книги из ГПНТБ / Сиденко, А. Ф. Аппаратура управления тормозными приводами шахтных подъемных машин

и в сообщающейся с рабочим цилиндром полости К г через отвер­ стие L, что нарушает равновесие в подвижной системе регулятора, для восстановления которого золотник дополнительно сжимает пружину, перемещается в среднее положение, вследствие чего прекращается поступление сжатого воздуха в рабочий цилиндр.

Для уменьшения давления в рабочем цилиндре подвижная си­ стема регулятора от вилки 4 перемещается вправо, при этом золотник сообщает рабочий цилиндр с атмосферой и давление в цилиндре уменьшается. Одновременно уменьшается давление на торце золот­ ника в полости К у и пружина, частично расжимаясь, возвращает золотник в среднее положение.

Поршень 2 служит для разгрузки рукоятки управления регуля­ тором от чрезмерных усилий. Давление в полости К 2 равно давлению в полости К 1 (через трубку 7), поэтому усилие сжатия пружины, передаваемое на вилку, компенсируется усилием, действующим на вилку со стороны поршня 2.

Давление, создаваемое в рабочем цилиндре, прямо пропорцио­ нально углу поворота вилки 4, которая связана через рычажную систему 5 с рукояткой управления рабочим тормозом 6, так как от этого угла зависят степень и сила сжатия пружины, а следовательно,

идавление в рабочем цилиндре.

Вконечном итоге давление в цплиндре рабочего тормоза зависит от положения рукоятки управления рабочим тормозом. Положению «Заторможено» соответствует максимальное давление в тормозном цилиндре, положению «Расторможено» — минимальное (нулевое) давление. Каждому определенному промежуточному положению рукоятки соответствует определенное промежуточное давление в тор­ мозном цилиндре.

Прп резком включении тормоза имеют место упругие колебания

тормозной системы.

В тормозах с регулятором давления упругие колебания системы возникают и вследствие неравенства мгновенных значений давления воздуха в цилиндре рабочего тормоза и в камере обратной связи регулятора давления.

Ввиду различной интенсивности нарастания давления в момент возврата золотника в нейтральное положение в тормозном цилиндре и камере обратной связи создаются различные по величине давления. Последующий процесс выравнивания давлений приводит золотник

колебаниям системы.

К недостаткам рассмотренного регулятора давления относится также различная зависимость между положением рукоятки и тор­ мозным усилием при изменении направления перемещения рукоятки, что объясняется явлением гистерезиса.

Возникновение гистерезиса можно объяснить наличием перекрыши золотника, обсспечивагощейдгеобходимую плотность перекры­ тия каналов, и трением его о втулку регулятора. Гистерезис имеет

50

место в регулирующих устройствах как в исполнительных органах тормозного, привода, так и тормоза в целом.

Висполнительных органах гистерезис обусловлен влиянием сил трения поршия о тормозной цилиндр, а также трением и наличием зазоров в шарнирах рычажной системы.

Вх^онструктивиом отношении регулятор давления (см. рис. 22) представляет собой трехходовой кран и состоит из золотникового распределителя (чугунного корпуса) 1, в котором размещена брон­ зовая втулка 2. Корпус 1 сочленен болтами с корпусом 3, в котором

размещены поршневая втулка 4, приводной валик 5 и вилка 6. Во втулке 2 размещен золотник 7, соединенный с поршнем 8 посред­ ством стержня 9. Вилка 6 через валик 10 соединена с поршнем 8. На правом торце поршня укреплена манжета 11, а на левом — стакан 12, на который насажена пружина 13. Перемещение вилки 6 передается на золотник влево через поршень 8, стакан 12, пружину 13 и опорную тарелку 14, а вправо — через поршень 8, стержень 9 и тягу 15. Слева корпус 1 закрывается крышкой 16, а справа — крышками 17 и 18. Во втулке 2 имеются три группы радиальных отверстий, объединенных кольцевыми коллекторами. Из них один 1храйний слева Р соединен с источником давления, средний Ц — с тормозным цилиндром и крайний справа Г — с атмосферой. Зо­ лотник, перемещаясь во втулке, может соединять тормозной ци­ линдр с источником давления или с атмосферой.

