19.3. Керуючі механізми системи пневматичного управління

Для керування пневматичними виконавчими механізмами бурових установок застосовують спеціальні клапанні крани, що являють собою повітророзподілювальні пристрої. Вони забезпечують швидке наповнення шино-пневматичних муфт і пневматичних циліндрів стиснутим повітрям при включенні і випусканні повітря в момент відключення.

В бурових установках застосовують крани двох типів:

1. двоклапанний кран – для керування однією шино-пневматичною муфтою;

2. чотириклапанний кран – для керування двома шино-пневматичними муфтами або пневматичним циліндром подвійної дії.

3. для керування пневматичним циліндром гальма лебідки застосовують кран машиніста системи Казанцева.

Корпус 9 двоклапанного крану (рис.19.9) має два отвори для клапанів. Знизу він закритий кришкою 12 з відводами 1 і 13 для приєднання повітропроводу. Клапан під відводом 1 – впускний, а над відводом – нагнітальний. Кришку кріплять до корпусу чотирма болтами. Між корпусом і кришкою знаходиться ущільнювальна прокладка 11. Зверху корпус закритий кришкою 4 з проріззю, через яку проходить рукоятка 3. Кришку, що центрується в корпусі, кріплять до нього чотирма гвинтами 6. В отвір кришки між двома гвинтами розміщують вісь 5 рукоятки. На осі вільно обертаються два однакових кулачка 2 і 8, ступиці яких оброблені ззовні під квадрат, а рукоятка, що посаджена на ступцях відповідно має квадратний отвір. Кулачки крану повернуті відносно один одного на 90⁰.

Рисунок 19.9 - Двоклапанний кран:

1-відвод; 2,8-кулачки; 3-рукоятка; 4- кришка; 5-вісь рукоятки; 6-гвинт;

7-проріз; 9-корпус; 10-отвір; 11-прокладка; 12- кришка,13-відвід

Чотириклапанний кран служить блокувальним пристроєм, так як здатний забезпечити подачу повітря в одну муфту і автоматично випускати стиснуте повітря з іншої, а також одночасно подавати чи випускати стиснуте повітря з двох роздільних ємкостей.

Стиснуте повітря поступає під впускний клапан ІV (рис.19.10) і одночасно по каналу 1 підводиться під впускний клапан І. Кулачковий диск займає нейтральне положення. Канали І і ІV не натиснені кулачками диску і під дією пружин і стиснутого повітря займають крайнє верхнє положення, виключаючи доступ стиснутого повітря в порожнині під нагнітальними клапанами ІІ і ІІІ і в шинно-пневматичні муфти.

Клапани ІІ і ІІІ, натиснені кулачками кулачкового диску, знаходяться в крайньому положенні, з’єднуючи порожнину шино-пневматичних муфт з атмосферою (отвір 2). При повороті кулачкового диску (на рис. 19.10 він переміщується вліво) кулачки натиснуть на клапан І і вивільнять клапан ІІІ. Клапани ІІ і ІV залишаться в тому ж положенні. Клапан І, опустившись, відкриє доступ стиснутого повітря по каналу 4 в порожнину під клапан ІІІ і в порожнину шино-пневматичної муфти.

Рисунок 19.10 - Чотири клапанний кран:

1-рукоятка; 2-виступ; 3-болт; 4-кришка; 5-пружина;6-конічна гумка; 7-бурт клапану; 8-бронзова втулка; 9-корпус; 10-отвір; 11-фланець; 12-зазор;

13-фігурна гайка; 14-втулка; 15-порожнина; 16-гвинт; 17-кулачковий диск; 18-болт; 19-покладка; 20- упорна шайба; 21-гайка; 22-ніпель; 23-пружина;

24-фіксатор

Рисунок 19.11 - Схема роботи чотири клапанного крану:

а - керуючого; б - розподілювального

Одночасно клапан ІІІ під дією пружини і стиснутого повітря переміститься в крайнє верхнє положення і закриє доступ повітря в атмосферу через отвір 2, при цьому включається муфта 2. При повороті кулачкового диску в інший бік (на рис.19.11 – вправо) кулачки І і ІІ займуть верхнє, а ІІІ і ІV – крайнє нижнє положення, при цьому включиться муфта 1 і одночасно відключиться муфта 2.

