Проходческий комбайн
Полезная модель относится к области горного дела, а именно к устройствам для проведения горных выработок.
Техническим результатом полезной модели является повышение надежности проходческого комбайна за счет исключения поломки механизмов аутригеров при включении механизма перемещения.
Указанный результат достигается тем, что проходческий комбайн, включающий гидромоторы механизма перемещения, управляемые через две магистрали, аутригеры, кинематически связанные с гидроцилиндрами, клапан «или» и обратный клапан, дополнительно содержит два обратных клапана и два подпорных клапана, имеющих вход, выход и линию управления, и установленных так, что вход и линия управления каждого из них гидравлически подключены к одной из магистралей гидромоторов, а выход подключен к гидромоторам, причем места гидравлического подключения подпорных клапанов к магистралям расположены между клапаном «или» и гидромоторами, дополнительные обратные клапаны установлены по одному между входом и выходом каждого из подпорных клапанов и обращены надклапанными полостями к их входам, при этом уровень настройки давления открытия подпорных клапанов больше, чем давление необходимое для создания усилия в гидроцилиндрах при их сокращении. Ил.2.
Предлагаемое техническое решение относится к области горного дела, а именно к проходческим комбайнам.
Известен проходческий комбайн, описание которого приведено в источнике «Комбайны проходческие КП 21, КП 21-01. Руководство по эксплуатации КП 21.00.00.000РЭ» (http://www.twirpx.com/file/229010). Общий вид комбайна приведен на рис.9.1, гидравлическая схема (рис.22.1) описана на стр.82-92. Недостатком известного проходческого комбайна является то, что сокращение гидроцилиндров аутригеров (перевод их в нерабочее положение) выполняется только независимо от включения гидромоторов гусеничного хода в положение «ход вперед» либо «ход назад», а включение гидромоторов в любое из этих положений не приводит к отрыву аутригеров от почвы, если они были предварительно расперты. То есть включение гидромоторов механизма перемещения для хода комбайна вперед либо назад и перевод аутригеров в нерабочее положение не могут быть выполнены одновременно одной командой и в одной позиции гидрораспределителя. Эти операции выполняются раздельно и разными гидрораспределителями, что вызывает необходимость в дополнительных операциях при управлении комбайном. Кроме того, если перед включением гидромоторов механизма перемещения, аутригеры не были переведены в нерабочее положение (вследствие ошибки или низкой квалификации машиниста комбайна), то при движении комбайна в любую сторону механизмы аутригеров могут выйти из строя. Эта опасность, вследствие особенностей кинематики механизма, возрастает, если комбайн движется назад и, тем более, если опорная поверхность аутригера глубоко погружена в почву.
Наиболее близким техническим решением к заявленному по технической сущности является проходческий комбайн, включающий, гидромоторы механизма перемещения, управляемые через две магистрали, аутригеры, кинематически связанные с гидроцилиндрами, клапан «или» и обратный клапан (патент РФ 
119391, МПК E21D 9/00, опубл. 20.08.2012, бюл. 23).
Во время разрушения забоя аутригеры, расположенные в хвостовой части комбайна с правой и левой его сторон, расперты в почву с помощью гидроцилиндров для повышения устойчивости комбайна. После завершения цикла разрушения забоя необходимо зарубить режущий орган в массив для следующего цикла разрушения. Для этого с помощью гидромоторов необходимо включить механизм перемещения (гусеничный ход). Гидрораспределитель управления гидромоторами переводят в позицию, соответствующую ходу комбайна вперед. Рабочая жидкость по напорной магистрали поступает в соответствующие полости гидромоторов. Одновременно с этим жидкость через клапан «или», обратный клапан и гидрозамки поступает в штоковые полости гидроцилиндров, они сокращаются и аутригеры переводятся в сложенное положение. Если же необходимо отвести комбайн от забоя, то гидрораспределитель управления гидромоторами ставят в соответствующую позицию. При этом рабочая жидкость поступает в гидромоторы для хода комбайна назад и, вместе с тем, через клапан «или», обратный клапан и гидрозамки опять же (как и при ходе комбайна вперед) она поступает в штоковые полости гидроцилиндров, которые сокращаются и переводят аутригеры в нерабочее положение. В таком проходческом комбайне и при его движении вперед, и при движении назад, обеспечивается возможность выполнения операций по управлению гидромоторами и гидроцилиндрами аутригеров одной командой и в одной позиции гидрораспределителя, а для складывания аутригеров не требуется отдельной команды, что исключает влияние человеческого фактора, сокращает количество операций по управлению комбайном.