Камера обратной связи К г постоянно имеет сообщение с тормоз­ ным цилиндром через отверстие в золотнике L и полость Ц.

Давление на торец золотника со стороны камеры K L достигает значительной величины и передается через пружину на систему, жестко связанную с рукояткой управления тормозом, что затруд­ няло бы управление тормозным приводом. Наличие камеры К„, сообщенной с цилиндром рабочего тормоза посредством коллектора Ц и труб1ш 19, устраняет этот недостаток. Так как площади торцов золотника и поршня одинаковы, то силы, воздействующие на рычаж­ ную систему, взаимно уравновешиваются.

Корпус 1 имеет фланец для присоединения регулятора давления хх пневмосетн.

§ 2. Мембранно-клапанный регулятор давления фирмы «Спмепс-Шуккерт» (ФРГ)

На подъемных машинах фирмы «Спменс-Шуккерт» регулятор давления Иверсена был заменен мембранно-клапанным регулятором давления (рис. 24) для управления пневматическими приводами.

Действие регулятора заключается в следующем [19]. Для впуска сжатого воздуха в рабочий цилиндр тормозная рукоятка 1 пере­ мещается по часовой стрелке в положение, соответствующее тре­ буемому в этом цилиндре давлению. При этом рукоятка через имею­ щуюся у нее пружину и ролик воздействует на профилированный рычаг 2, который, поворачиваясь, отжимает выхлопную гильзу 3,

а с нею и клапан 4 вниз. Вследствие этого мембрана 5 прогнется вниз, а нижняя тарелка клапана, сжимая пружину 6, отойдет от ее седла п сжатый воздух из нижней камеры регулятора поступит в среднюю, соединенную с рабочим цилиндром. Когда давление в рабочем цилиндре и средней камере достигнет требуемой величины, мембрана 5 возвратится в исходное состояние, поднимет гильзу 3

иосвободит клапан 4, который под действием пружины 6 закроется

ипрекратит дальнейшее поступление сжатого воздуха в рабочий цилиндр.

Для выпуска сжатого воздуха из рабочего цилиндра рукоятка 1 переставляется против часовой стрелки, освобождает рычаг 2 и гильзу

краны выполняются вертикальными. В качестве распределитель­ ного элемента у них чаще всего применяется цилиндрический зо­ лотник, реже — клапаны.

Принципиальная схема управления гидрогрузовым приводом тормоза посредством регулятора положения с жесткой обратной

которого связаны с тормозной рукояткой 2 и с рычагом привода

00£ > г .

Машинист, передвигая рукоятку 2 в положение «Заторможено», воздействует на дифференциальный рычаг АВС, который, повора­ чиваясь около точки А, устанавливает золотник трехходового крапа

52

на выпуск масла из цилиндра 3. Эта операция называется прямой перестановкой и производится вручную.

Вследствие начавшегося истечения масла из цилиндра 3 его поршень с тормозным грузом 4 б}гдут опускаться и поворачивать, рычаг 0 0 г0.2 до тех пор, пока дифференциальный рычаг АВС, поворачивающийся при этом около точки С, не возвратит золотник крана в сроднее положение, при котором цилиндр 3 отключается от-

Зат ормож ено

Рис. 25. Схема регулятора торможения с жесткой обрат­ ной перестановкой по положению поршня в цплнндре

маслоснстемы (источника давления и сточного бака) н прекращается: выпуск из него масла. Эта операция называется обратной переста­ новкой и происходит автоматически.

Для уменьшения усилия, создаваемого приводом (растормаживапня), тормозная рукоятка 2 перемещается па соответствующий угол в сторону «Расторможено», при этом золотник устанавливается на впуск масла в цилиндр, вследствие чего поршень с грузом будет подниматься до тех пор, пока обратная перестановка золотника отрычага привода не возвратит золотник в среднее положение, при котором впуск масла в цилиндр прекращается и поршень с грузом останавливается в требуемом положении.

