Способ управления рабочим циклом гидравлической ударной машины

 

Изобретение относится к области управления импульсными системами с гидравлическим приводом и может найти применение в горном деле и строительстве при разработке и проектировании ударных машин. Способ заключается в подключении камеры обратного хода постоянно к системе, состоящей из источника расхода жидкости и аккумулятора, а камеры прямого хода попеременно при помощи гидрораспределительного устройства - то к источнику расхода жидкости по сигналу датчика верхнего положения ударника, то к сливу в бак после задержки ударника перед началом обратного хода и достижения в системе заранее установленной величины Р_З давления. Попеременное подключение камеры прямого хода осуществляют гидрораспределителем, первая камера управления которого соединена с источником расхода жидкости, а вторая - с датчиком верхнего положения ударника. Изобретение обеспечивает увеличение энергии удара, повышение надежности и стабильности в работе, повышение мощности. 1 ил.

Изобретение относится к области управления импульсными системами с гидравлическим приводом и может найти применение в горном деле и строительстве при разработке и проектировании ударных машин.

Заявителю и авторам неизвестны технические решения, аналогичные заявляемому, кроме наиболее близкого по технической сущности и достигаемому эффекту способа управления рабочим циклом гидравлической ударной машины, реализованного в конструкции гидромолота финской фирмы Rammer (А.П.Архипенко, А. И. Федулов. Гидравлические ударные машины. Новосибирск: ИГД СО АН СССР, 1991, с. 12), при котором камеру обратного хода подключают постоянно к системе, состоящей из источника расхода жидкости и аккумулятора, а камеру прямого хода попеременно при помощи гидрораспределительного устройства, состоящего из гидрораспределителя и клапана давления, то к источнику расхода жидкости по сигналу датчика верхнего положения ударника, то к сливу в бак после задержки ударника перед началом обратного хода и достижения в системе заранее установленной величины P_З давления.

Недостатком этого способа является разобщенность и независимость работы клапана давления и гидрораспределителя, которые входят в состав гидрораспределительного устройства. Это приводит к тому, что в конце прямого хода ударника, когда гидрораспределителем соединяют камеру прямого хода со сливным каналом, перекрытым клапаном давления, камера прямого хода оказывается замкнутой, и еще двигающийся ударник создает в ней разрежение, что приводит к возникновению кавитации. После удара по инструменту ударник под действием возрастающего давления жидкости в камере обратного хода совершает колебания на кавитирующей жидкости в камере прямого хода, вызывая в этой камере и связанных с ней аппаратуре и трубопроводах гидравлические удары и сбои в системе управления. При этом часть энергии гидравлической ударной машины теряется, что приводит к снижению ее мощности и коэффициента полезного действия. Необходимость переключения гидрораспределителя в конце прямого хода и соединения камеры прямого хода со сливным каналом приводит к тому, что ударник разгоняется только на части прямого хода, на оставшейся же части прямого хода ударник не разгоняется а тормозится усилием от давления жидкости в камере обратного хода. Это приводит к уменьшению энергии удара гидравлической ударной машины.

Технической задачей предлагаемого способа управления рабочим циклом гидравлической ударной машины является повышение надежности и стабильности ее работы, увеличение энергии удара, повышение мощности и коэффициента полезного действия за счет упрощения конструкции и изменения режима работы гидрораспределительного устройства.

Она решается тем, что в способе управления рабочим циклом гидравлической ударной машины, заключающемся в подключении камеры обратного хода постоянно к системе, состоящей из источника расхода жидкости и аккумулятора, а камеры прямого хода попеременно при помощи гидрораспределительного устройства, гидрораспределитель которого включает первую и вторую камеры управления, - то к источнику расхода жидкости по сигналу датчика верхнего положения ударника, то к сливу в бак после задержки ударника перед началом обратного хода и достижения в системе заранее установленной величины P_З давления, согласно техническому решению указанное попеременное подключение камеры прямого хода осуществляют используемым в качестве гидрораспределительного устройства гидрораспределителем, первую камеру управления которого соединяют с источником расхода жидкости, а вторую - с датчиком верхнего положения ударника, причем при давлении в системе, большем величины P_З, гидрораспределителем соединяют камеру прямого хода с источником расхода жидкости по сигналу датчика верхнего положения ударника в течение времени, пока давление в системе не станет равным или меньшем величины P_З, после чего гидрораспределителем продолжают соединять камеру прямого хода с источником расхода жидкости путем дополнительного силового воздействия со стороны второй камеры управления.

Указанная совокупность признаков позволяет соединять камеру прямого хода с источником расхода жидкости, аккумулятором и камерой обратного хода в течение времени торможения ударника, начиная с момента поступления сигнала с датчика верхнего положения ударника, времени разгона на прямом ходе, удара по инструменту и задержки ударника на инструменте, пока давление в системе не достигнет величины _З, в отличие от прототипа, в котором камеру прямого хода соединяют с источником расхода жидкости, аккумулятором и камерой обратного хода в течение времени торможения ударника, начиная с момента поступления сигнала с датчика верхнего положения ударника и до момента, пока давление жидкости в системе на прямом ходе ударника не станет меньше величины, при которой происходит переключение гидрораспределителя.

