим предохранительного торможения, отвечающий всем требованиям правил безопасности, так как эта система не позволяет регулировать величину тормозного усилия в зависимости от угла наклона выработки и в результате этого на наклонных подъемах зачастую наблюдается явление набегания подъемного сосуда на канат при предохранительном торможении, что может привести к обрыву подъемного каната.

948869 4 регулируемого дросселя определен по формуле

35

4 l лр

Недостатком известной системы является отсутствие в системе управ пения тормозом узла корректировки величины тормозного усилия в зависимости от угла наклона выработки, что снижает безопасность эксплуатации подьемной установки в условиях наклонных стволов с переменным по длине выработки углом наклона.

Целью изобретения является повышение безопасности эксплуатации подъемной машины в условиях наклонных стволов с переменным по длине выработки углом наклона.

Цель достигается тем, что система снабжена аккумулятором давления, включенным на выходе источника давления рабочей жидкости, формирователем сигналов задания, датчиком местоположения подъемного сосуда в стволе, устройством регулирования величины тормозного усилия, установленным ча выходе из устройства предо хранительного торможения, причем входы формирователя сигналов задания соединены с выходами датчика местоположения подъемного сосуда в стволе, датчика направления движения и остановки подъемной машины и источника давления рабочей жидкости, а выход — с входом устройства регули рования величины тормозного усилия, другой вход которого соединен с тормозными цилиндрами.

Устройство регулирования величины тормозного усилия выполнено в виде двух параллельно включенных двухпозиционных двухлинейных гидрораспределителей дискретного действия.

Датчик местоположения подъемного сосуда s стволе выполнен в виде профилированного диска, кинематически связываемого с валом подьемной машины посредством редуктора с передаточным отношением, определяемым по формуле где L — наклонная длина откатки, м;

О - диаметр органа навивки подьемной машины, м.

Кроме того, датчик направления движения и остановки подьемной машины выполнен в виде нереверсивного насоса, соединяемого своим валом с быстроходным валом редуктора подьемной машины посредством муфты свободного хода, а диаметр упомянутого не4 Л д

gP 1рлкD 2(ð Р где — заданная чувствительность датчика, м/с;

Ч подача насоса за один оборот вала, м ; передаточное отношение редуктора;

D — диаметр органа навивки подь.емной машины, м;

j - удельный вес рабочей жидкости, н/м

1» коэффициент гидравлических сопротивлений; g — ускорение свободного падения, м/с

P - минимальное рабочее давление на выходе датчика, Па.

Формирователь сигналов задания вы.полнен в виде подпружиненного двухлинейного двухпозиционного гидрораспределителя дискретного действия, камера управления которого соединена с выходом датчика направления движения и остановки подъемной машины, нерегулируемого дросселя питания и регулируемого дросселя слива в виде поворотного двухлинейного двухпозиционного гидрораспределителя непрерывного действия, золотник которого жестко соединен с рычагом, на конце которого установлен подшипник, прилегающий своей внешней обоймой к поверхности профиля диска датчика местоположения подъемного сосуда в стволе, причем отношение прохо.дного сечения нерегулируемого дросселя питания к максимальному проходному сечению регулируемого дросселя слива выбрано равным 1:).

На чертеже приведена принципиальная гидравлическая схема предложенной системы управления тормозом шахтной подъемной машины.

Система управления тормозом шахтной подъемной машины включает привод тормоза 1 в виде тормозных цилиндров

2 и пружинных блоков 3, источник давления рабочей жидкости 4, состоящий из насосов 5, связанных с электродвигателями, фильтров 6, обратных клапанов, предохранительного 8 и разгрузочного 9 клапанов и устройства для заливки рабочей жидкости 10 с фильтром 11, гидробак 12, устройство предохранительного торможения

948869

35

45

13 в виде двухпозиционного четырехлинейного гидрораспределителя дискретного действия 14 с электрогидромеханической головкой управления

15, регулятор давления 16 в аиде трехпозиционного гидрораспределителя непрерывного действия 17 с электромеханической головкой управления

18, датчик направления движения и остановки подъемной машины 19, выпол- 10 ненный в виде нереверсивного насоса

20, вал которого соединен с быстроходным валом редуктора подъемнои машины посредством муфты свободного хода 2 1, а на выходе установлены па- 15 раллельно включенные предохранительный клапан 22 и нерегулируемый дроссель 23, аккумулятор давления 24, включенный на выходе источника давления рабочей жидкости 4, датчик местоположения подъемного сосуда в стволе 25, выполненный в виде профи-: лированного диска 26, высота профит ля которого. зависит от местоположения подъемного сосуда в стволе,,кинематически связанного с валом подьемной-машины посредством редуктора

27, формирователь сигналов задания 28 в виде подпружиненного двухлинейного двухпозиционного гидрорас- зо пределителя дискретного действия

29, камера управления которого соединена с выходом датчика направления движения и остановки подъемной машины 19, нерегулируемого дросселя питания 30 и регулируемого дросселя слива 31 в виде поворотного двухлинейного двухпозиционного гидрораспределителя непрерывного. действия, золотник которого жестко соединен с рычагом 32, на конце которого установлен подшипник 33, прилегающий своей внешней обоймой к поверхности профилированного диска 26 датчика . местоположения подъемного сосуда в стволе 25, устройство регулирования величины тормозного усилия 34; установленное на сливном канале устройства предохранительного торможения

13, выполненное в виде двух параллельно включенных двухпозиционных двухлинейных гидрораспределителей

35 и 36 дискретного действия, камеры управления которых соединены с выходом формирователя сигналов задания 28, и камеры обратной связи - с подпоршневыми полостями тормозных цилиндров 2 привода тормоза 1

Работает система следующим образом.

