Устройство для автоматического регулирования режима привода подачи рабочего органа проходческого щита

Устройство для автоматического регулирования режима привода подачи рабочего органа проходческого щита

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскик

Социапистическии

Респубпнк

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву 11 876996 (22)» »«o 29. > 2. 80 (21) 3227374/22-03 с присоединением заявки 1те— (23 ) П риоритет

Опубликовано 30. 09. 82. Бюллетень М 36

Дата опубликования описания 30. 09. 82 (Ы)М. Кл.

Е 21 С 35/24

Гоеударотаеииый кекитет

СССР . по делан изабретеиий и открытий (53) УДК 622. 232..72(088.8) (72) Авторы изобретения

В. А. Гарбер, Н. В. Татаринов, В. А. Козелев и М. К. Иаркович (7I) Заявитель

Всесоюзный научно-исследовательский институт транспортного строительства (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ

РЕЖИМА ПРИВОДА ПОДАЧИ РАБОЧЕГО ОРГАНА

ПРОХОДЧЕСКОГО ЦИТА

Изобретение относится к тоннелестроению и может быть использовано в системах автоматического управления щитами для проходки тоннелей.

По основному авт. св. V 876996 известно устройство автоматического регулирования режима подачи рабочего органа проходческого щита, включающее домкрат подачи рабочего органа щита, гидросистему и блок автоматики.

Причем электрогидрораспределитель типа сопло-заслонка, врезанный в напорную и сливную магистраль, имеет две обмотки управления сердечником, жестко связанным с заслонкой с питающими цепями. При этом первая обмотка управления, генерирующая постоян-, ный сигнал, подсоединена к источнику питания, а вторая обмотка, генерирующая переменный управляющий сигнал, к приводу рабочего органа проходческого щита с соблюдением полярности, обратной полярности подсоединения первой обмотки управления, для pere2 нерирования суммарного управляющего сигнала, обеспечивающего отрицательную обратную связь между нагрузкой на привод рабочего органа и скоростью его подачи (1).

Указанное устройство регулирует режим подачи рабочего органа проходческого щита в зависимости от нагрузки на привод рабочего органа. Однако при этом не обеспечивается стабиль1о ность расходных характеристик устройства, так как на нее влияет изменение давления в гидроцилиндре домкрата подачи рабочего органа проходческого щита.

Цель изобретения - повышение точности управления за счет обеспечения стабильности расходных характеристик устройства автоматического регулирования режима подачи рабочего органа го щита для проходки тоннелей и, следовательно, устойчивости скорости перемещения рабочего органа для каждого значения управляющего сигнала.

96261

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено регулятором расхода и двумя обратными клапанами, при этом регулятор расхода установлен в напорной магистрали и име5 ет жиклер с калиброванным отверстием, а обратные клапаны установлены в напорной и сливной магистралях и соединены с регулятором расхода.

Нв чертеже представлена принципи- 1р альная схема устройства для автоматического регулирования режима подачи рабочего органа щита для проходки тоннеля.

В магистраль, соединяющую домкрат

1 подачи рабочего органа щита со станцией 2 питания, представляющей собой гидронасос с электромотором постоянного или переменного тока и резервуаром с рабочей жидкостью, вре- ð зан электрогидрораспределитель 3 типа сопло-заслонка. Электрогидрораспределитель 3 связан с блоком 4,управления, который подключен к приводу 5 рабочего органа (трехфазный ток напряжением 380 В) и к обычной электросети 6 (двухфазный ток напряжением 220 В).

Электрогидрораспределитель 3 включает в себя соединенные магистралью постоянные равные между собой гидравлические сопротивления в виде дросселей 7, переменные сопротивления в виде двух сопел 8 и заслонки 9, золотник 10, понижающий дроссель 11, обмотку !2 подмагничивания и две об35 мотки 13 и 14 управления.

Блок 4 управления состоит из токового трансформатора 15, трансформатора 16 питания, ограничительных диодов 17 и 18, потенциометров ю

19 и 20> сопротивлением 100 и 450 Ом, сглаживающих конденсаторов 21-23 с параметрами 200 мкф х 25 В, выпрямителей 24-26, миллиамперметров 27 и

28 и диода 29.

В напорную магистраль врезан регулятор 30 расхода, снабженный жиклером 31 с калиброванным отверстием и соединенный магистралью 32 с системой двух обратных клапанов 33, которые врезаны в напорную и сливную гидрокоммуникации домкрата подачи рабочего органа щита.

Принцип действия электрогидрораспределителя основан на равновесии и дисбалансе гидравлического моста.