Положение, в котором останавливается поршень, зависит от угла поворота тормозной рукоятки, так как чем больше этот угол, тем больше переместится золотник трехходового крапа и, следовательно, том больше должен быть ход поршня для возвращения золотника в среднее положение, и наоборот. При этом каждому промежуточному положению рукоятки соответствует определенное промежуточное

53-

положение поршля в цилиндре. При постоянном зазоре между ободом п колодкой каждому положению поршня будет соответство­ вать определенное тормозное усплне. Следовательно, между углом поворота тормозной рукоятки и создаваемым приводом усилием существует однозначная зависимость.

Необходимым условием для постоянства указанного соотношения между углом поворота тормозной рукоятки и усилием, создаваемым приводом, является постоянство холостого хода поршня, который в процессе эксплуатации изменяется нз-за изменения зазора между тормозными колодками и ободом, а также изменения зазоров в шар­ нирах тормозной системы. Объясняется это следующим. Каждому углу поворота рукоятки из ее крайнего положения соответствует

•определенное перемещение поршня из его отторможенного положе­ ния, складывающегося из холостого хода и хода из-за упругости тормозной системы. Поэтому при одном п том же повороте рукоятки -с увеличением холостого хода ход поршня из-за упругости системы.

.54

аследовательно, н создаваемое приводом усилие оудут уменьшаться.

Впредельном случае, при чрезмерном увеличении зазора между тормозными колодками и ободом, холостой ход поршня может достичь

такой величины, при которой обратная перестановка будет отклю­

ным баком. Внутри втулки помещен золотник 3, который связан с рычажной системой управ­

ления штоком 4. Корпус снизу и сверху закрыт крышками 5- и 6. Для обеспечения надежного торможения соответствующий ему выпуск масла из цилиндра производится при опускании золотника из среднего положения. Для гарантии этого опускания шток 4 зо­ лотника нагружен дополнительным грузом 7-

В случае обрыва штока 4 золотник под действием груза 7 опу­ стится вниз, соединив тормозной цилиндр со сточным баком. Если

55-

это случится в момент, когда машина расторможена, произойдет резкое торможение машины на полном ходу, вследствие чего могут иметь место обрывы каната и другие серьезные поврежденияЧтобы этого не случилось, в золотнике 3 имеются отверстия р, обеспечи­ вающие его плавную посадку. Кроме того, эти отверстия демпфируют колебание золотника при нормальной работе регулятора положения.

§ 4. Клапанные регуляторы положения

Клапанные регуляторы положения применяют на некоторых американских подъемных машинахНа рис. 27 изображен клапанный регулятор фирмы «Гарди-Тайнее» (США). Этот регулятор имеет два клапана, из которых левый 1 предназначается для впуска масла в цилиндр тормозного привода, а правый 2 — для выпуска из него масла. Штоки клапанов присоединяются к дифференциальному рычагу 3 системы управления прямой и обратной перестановками регулятора. При торможении рычаг регулятора поворачивается около своей левой точки и поднимает правый клапан 2 для выпуска масла из цилиндра привода; при оттормаживании рычаг поворачи­ вается около правой точки и приподнимает левый клапан 1, чем достигается впуск масла в цилипдр привода. Прекращение впуска масла осуществляется автоматической обратной перестановкой ры­ чага в среднее положение, при котором оба клапана закрыты.

ГЛАВА II

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ РЕГУЛЯТОРЫ ДАВЛЕНИЯ

Автоматическое п дистанционное управление шахтными подъем­ ными машинами с асинхронным приводом при помощи механического торможения стало возможным лишь после разработки совершенных электропневматичеекпх и электрогидравлических регуляторов да­ вления, описание основных типов которых приводится ниже.

§ 1. Пружинные электропневматпческие регуляторы давления

Принципиальная схема пружинного электропневматического ре­ гулятора давления показана иа рис. 28, а.

При нейтральном положении ступенчатого золотника 1 золотни­ кового распределителя 2 тормозной цилиндр разобщен с источником давления и атмосферой (глушителем). Нейтральное положение золотника обеспечивается равенством усилий на золотник со стороны пружины 3 и камер 6 и 7.