При включении одного из насосов

5 (второй обычно резервный) в сис- . тему подается рабочая .жидкость под давлением, определяемым настройкой предохранительного 8 и разгрузочного

9 клапанов, и аккумулятор давления

24 заряжается.

"Зарядка" предохранительного тормоза осуществляется подачей напряжения на обмотку гидроэлектромеханической головки управления 15 устройства предохранительного торможения 13.

При этом золотник гидрораспределителя 14 переставляется в верхнее положение и соединяет распределительную полость регулятора давления 16 с подпоршневыми полостями тормозных цилиндров 2.

При подаче напряжения на обмотку гидроэлектромеханической головки управления 18 регулятора давления

16 золбтник гидрораспределителя 17 переставляется s нижее положение, соединяя ра=пределительную полость с нагнетательной полостью. Рабочая жидкость через регулятор давления 16 и устройство предохранительного с торможения 13 поступает в подпоршневые полости тормозных цилиндров

2. Поршни последних поднимаются, дополнительно сжимая пружинные блоки

3, и подьемная машина растормаживается.

В случае подъема груда насос 20 датчика направления движения 19 подает жидкость в камеру управления гидрораспределителя 29 формирователя сигналов задания 28. При. скорости вращения насоса 20; соответствующей порогу срабатывания датчика 19, давление на его выходе достигает давления переключения распределителя 29, золотник последнего переставляется в верхнее положение, включая в работу формирователь сигналов задания 28.

В формирователь сигналов задания включены два дросселя: один — нерегулируемый дро".сель питания 30, другой регулируемый дроссель слива 31. Соотношение Проходных сечений этих дросселей определяет давление жидкости на выходе формирователя сигналов задания 28. Так как на дроссель 31 действует профилированный диск 26, высота профиля которого зависит от местоположения подъемного сосуда

948869

6 стволе, то, очевидно, дав"! .. и-. на выходе формирователя сигналов задания 28 также зависит от местоположения подъемного сосуда в стволе.

Таким образом, при подъеме груза формирователь сигналов задания 28 непрерывно вырабатывает сигнал в виде давления жидкости, величина которого зависит о местоположения сосуда в стволе (угла наклона участка выработки, на котором находится подъемный сосуд)

При предохранительном торможении обесточиваются обмотки головок управления 19 устройства предохранительного торможения 13 регулятора давления 16. В этом случае золотник устройства предохранительного торможения 13 переставляется в нижнее положение, отсекая распределлтельную полость регулятора давления 16 от подпоршневых полостей тормозных цилиндров 2 и соединяет последние с устройством регулирования величины тормозного усилия 34. Золотники

ll гидрораспределителей 35 и 36 устройства регулирования величины тормозного усилия 34 при расторможенной машине находятся в положении "Открыто"; так как максимальное давление на выходе формирователя сигналов задания 28 принято равным давлению, при которгм тор озные колодки соприкасаются с тормозным ободом, которое немые;" „",авления растормаживания. Поэтому ;.,идкость из тормозных цилинлров 2 чеоез устройство гредохранv Tåïüíoãо торможения 13 и устрой ство рею,пирования величины тормозного усилия 34 сливается в маслобак

12, и давлен !е в подпоршневых полостях и соединенных с ними камерах обратной свя;:и гидрораспределителей и 36 умен ьшается. при снижении давления до величины, р-явной сигналу

".àäàíèÿ, золотника гидрораспределителей 35 и 36 переставятся в положение Закрытом и отсекут подпорг неяые полости тормозных цилиндров 2 от слива w в них останется давление, примерно равное зеличине сигнала задания на выходе формирователя сигналов задания 28.

Таким образом, в случае предохранительного торможения при подъеме груза к подъемной машине прикладывается ступень тормозного усилия, вепичина которой определяется углом наклона у частка выработки, на

5 с I S

2О

QQ

35 котором находится подъемный сосуд в момент предохранительного торможения (местоположения сосуда в стволе).

При торможении подъемной машины скорость вращения ее органов навивки v кинематически связанного с ними насоса 20 датчика направления движения и остановки подъемной машины 19 уменьшается. При достижении скорости, соответствующей порогу чувствительности датчика (4< от максимальной скорости подъема), давление на его выходе станет меньше давления переключения гидрораспределителя 29 формирователя сигналов задания 28. Золотник гидрораспределителя 29 переставится в нижнее закрытое положение и отключит формирователь сигналов задания 28, т.е. давление на его выходе и в камерах управления гидрораспределителей 35 и 36 устройства регулирования величины тормозного усилия 34 исчезнет. flop, действием давления в каме— рах обратной связи золотники гидрораспределителей 3 и 36 переставятся в положение "Открыто", и вся оставшаяся в подпоршневых полостях тормозных цилиндров 2 жидкость сольется в маслобак 12, т.е. наложится полное тормозное усилие.