Однако такой проходческий комбайн обладает существенным недостатком. Он заключается в том, что при одновременной подаче жидкости в гидромоторы механизма перемещения и в гидроцилиндры аутригеров не гарантирован перевод аутригеров в нерабочее (сложенное) положение до запуска гидромоторов и может возникнуть ситуация когда комбайн уже начал движение, а аутригеры еще не потеряли контакт с почвой выработки. Такая ситуация может возникать в случае глубокого погружения опорных поверхностей аутригеров в почву, завале их кусками породы, а также при давлении жидкости в гидромоторах механизма перемещения, необходимом для их запуска, меньшем, чем требуемое давление в штоковых полостях гидроцилиндров для их сокращения и отрыва аутригеров от почвы и т.д. Тогда аутригеры не могут быть гарантированно отделены от почвы и переведены в сложенное положение до начала движения комбайна. Это неизбежно приведет к поломке механизмов аутригеров.
Целью заявленного технического решения является гарантированное обеспечение перевода аутригеров в нерабочее положение до начала движения проходческого комбайна.
Технический результат - повышение надежности проходческого комбайна за счет исключения поломки механизмов аутригеров при включении механизма перемещения.
Указанный результат достигается тем, что проходческий комбайн, включающий гидромоторы механизма перемещения, управляемые через две магистрали, аутригеры, кинематически связанные с гидроцилиндрами, клапан «или» и обратный клапан, согласно полезной модели, дополнительно содержит два обратных клапана и два подпорных клапана, имеющих вход, выход и линию управления, и установленных так, что вход и линия управления каждого из них гидравлически подключены к одной из магистралей гидромоторов, а выход подключен к гидромоторам, причем места гидравлического подключения подпорных клапанов к магистралям расположены между клапаном «или» и гидромоторами, дополнительные обратные клапаны установлены по одному между входом и выходом каждого из подпорных клапанов и обращены надклапанными полостями к их входам, при этом уровень настройки давления открытия подпорных клапанов больше, чем давление необходимое для создания усилия в гидроцилиндрах при их сокращении.
Полезная модель поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен проходческий комбайн, на фиг.2 - гидравлическая схема управления гидроцилиндрами аутригеров и гидромоторами механизма перемещения. Комбайн включает в свой состав режущий орган 1, механизм перемещения (гусеничный ход) 2, гидроцилиндры 3 с гидрозамками 4, кинематически соединенные с аутригерами 5, отдельный гидрораспределитель 6 управления гидроцилиндрами 3, гидромоторы 7 привода гусеничного хода, одноименные полости которых гидравлически соединены параллельно, управляемые гидрораспределителем 8, клапан «или» 9 и обратный клапан 10. Один вход клапана «или» 9 соединен с магистралью 11, другой вход - с магистралью 12. Каждая из магистралей 11 и 12 может быть напорной или сливной в зависимости от одной из рабочих позиций гидрораспределителя 8, в которых рабочая жидкость от насоса 13 поступает либо в полости гидромоторов 7 для движения комбайна вперед, либо в их полости для движения назад (реверс). Обратный клапан 10 своей подклапанной полостью соединен с выходом клапана «или» 9, а надклапанной полостью через гидрозамки 4 соединен со штоковыми полостями гидроцилиндров 3. Отдельный гидрораспределитель 6 управления гидроцилиндрами выполнен так, что в его нейтральной позиции поршневые полости гидроцилиндров 3 через гидрозамки 4 соединены со сливным трубопроводом 14 посредством канала 15. Дополнительно проходческий комбайн содержит два обратных клапана 16, 16' и два подпорных клапана 17, 17'. Каждый из подпорных клапанов 17 и 17' имеет соответственно вход 18 и 18', выход 19 и 19', линию управления 20 и 20'. Они установлены так, что вход 18 и линия управления 20 подпорного клапана 17 гидравлически подключены к магистрали 11, вход 18' и линия управления 20' подпорного клапана 17' - к магистрали 12, а выход 19 и 19' каждого из них подключен к одной из полостей гидромоторов 7. Места гидравлического подключения подпорных клапанов 17 и 17' к магистралям 11 и 12 расположены между клапаном «или» и гидромоторами. Дополнительный обратный клапан 16 установлен в магистрали 11 между входом и выходом подпорного клапана 17 и обращен надклапанной полостью к его входу, а дополнительный обратный клапан 16' установлен в магистрали 12 между входом и выходом подпорного клапана 17' и обращен надклапанной полостью к его входу. Уровень настройки давления открытия подпорных клапанов устанавливается больше, чем величина давления необходимого для создания усилия в гидроцилиндрах при их сокращении. Необходимое для этого давление может быть определено либо расчетным путем с учетом кинематики механизма аутригера, его веса, геометрических размеров гидроцилиндров и коэффициента запаса, либо установлено (замерено) экспериментально в наиболее сложных условиях работы механизмов аутригеров.