При обесточенной обмотке управления 4 электромеханического преобразователя якорь 5, подвешенный на пружинах 10, находится

.56

в верхнем'положении. Заслонка 12, жестко соединенная с якорем, приподнята и отверстие сопла 9 открыто. Так как проходное сечение отверстия сопла 9 во много раз больше входного отверстия 8, давле­ ние в камере 7 управления равно пулю. Золотник 1 неуравновешен и пружиной 3 поднят в верхнее положение, соединив источник давления с тормозным цилиндром. В тормозном цилиндре 11 давление будет максимальным и равным или немного меньшим, чем в источнике давления.

При обтекании обмотки управления током якорь 5 и заслонка 12, опускаясь вниз, уменьшают зазор между соплом 9 и заслонкой.

Рпс. 28. Принципиальная схема пружинного регуля­ тора давления

увеличивая сопротивление выходу воздуха из камеры проточного регулирования. Давление в этой камере увеличится, золотник 1 опустится вниз, разобщив тормозной цилиндр с источником питания и соединив его с атмосферой. Давление в тормозном цилиндре будет уменьшаться до тех пор, пока сила со стороны камер 6 и 7 не станет равной (или меньше на величину сил трения золотника о втулку) силе пружины 3, регулируемой винтом 13, т. е. пока не наступит равновесие сил, действующих на золотник, после чего он вернется в нейтральное положение и отсоединит тормозной цилиндр от источ­ ника давления и глушителя. Таким образом, камера 6 является камерой обратной связи по давлению. Золотник уравновешивается с одной стороны пружиной, а с другой — суммой сил давления, действующих со стороны камер управления и обратной связи.

При увеличении протекающего тока в обмотке управления зазор

•между соплом 9 и заслонкой 12 уменьшается, давление в камере

57

управления растет, соответственно растет и давление в тормозном цилиндре. При достаточно большом токе, протекающем в обмотке управления, выходное отверстие из камеры проточного регулирования полностью перекроется, золотник опустится вниз, соединив тормоз­ ной цилиндр с глушителем. Давление в тормозном цилиндре умень­ шится до нуля.

Таким образом, при обесточенной обмотке управления или при малом первоначальном токе давление в тормозпом цилиндре будет максимальным, а при максимальном токе — равно нулю.

Статические характеристики описанного регулятора приведены

ским тормозным приводом шахтных подъемных машин институтом Гипронисэлектрошахт (ныне ВНИИВЭ) былп разработаны электропневматическпе регуляторы давления ЭРДП-1 и ЭРДП-2 и соответ­ ственно два вариапта систем управления с применением этих регу­ ляторов.

Регуляторы работают по выше описанной схеме и описаны в ли­ тературе [8].

§ 2. Регулятор давления фирмы ASEA (Швеция)

Регулятор предназначен для регулпроваиия давления в тормоз­ ных цилиндрах шахтных миогоканатных подъемных машин фирмы ASEA. Применение этого регулятора возможно и на других подъ­ емных машинах с пневматическим пли гидравлическим приводом тормоза, где обеспечена высокая чистота рабочего тела (воздух, масло) и соблюден температурный режим (в пределах +15 -4-+ 35° С).

Относится к категории пружинных пневматических регуляторов, описанных выше.

Конструкция регулятора давления фирмы ASEA показана на рис. 30. Регулятор состоит из бронзового корпуса 4, внутри которого помещены двухступенчатый золотник 5 и пружина 3. Корпус снизу закрыт крышкой 2, сверху установлен соленоидный привод 9. Внутри корпуса имеются три полости 7, 24 и 25, которые через фланцы 6

58

Для регулировки предварительного сжатия пружины 3 имеется регулировочный винт 27 с контргайкой 28 и предохранительной ганкой 1.

18 19 20

Соленоидный привод 9 состоит из бронзового корпуса, внутри которого встроены катушка 13 и магиптопроводы 11, 12 и 15. В верх­ ней части соленоидного привода иа винтах установлена подвижная панель 17, которая может перемещаться в вертикальной плоскости с помощью регулировочных виитов 21. На панели встроен масляный демпфер 18, закрытый крышкой 19, имеются изоляторы для при­ соединения электропроводов. Демпфер заливается костным (при­ борным) маслом. На панели укреплена консольная пружина 16. Шток 1.0 в сборе с заслонкой и якорем 14 подвешен на двух пру­ жинах 16 и 22. Сверху соленоидный привод закрывается крышкой 20.

59