По умовам роботи бурових установок гальмування барабану повинно бути поступовим і тільки в рідких випадках – різким. Тому необхідно, щоб тиск в пневматичному гальмівному циліндрі змінювалось відповідно гальмуванню: поступово чи різко.

Для регулювання тиску застосовують кран машиніста такий же, як і в залізничних гальмівних системах. Кран машиніста (рис.19.12) встановлюють в безпосередній близькості від гальмівного важеля і керують поворотом блоку 24, з’єднаного тросиком з рукояткою керування. Корпус крану складається з трьох частин: нижньої 20, середньої 17 і верхньої 15, відлитої з чавуна. Між нижньою і середньою частинами корпусу встановлена прокладка 18. В нижній частині виконана розточка з запресованою втулкою в якій розміщений поршень 19 з хвостовиком 4 (випускний клапан). Для створення герметичності у поршня є ущільнення.

Рисунок 19.12 – Гальмівний кран:

1-ущільнення; 2-пружина; 3-сідло; 4-хвостовик; 5-стакан; 6-верхній клапан;

7-діафрагма; 8-прокладка; 9-головка; 10-стержень; 11-добавочна пружина;

12-пружина; 13-нажимна шайба;14-кільце; 15,20,17-корпус;16-сідло;

18-прокладка; 19-поршень; 21- випускний канал; 22-шайба; 23-гайка; 24-блок

Між середньою і верхньою частинами корпусу і кільцем 14 затиснута діафрагма 7 нержавіючої сталі. В центральний отвір діафрагми 7 встановлена шайба 13, хвостовик якої служить штовхачем для клапану 6. Встановленими між тарілками пружинами 11 і 12 нажимна шайба 13 постійно притиснута до сталевої діафрагми. Щоб виключити просочування повітря в отвір діафрагми, шайба 13 оснащена гумовою прокладкою 8 з кільцевими ущільнюючими виступами. Кран має два подвійних клапани: верхній (побуджувальний) керується діафрагмою 7, а нижній (робочий) – поршнем 19. Бронзова втулка – сідло 3 нижнього робочого клапану – вгвинчена в нижню частину корпусу крану. Латунна втулка – сідло 16 верхнього побуджувального клапану 6 – вгвинчена в середню частину корпуса.

Стержень побуджувального клапану чотиригранної форми, тому при опущеному клапані повітря може проходити між його гранями і стінками через отвори у втулці. Верхня частина корпусу крана 15 з’єднана стрічковою різьбою з нажимною головкою 9. При оберті блоку 24 головці 9 сполучується осьовий рух , і таким чином регулюється тиск пружини 11 і 12 на нажимну шайбу 13.

Описаний вище кран машиніста відрізняється від залізничного тим, що має додаткову пружину 11, збільшений діаметр отворів в нажимній головці 9, верхньої частини корпусу 15, нажимній шайбі 13, стакані 5 і втулці сідла 16. Клапан 6 зроблений більшого діаметру, а стержень 10 – більшої довжини.

Кран має чотири повітряні камери:

Камера 1 (магістральна ) постійно сполучується з магістральною мережою стиснутого повітря.

Камера 2 (проміжна) між діафрагмою 7 і поршнем 19 розділена на дві частини, з’єднані повітряним каналом.

Камера 3 (атмосферна) знаходиться над діафрагмою в верхній частині корпусу. Вона постійно сполучається з атмосферою каналом отвором.

Камера 4 (гальмівна) постійно з’єднана повітропроводом з пневматичним циліндром гальма лебідки.