Проходческий комбайн работает следующим образом. Во время разрушения забоя аутригеры 5, расположенные в хвостовой части комбайна с правой и левой его сторон, расперты в почву с помощью гидроцилиндров 3, что повышает его устойчивость. После завершения цикла разрушения забоя необходимо зарубить режущий орган 1 в массив для следующего цикла разрушения. Для этого необходимо сократить гидроцилиндры 3, чтобы перевести аутригеры 5 в нерабочее (сложенное) положение и запустить гидромоторы 7 механизма перемещения комбайна. Эти операции выполняются в одной позиции гидрораспределителя 8, но, для исключения поломки механизмов аутригеров, необходимо обеспечить их складывание до начала движения комбайна. Гидрораспределитель 8 переводится из нейтральной позиции в позицию, соответствующую ходу комбайна вперед. Рабочая жидкость от насоса 13 через клапан «или» 9, обратный клапан 10 и гидрозамки 4 поступает в штоковые полости гидроцилиндров 3, гидроцилиндры сокращаются и аутригеры 5 переводятся в сложенное положение. Во время выполнения этой операции отдельный гидрораспределитель 6 управления гидроцилиндрами 3 находится в нейтральной позиции и при сокращении гидроцилиндров жидкость из их поршневых полостей через гидрозамки 4 уходит в сливной трубопровод 14 через канал 15. Одновременно с этим рабочая жидкость от насоса 13 через гидрораспределитель 8 направляется и к гидромоторам 7 через магистраль 11 или 12. На пути следования она поступает на вход 18 или 18' одного из подпорных клапанов 17 или 17' в зависимости от того какая из магистралей 11 или 12 является напорной. При этом один из дополнительных обратных клапанов 16 или 16', находящийся в напорной магистрали, препятствует проходу жидкости через нее в гидромоторы, минуя подпорный клапан 17 или 17'. Так как каждый подпорный клапан настроен на давление открытия большее, чем давление необходимое для сокращения гидроцилиндров 3, то, пока не закончится их сокращение и складывание аутригеров 5, жидкость не сможет пройти через него. После полного сокращения гидроцилиндров 3 давление в напорной магистрали и линии управления 20 или 20' начнет увеличиваться и как только оно достигнет уровня настройки давления открытия подпорного клапана, установленного в напорной магистрали, он откроется. Жидкость через выход 19 или 19' подпорного клапана поступит в гидромоторы 7 для их запуска и движения комбайна в заданном направлении. Слив жидкости из гидромоторов в это время происходит через дополнительный обратный клапан 16' или 16 установленный между входом и выходом закрытого подпорного клапана в сливной магистрали. Если же необходимо отвести комбайн от забоя, то гидрораспределитель 8 ставится в соответствующую позицию. При этом рабочая жидкость от насоса 13 опять же через клапан «или» 9, обратный клапан 10 и гидрозамки 4 поступает в штоковые полости гидроцилиндров 3, которые сокращаются и переводят аутригеры 5 в нерабочее положение. Слив жидкости из поршневых полостей гидроцилиндров 3 происходит через гидрозамки 4 и канал 15 в нейтральной позиции отдельного гидрораспределителя 6. Одновременно с этим поток жидкости от насоса 13 через гидрораспределитель 8 направляется и к гидромоторам 7 через магистраль 12 или 11, а порядок запуска гидромоторов для движения комбайна от забоя такой же, как и выше описанный порядок при движении на забой с той разницей, что напорная магистраль становится сливной, а сливная напорной. Соответственно изменяются функции подпорных клапанов и дополнительных обратных клапанов.
Если необходимо независимое управление гидроцилиндрами 3, например, при проведении технического обслуживания, ремонте или проверке функционирования механизмов аутригеров без включения гидромоторов 7, то гидрораспределитель 8 ставится в нейтральную позицию, а для управления гидроцилиндрами 3 используется отдельный гидрораспределитель 6. Он имеет две рабочих позиции, в одной из которых жидкость поступает в штоковые полости гидроцилиндров 3 для их складывания, а в другой - в их поршневые полости для распора аутригеров 5 в почву. При подаче жидкости в штоковые полости гидроцилиндров 3 обратный клапан 10 препятствует ее попаданию в магистрали 11 или 12 гидромоторов 7 и делает невозможным их запуск.
Таким образом, в предлагаемом проходческом комбайне обеспечивается гарантированный перевод аутригеров в нерабочее положение до начала движения комбайна, что повышает его надежность за счет исключения поломки механизмов аутригеров. При этом сохраняется возможность как совмещения операций по управлению гидромоторами и гидроцилиндрами аутригеров, так и отдельного управления гидроцилиндрами, что расширяет возможности управления комбайном в целом и повышает безопасность труда.
Проходческий комбайн, включающий гидромоторы механизма перемещения, управляемые через две магистрали, аутригеры, кинематически связанные с гидроцилиндрами, клапан «или» и обратный клапан, отличающийся тем, что он дополнительно содержит два обратных клапана и два подпорных клапана, имеющих вход, выход и линию управления и установленных так, что вход и линия управления каждого из них гидравлически подключены к одной из магистралей гидромоторов, а выход подключен к гидромоторам, причем места гидравлического подключения подпорных клапанов к магистралям расположены между клапаном «или» и гидромоторами, дополнительные обратные клапаны установлены по одному между входом и выходом каждого из подпорных клапанов и обращены надклапанными полостями к их входам, при этом уровень настройки давления открытия подпорных клапанов больше, чем давление, необходимое для создания усилия в гидроцилиндрах при их сокращении.