При спуске груза давление на выходе датчика направления движения и остановки подъемной машины 19 отсутствует, золотник гидрораспределителя находится в нижнем закрытом положении, давление на выходе формирователя сигналов задания 28 отсутствует, золотники гидрораспределителей

35 и 36 устройства регулирования величины тормозного усилия 34 находятся в открытом положении. В случае предохранительного торможения вся рабочая жидкость иэ тормозных цилиндров 2 сливается в маслобак 12, т.е. происходит наложение полного тормозного усилия.

Для обеспечения нормальной работы системы управления тормозом на случаи полного обесточивания подъема в систему введен аккумулятор давления 24, который является резервным источником давления рабооей жидкости.

Испытания предложенной системы управления тормозом шахтной подъемной машины в условиях наклонного ствола подтвердили возможность полу

948869

10 чення регулируемой в зависимости от местоположения сосуда в стволе (угла наклона выработки) ступени торможения при подъеме груза, что повышает безопасность эксплуатации подъемной установки в условиях наклонных стволов.

Формула изобретения

35. 1. Система управления тормозом шахтной подъемной машины, содержащая привод тормоза, выполненный в виде тормозных цилиндров и пружинных блоков, источник давления рабочей жидкости, гидравлически соединенный с гидробаком, с устройством предохранительного торможения, выполненным в виде двухпозиционного щ четырехлинейного гидрораспределителя дискретного действия с гидроэлектромеханическим управлением, с регулятором давления, выполненным в виде трехпозиционного трехлинейного гидрораспределителя непрерывного действия с гидроэлектромеханическим управлением, с датчиком направления движения и остановки подъемной машины, выполненным в виде насоса, кинематически связанного с валом подъемной машины, на выходе которого установлены параллельно включенные предохранительный клапан и нерегулируемый дроссель, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью . повышения безопасности эксплуатации подъемной машины в условиях наклонных стволов с переменным по длине выработки углом наклона, система снабжена аккумулятором давления, включенным на выходе источника давления рабочей жидкости, формирователем сигналов задания, датчиком местоположения подъемного сосуда

45 в стволе, устройством регулирования величины тормозного усилия, установленным на выходе из устройства пре. дохранительного торможения, причем входы формирователя сигналов зада50 ния соединены с выходами датчика местоположения подъемного сосуда в стволе, датчика направления движения и остановки подьемной машины и источника давления рабочей жидкости, а выход -с входом устройства регулирования величины тормозного усилия, другой вход которого соединен с тормозными цилиндрами.

2. Система по и. 1, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что устройство регулирования величины тормозного усилия выполнено в виде двух параллельно включенных двухпозиционных двухлинейных гидрораспределителей дискретного действия, 3. Система по и. 1, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что датчик местоположения подъемного сосуда в стволе выполнен в виде профилированного диска, кинематически связываемого с валом подьемной машины посредством редуктора с передаточным отношением, определяемым по формуле

7 йО где L — наклонная длина откатки м

В

0 — диаметр орГана .навивки подьемной машины. м.

4. Система по и. 1, о т л и— ч а ю щ а я с я тем, что датчик направления движения и остановки подъемной машины выполнен в виде нереверсивного насоса, соединяемого своим выходом с быстроходным валом редуктора подъемной машины посредством муфты свободного хода, а диаметр упомянутого нерегулируемого дросселя определен по формуле

4 Лс

gð=„ р 2ф БАЙР где A - заданная чувствительность датчика, м/с;

Ч вЂ” подача насоса за один оборот вала, м ; передаточное отношение редуктора;

О - диаметр органа навивки подьемной машины, м; удельный вес рабочей жидкости, Н/м

2.

P — коэффициент гидравлических сопротивлений;

3 - ускорение свободного падения, м/с

p - -минимальное рабочее давление на выходе датчика, Па.

Система по и. 1, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что формирователь сигналов задания выполнен в виде подпружиненного двухлинейного двухпоэиционного гидрораспределителя дискрет-. ного действия, камера управления которого соединена с выходом датчика

948869

ВНИИПИ Заказ 6128/29 Тираж 939 Подписное филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, направления движения и остановки подьемной машины, нерегулируемого дросселя питания и регулируемого дросселя слива в виде поворотного двухлинейного двухпозиционного гидрораспределителя непрерывного действия, золотник которого жестко соединен с рычагом, на конце которого установлен подшипник, прилегающий своей внешней обоймой к поверхности профиля диска датчика местоположения подьемного сосуда в стволе, причем отношение проходного сечения нерегулируемого дросселя питания к максимальному проходному сечению регулируемого дросселя слива выбрано равным

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Заявка N 2689812/11, кл. В 66 D 5/26, 1978, по которой принято решение о выдаче авторского свидетельства (прототип)