При отсутствии управляющего сигнала на обмотках 13 и 14 зазоры между тор5 4 цами сопел 8 и заслонкой 9 равны, давления на торцах золотника 10 равны перепад давлений равен нулю., золотник находится в нейтральном положении, мост сбалансирован. При подаче управляющего сигнала на обмотки 13 и

14 якорь с заслонкой 9 отклоняются от нейтрального положения, чем наруЬ шается равновесие моста по расходу жидкости через сопла 8, в результате возникает перепад давлений на торцах распределительного золотника, последний смещается в сторону меньшего давления. При этом центральная выточка золотйика, куда через гильзу подается высокое давление рабочеЙ жидкости, соединяется с одним из клапанов. Поршень гидроцилиндра под давлением рабочей жидкости приходит в движение.

Из другой полости гидроцилиндра рабочая жидкость через золотник выходит по сливной магистрали. При колебаниях давления в гидроцилиндре регулятор 30 расхода через магистраль 32 и обратные клапаны 33 стабилизирует расход рабочей жидкости в гидросистеме для каждого значения управляющего тока. Избыточная рабочая жидкость через жиклер 31 с калиброванным отверстием дренируется в резервуар с рабочей . жидкостью станции 2 питания.

Устройство настраивают следующим образом.

От электросети 6 (220 В) через трансформатор 16 питания подается напряжение на обмотку 12 подмагничивания (через выпрямитель 25 и конденсатор 22) и устанавливается ток с силой 1 „ив цепи обмотки 13 управления посредством потенциометра 19 (через выпрямитель 26, конденсатор 23 и диод 17). Величина тока 3 контролируется миллиамперметром 27. При максимально возможном токе, снимаемом с привода 5 рабочего органа проходческого щита и преобразуемом токовым трансформатором 15, в цепи обмотки

14 управления посредством потенциометра 20 устанавливается ток силой (-через выпрямитель 24, конденсатор 21 и диод 18). Диоды 17 и 18 предохраняют обмотки 13 и 14 управления от перегрузок. Величина тока i контролируется амперметром 28. При этом току задается полярность, обратная полярности тока 3, а его величина выбирается таким образом, чтобы суммарный ток, поступающий на обмотки 13 и 14 управления „электрогидрораспределитеформула; зобретения

5 9626 ля 3, равный 3 + (- i), обеспечивал нулевую скорость выдвижения штока гидроцилиндра 1. На этом настройку предлагаемого устройства заканчива,ют.. 5

Устройство после. настройки работает следующим образом.

При изменении нагрузки на рабочий орган проходческого щита со стороны забоя изменяется нагрузка (ток) на 10 привод 5 рабочего органа. Соответственно изменяются величина тока i в обмотке 14 управления и суммарный ток обмоток 13 и 14 управления равный

Э + (= ). 35

При этом абсолютная величина суммарного тока может только увеличиваться, так как настройка устройства проводилась при максимально возможном токе привода 5 и, соответственно, щ значение управляющего тока, равного

-i тоже было максимальным по абсолютной величине, а отсюда значение суммарного тока было при настройке минимально возможным, так как ток в цепи 25 обмотки 13 управления остается всегда постоянным.

Поскольку электрогидрораспределитель 3 изменяет расход жидкости в гидросистеме домкрата 1 подачи пропорциоЭО нально суммарному току обмоток 13 и

14 управления,то при возрастании по;, следнего от минимальной величины, установленной при настройке устройства, до максимальной>получаемой при нулевой нагрузке на рабочий орган проходческого щита, расход жидкости в гидросистеме домкрата подачи, а следовательно, и скорость подачи домкрата рабочего органа 1 изменяются автома-,щ . тически от нулевого до максимального значения. Причем благодаря наличию в устройстве регулятора 30 расхода с .обратными клапанами 33, гидросистемой 32 и жиклером 31 с калиброванным

15 6 отверстием скорость подачи домкрата

1 на каждой ступени суммарного управляющего тока 3 + (- i) является строго определенной величиной (без отклонений в ту или другую сторону).

Таким образом реализуется отрицательная обратная связь между нагрузкой на рабочий орган проходческого щита и скоростью подачи этого рабочего органа на забой. Тем самым рабочий орган щита предохраняется от аварии.

Предлагаемое устройство позволяет отказаться от применения двигателей постоянного тока в системе подачи рабочего органа проходческого щита, так как при помощи этого устройства регулируется непосредственно расход жидкости в гидросистеме домкрата подачи, .а не работа привода домкрата подачи.

Устройство для автоматического регулирования режима привода подачи рабочего органа проходческого щита по авт. св. М 876996, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности регулирования за счет обеспечения устойчивости скорости перемещения рабочего органа для каждого значения управляющего сигнала, оно снабжено регулятором расхода и двумя обратными клапанами, при этом регулятор расхода установлен в напорной магистрали и имеет жиклер с калиброванным отверстием, а обратные клапаны установлены в напорной и сливной магистралях и соединены с регулятором расхода.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

N 876996, кл. E 21 С .35/24, 1979 (прототип).