Совокупность существенных признаков заявляемого способа приводит к изменению режима работы гидрораспределительного устройства: камеры прямого и обратного хода надежно сообщаются между собой от момента подачи сигнала с датчика верхнего положения ударника в конце обратного хода до момента превышения давления в системе до величины P_З и начала обратного хода ударника. При этом происходит торможение ударника, его остановка, разгон и удар по инструменту, после чего ударник остается прижатым к инструменту, пока давление в системе не превысит заранее установленную величину P_З. При этом гидрораспределительное устройство представляет собой гидрораспределитель, и поэтому система управления гидроударной машиной упрощается. В камере прямого хода исключается кавитация, так как она в течение прямого хода и задержки ударника соединена с источником расхода жидкости. Вследствие этого становятся невозможными колебания ударника и жидкости в камере прямого хода, что исключает потери энергии и повышает коэффициент полезного действия системы. Кроме того, невозможность самопроизвольных колебаний ударника и жидкости после окончания прямого хода исключает возможность возникновения ударных волн в жидкости, повышает устойчивость и надежность машины. Так как ударник разгоняется на протяжении всего прямого хода, то это приводит к увеличению энергии удара, мощности и коэффициента полезного действия гидравлической ударной машины.

На чертеже приведена схема, поясняющая способ управления рабочим циклом гидравлической ударной машины по предлагаемому изобретению.

По предлагаемому способу гидравлической ударной машиной управляют с помощью гидрораспределительного устройства, представляющего собой гидрораспределитель 1, первая камера 2 управления которого соединена с источником 3 расхода жидкости и аккумулятором 4, вторая камера 5 управления поджата пружиной 6 и управляется от датчика 7 верхнего положения. Ударник 8 при движении в корпусе 9 вверх совершает обратный ход, при движении вниз - прямой ход. В конце прямого хода ударник 8 наносит удар по инструменту 10.

После включения источника 3 расхода жидкости, пока давление в системе ниже величины Р_З, гидрораспределителем 1 соединяют камеру 11 прямого хода с источником 3 расхода жидкости, аккумулятором 4 и камерой 12 обратного хода. Так как площадь ударника 8 со стороны камеры 11 прямого хода больше его площади со стороны камеры 12 обратного хода, то ударник 8 будет прижат усилием от давления жидкости к инструменту 10. Усилие пружины 6 устанавливают на величину усилия в камере 2 управления при давлении жидкости в системе, равном Р_З. Давление жидкости в системе увеличивается, и когда оно превысит величину Р_З, гидрораспределитель 1, сжимая пружину 6, займет новое положение, соединив камеру 11 прямого хода со сливным баком 13. Начинается обратный ход ударника 8. При достижении ударником 8 уровня расположения датчика 7 в камеру 5 управления подают сигнал на переключение гидрораспределителя 1, которым вновь соединяют камеру 11 прямого хода с камерой 12 обратного хода, аккумулятором 4 и источником 3 расхода жидкости. Причем сигнал подают в течение времени, пока давление в системе не станет меньше величины Р_З. При этом ударник 8 тормозится, останавливается и начинает совершать прямой ход. Давление в системе начинает падать. При давлении в системе, меньшем величины Р_З, гидрораспределитель 1 продолжает удерживаться в прежнем положении, соединяя камеру 11 прямого хода с источником 3 расхода жидкости, аккумулятором 4, камерой 12 обратного хода, так как усилие на пружине 6 в камере 5 управления превосходит по величине усилие в камере 2 управления. Ударник 8 продолжает разгоняться и в конце прямого хода наносит удар по инструменту 10. После некоторого отскока ударник 8 прижимается к инструменту 10, после чего происходит его задержка на инструменте 10 в течение времени, пока давление жидкости в системе не достигнет величины Р_З. В результате гидрораспределитель 1 переключится и начнется новый цикл.

Формула изобретения

Способ управления рабочим циклом гидравлической ударной машины, заключающийся в подключении камеры обратного хода постоянно к системе, состоящей из источника расхода жидкости и аккумулятора, а камеры прямого хода попеременно при помощи гидрораспределительного устройства, гидрораспределитель которого включает первую и вторую камеры управления, - то к источнику расхода жидкости по сигналу датчика верхнего положения ударника, то к сливу в бак после задержки ударника перед началом обратного хода и достижения в системе заранее установленной величины Р_З давления, отличающийся тем, что указанное попеременное подключение камеры прямого хода осуществляют используемым в качестве гидрораспределительного устройства гидрораспределителем, первую камеру управления которого соединяют с источником расхода жидкости, а вторую - с датчиком верхнего положения ударника, причем при давлении в системе, большем величины Р_З, гидрораспределителем соединяют камеру прямого хода с источником расхода жидкости по сигналу датчика верхнего положения ударника в течение времени, пока давление в системе не станет равным или меньше величины Р_З, после чего гидрораспределителем продолжают соединять камеру прямого хода с источником расхода жидкости путем дополнительного силового воздействия со стороны второй камеры управления.

РИСУНКИ

Рисунок 1