БЕЗРЕДУКТОРНЫЙ ГИДРОПРИВОД ГОРНОЙ МАШИНЫ
GEARLESS HYDRAULIC DRIVE OF MINING MACHINE

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для горных машин.
Известны гидравлические привода горных машин, в которых поступательное движение штоков гидродомкратов преобразуется во вращательное приводной звездочки механизма перемещения горного комбайна (1) или других машин (2).
Основным достоинством этих приводов являются небольшие габариты, но они не лишены недостатков, так как их гидравлическая система управляется золотниками, которые не обеспечивают герметичность и надежность работы при высоких давлениях негорючей жидкости в подземных условиях.
Наиболее близким техническим решением является гидромеханический привод горной машины (3), включающий корпус, силовые цилиндры, приводную звездочку, при этом он снабжен коленчатым и кулачковым валами, связанными между собой механической передачей, блоком распределительных клапанов, которые механически соединены с кулачковым валом, при этом силовые цилиндры соединены с одной стороны посредством шарниров с корпусом, а с другой стороны их штоки подвижно связаны с коленчатым валом, на котором закреплена приводная звездочка.
Недостатком этого привода является необходимость приложения значительных усилий (т), для открывания клапанов под высоким давлением рабочей жидкости. Из-за этого приходится делать дополнительную гидросистему управления самими золотниками. Все это усложняет конструкцию и снижает надежность работы привода.
Целью предлагаемого изобретения является повышение надежности работы гидропривода и его объемного КПД. Это достигается путем замены клапанов на специальные гидрозатворы, которые устанавливаются в блоке управления силовыми цилиндрами в местах поворота потока рабочей жидкости, причем поршни затворов имеют каналы, соединяющие полость перекрываемого потока с цилиндром затвора, кроме этого поршни затворов подпружинены, имеют клапанную часть с толкателем, а клапанные седла установлены с люфтом, обеспечивающим самоуплотнение и герметичность перекрытия жидкости.
Отличительные признаки не известны из других технических решений и обеспечивают выполнение поставленной задачи, поэтому являются существенными.
Сущность изобретения поясняется чертежами: на фиг.1 - изображен общий вид привода и разрез по А-А; на фиг.2 - схема коммуникаций силовых цилиндров, распределительных гидрозатворов, напорных и сливных магистралей и схема взаимного расположения гидроцилиндров; на фиг.3 - общий вид гидрозатвора.
Безредукторный гидропривод (фиг.1) состоит из корпуса 1, размещенного на горной машине. Внутри корпуса 1 расположены силовые цилиндры 2 и 3, связанные с одной стороны с корпусом 1 шарнирами 4, а с другой стороны их штоки соединены посредством подшипников 5 с коленчатым валом 6, на выходном конце которого закреплена приводная звездочка 7, соединенная непосредственно с рабочим органом горной машины. Коленчатый вал 6 посредством механической передачи, состоящей из зубчатых шестерен 8 и 9, связан с кулачковым валом 10, который посредством рычагов 11 связан с толкателями 12 распределительных напорных 13 и сливных 14 гидрозатворов.
Схема коммуникаций (фиг.2) безредукторного гидропривода включает напорные 13 и сливные 14 гидрозатворы блока управления силовыми цилиндрами, напорную 15 и сливную 16 магистрали. В силовых цилиндрах 2 и 3 рабочие площади поршневой полости 17 больше рабочей площади штоковой полости 18.
Гидрозатвор (фиг.3) состоит из корпуса блока управления 19, внутри которого расположен затвор 20, представляющий собой поршень, верхняя часть которого выполнена клапаном 21 с толкателем 12 и клапанное седло 22. В гидрозатворе имеются каналы 23, соединяющие полость перекрываемого потока 24 с поршневой полостью 25 затвора 20, внутри которого расположена пружина 26. Поршень и толкатель гидрозатвора 20, а также клапанное седло 22 имеют уплотнительные устройства 27.
Механизм работает следующим образом.
При подаче в напорную магистраль 15 рабочей жидкости под давлением штоки силовых цилиндров 2 и 3 начинают совершать возвратно-поступательное движение, которое посредством коленчатого вала 6 преобразуется во вращательное движение и напрямую без редуктора передается на исполнительный орган машины, например, тяговой звездочки скребкового конвейера или приводной звезды гусеничного хода гидравлического экскаватора.
В момент прохода коленчатым валом так называемых “мертвых точек” автоматически происходит переключение распределительных затворов напорных 13 и сливных 14, в результате чего поршневая полость 17 силовых цилиндров 2 и 3 сообщается попеременно то с напорной 15, то сливной 16 магистралями. Штоковые полости 18 силовых цилиндров 2 и 3 постоянно соединены с напорной магистралью 15, но разность рабочих площадей в поршневой полости 17 и штоковой 18 обеспечивает поршню перемещаться в сторону штоковой полости, при соединении обоих полостей с напорной магистралью 15.
Управление гидрораспределительным блоком осуществляется рычажно-кулачковым механизмом путем нажатия на толкатели 12 напорных 13 и сливных 14 затворов 20.
Рабочая жидкость в затворах 20 (фиг.3) из полости перекрываемого потока 24 по каналам 23 поступает в поршневую полость 25. За счет разности площадей поршневой полости 25 затвора и рабочей площади клапанного седла 22 с учетом поперечной площади толкателя 12 давлением жидкости и пружины 26 затвор клапанной частью прижимается к седлу 22. В сравнении с обычным клапаном в гидрозатворе давление жидкости действует только на незначительную часть его рабочей площади и за счет этого достигается снижение усилий управления.
Поскольку клапанное седло 22 выполнено с люфтом, оно давлением жидкости в момент закрытия центрируется и прижимается к клапанной части 21 затвора 20 и таким образом происходит самоуплотнение и герметичное перекрытие потока.
Благодаря такому выполнению блока управления силовыми цилиндрами обеспечивается снижение усилий открывания затворов, упрощается конструкция и за счет этого повышается надежность работы привода и его объемный КПД.
Источники информации
1. “Механизм перемещения горного комбайна”. А.с. №1350347, М. Кл. Е21С 29/00, БИ №41, 1987 г.
2. “Силовой объемный привод”. А.с. №832108, М. кл. F03С 1/08, БИ №19, 1981 г.
3. “Гидромеханический привод горной машины”. Патент №2109946, зарегистрирован в госреестре изобретений 27.04.1998 г.