УСТРОЙСТВО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ЖИДКОСТИ ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ГИДРАВЛИЧЕСКИМИ МЕХАНИЗМАМИ КАРЬЕРНОГО БУРОВОГО СТАНКА
LIQUID DISTRIBUTION DEVICE FOR CONTROLLING HYDRAULIC MECHANISMS OF QUARRY DRILLING MACHINE

Устройство распределения жидкости для управления гидравлическими механизмами карьерного бурового станка, обеспечивающее силовые и скоростные перемещения механизмов с помощью трехлинейного блочного клапанного распределения с непосредственной защитой гидролиний от перегрузок и гидроударов.
Изобретение относится к гидроприводу карьерного бурового станка, предназначенного для бурения взрывных скважин в горных породах с изменяющимися физическими свойствами.
Аналогом изобретения является гидропривод карьерного бурового станка (Руководство по эксплуатации карьерного бурового станка СБШ 250 МНА-32. Раздел: «Гидропривод станка. Маслостанция 091-02.69.0000-02», производство ОАО «Рудгормаш», г.Воронеж), в котором применен золотниковый тип распределения жидкости для управления механизмом подачи бурового става и подвода ее к гидроблокам управления вспомогательными механизмами посредством золотниковых распределителей 1P 203 (1P 203 РЭ «Гидроаппарат» г.Ульяновск). Защита от перегрузок осуществляется предохранительным клапаном гидросистемы с давлением настройки, необходимым для работы вспомогательных механизмов. Процесс бурения ведется посредством дистанционного управления этим клапаном в режиме дроссельного регулирования, при котором избыток жидкости, подаваемый насосом, дросселируется через предохранительный клапан. Недостатком данного гидропривода является низкая пропускная способность золотниковых гидрораспределителей и гидролиний, не обеспечивающих требуемые скоростные перемещения бурового става, составляющие не менее 15 метров в минуту, а также сложность конструкции маслостанции с низкой ремонтопригодностью. Для применяемых гидроцилиндров подачи с диаметром поршня 280 мм, диаметром штока 180 мм и максимальным ходом поршня 2420 мм, предназначенных для привода бурового става с помощью четырехкратной канатно-полиспастной системы, необходим расход жидкости 460 литров в минуту.
Аналогом изобретения является гидропривод бурового станка (Станок направленного бурения 2СБШ-200 Н, М., Недра, 1980, стр.44-52, рис.4.1, рис.4.2, автор НАНКИН Ю.А.), в котором применен золотниковый тип распределения жидкости для управления механизмом подачи бурового става и вспомогательными механизмами. Система распределения построена на серийно выпускаемых электрогидрораспределителях золотникового типа 44ПГ73-24 с дросселями, встроенными в торцевые крышки корпуса распределителя. Защита всех механизмов от перегрузок осуществляется предохранительным клапаном гидросистемы. Процесс бурения ведется в режиме объемного регулирования посредством дистанционного управления регулятором потока управляющего расходом жидкости нерегулируемого насоса.
Аналогом изобретения является распределитель гидропривода (патент РФ №2285157 С2, кл. F15B 13/08, 2006, авторы БУДНИКОВ Н.Г. и др.), состоящий из корпуса, каналов, напорных, рабочих и сливных полостей, отверстий для рабочих золотников, расположенных симметрично относительно осевого отверстия, отличающийся тем, что в корпус встроены втулки, служащие корпусами для рабочих золотников, и центральная магистральная втулка, служащая магистралью поступления и слива рабочей жидкости, причем канавки центральной магистральной втулки, а также канавки втулок для золотников образуют совместно с поверхностями отверстий в корпусе распределителя необходимые для работы распределителя полости, а соединение полостей осуществляется с помощью соединительных каналов в корпусе и овальных отверстий на дне канавок втулок, причем крепление и герметизация втулок в корпусе произведены с помощью анаэробного клея.
Данный распределитель гидропривода относится к разновидности золотниковых распределителей.
Заявленное устройство распределения жидкости отличается от известных тем, что оно относится к клапанному типу распределения с непосредственной защитой всех внешних гидролиний от перегрузок с требуемым давлением и исключением гидроударов, состоит из корпуса с подводными, отводными и сливными каналами и встроенными в него предохранительным и управляемым клапанами, причем предохранительный клапан выполняет функции как защиты, так и распределения.
Раскрытие изобретения
Из уровня техники, относящегося к гидроприводу, известно, что существуют два основных типа распределения потоков рабочей жидкости: золотниковое и клапанное (КОВАЛЬ П.В., М.: Машиностроение, 1979, Гидравлика и гидропривод горных машин, стр.159-180). По утверждению автора клапанные распределители не получили широкого распространения из-за своей громоздкости и сложности в управлении.
Сущность изобретения заключается в получении технического решения на разработку гидравлического устройства которым обеспечивается:
1 - необходимый расход жидкости для обеспечения требуемых скоростных характеристик перемещения бурового става;
2 - защита всех механизмов от перегрузок, требующих различных настроек предельных значений давления, в том числе и ведения процесса бурения в дроссельном режиме без применения дистанционного управления предохранительным клапаном;
3 - защита гидросистемы от гидроударов;
4 - однотипность (унифицированность) гидроаппаратов с функцией распределения, защиты от предельных нагрузок и гидроударов.
Целью изобретения является улучшение эксплуатационных характеристик карьерного бурового станка.
Поставленная цель достигается с помощью заявленного на изобретение устройства распределения жидкости для управления гидравлическими механизмами карьерного бурового станка, имеющего в своем составе блоки клапанного распределения рабочей жидкости, каждый из которых содержит корпус (1) с подводными, отводными и сливными каналами с соосно встроенными в него предохранительным (2) и управляемым (3) клапанами, дроссельную плиту (4) и пилоты управления (5) и отличающегося от известных тем, что корпус, предохранительный и управляемый клапаны, дроссельная плита, установленная на управляемый клапан, и пилоты образуют трехлинейный трехпозиционный блок распределения рабочей жидкости с защитой гидролинии подвода рабочей жидкости к потребителю от перегрузок и свободный ее отвод в обратном направлении на слив с регулируемым временем срабатывания управляемого клапана при отключениях гидропривода с исключением гидроударов, при этом распределение рабочей жидкости для управления гидравлическими механизмами осуществляют тремя блоками согласно схеме подключения линий подвода, отвода и слива, а также программой включения электромагнитов пилотов управления клапанов.
Получаемый технический результат
y
y
- Обеспечение устройством требуемых расходных характеристик при условных проходных каналах клапанов D=25 мм и отводных каналов устройства D=30 мм.
- Обеспечение устройством защиты внешних линий от перегрузок с настройкой требуемых давлений, а также защита гидропривода от гидроударов.
- Унифицированность устройства, обусловленная применением однотипных гидроаппаратов.
- Простота конструкции, легкость в управлении.
- Высокая надежность и ремонтопригодность.
Перечень чертежей
Фиг.1 - блок распределения жидкости с защитой внешней линии от перегрузок и гидроударов. Сборочный чертеж.
1 - корпус гидроблока;
2 - предохранительный клапан вставного монтажа нормально открытого типа МКПВ25/3Ф3П3, производство ОАО «Гидравлик», г.Грязи, Липецкая обл.;
3 - управляемый клапан, модернизированный обратный клапан МКОВ25/3Ф2, производство ОАО «Гидравлик», г.Грязи, Липецкая обл.;
4 - дроссельная плита Д1 ФСБ1 со встроенным регулируемым дросселем и обратным клапаном, производство ОАО «Гидроаппарат», г.Ульяновск;
5 - элекрогидрораспределитель ВЕ6-574А Г24В УХЛ-4, производство ОАО «Гидроаппарат», г.Ульяновск;
Фиг.2 - устройство распределения жидкости для управления гидравлическими механизмами карьерного бурового станка. Гидравлическая схема;
6, 7 - гидроблоки управления вспомогательными механизмами;
8 - гидроцилиндры подачи бурового става с соотношением объемов поршневой и штоковой полостей 2:1;
9 - линия подвода жидкости от насоса;
10 - линия подвода жидкости к поршневым полостям гидроцилиндров;
11 - линия подвода жидкости к штоковым полостям гидроцилиндров;
12 - линия подвода жидкости к гидроблокам 6, 7.
Блок, Фиг.1, состоит из стального корпуса 1 прямоугольной формы, имеющего каналы: Р - подвода жидкости от насоса; А - отвода жидкости к потребителю; Т - свободного слива жидкости от потребителя и слива избытка жидкости при создании в линии А требуемого давления. В корпус встроены предохранительный клапан и соосно ему управляемый клапан 3. Управление клапанами осуществляется электрогидрораспределителями 5 (далее пилоты управления). Блок имеет каналы независимого слива жидкости с пилотов управления, а также канал подвода жидкости от напорной магистрали Р к пилоту клапана управления через дроссельную плиту 4, причем последняя установлена между фланцем и пилотом управляемого клапана 3.
Блоки монтируются как по отдельности, так и собираются в модуль через уплотнительные прокладки и фланцы с помощью шпилек и крепятся фланцами к верхней крышке бака через прокладку и отверстия в баке для слива с блоков. Присоединение магистральных трубопроводов возможно любым способом: сварным, фланцевым и резьбовым.
В исходном состоянии (Фиг.2) поток жидкости, подаваемый насосом по линии (9), поступает к управляемым клапанам нормально открытого типа (3) и, преодолевая усилие их пружин, поступает по линиям (10, 11, 12) к поршневым и штоковым полостям гидроцилиндров подачи (8), к гидроблокам (6, 7) управления вспомогательными механизмами и через нормально открытые предохранительные клапаны (2) сливается в гидробак. Блоки устройства однотипны и каждый из них, в зависимости от положения клапанов, закрытом или открытом, осуществляет, индивидуально для каждой из линий (10, 11, 12) подвод жидкости от насоса, защиту магистралей и механизмов от перегрузок посредством настройки пружины предохранительного клапана (2) и отвод жидкости на слив через этот же клапан, тем самым обеспечивая трехлинейную схему распределения с требуемым расходом. Настройка каждого из клапанов производится на требуемое давление для каждого из механизмов и не изменяется в процессе работы, при этом процесс бурения ведется в дроссельном режиме со сливом избытка жидкости через предохранительный клапан поршневых полостей гидроцилиндров.
Управление предохранительными и управляемыми клапанами устройства осуществляется пилотами управления (5) дистанционно с пульта оператора. В исходном состоянии схемой определено положение выше названных клапанов как нормально открытое, при этом все линии соединены со сливом. Таких позиций (состояний) каждого из блоков возможно еще две: вторая позиция - линия 9 заперта, линия отвода (10, 11, 12) соединена со сливом; третья позиция - линия 9 соединена с линией отвода (10, 11, 12), сливные линии заперты. Экспериментально установлено, что одновременный сброс давления с механизма и насоса через один и тот же блок, вне зависимости от его пропускной способности, при отключении гидропривода, имеющего клапанное распределение, приводит к мощным гидроударам. В связи с этим, электрогидравлической схемой с программным обеспечением, предусмотрено производить сброс давления с насоса через два других блока с настройкой времени срабатывания управляемых клапанов (3) посредством регулируемых дросселей (4), которые обеспечивают не мгновенный сброс давления, а растянутый во времени, при этом управляемый клапан отключенного механизма закрывается за тоже время.