Pierwszenstwo: Zgloszenie ogloszono: 15.04.1973 Opis patentowy opublikowano. 26.06.1974 10671 KI. 59a,19 MKP F04b 49/00 Twórcywynalazku: Jacek Cyrulo, Rudolf Glanc, Zbigniew Tarnawski,Wieslaw Lapinski, FranciszekBobrowski, Reinhard Plinta Uprawniony z patentu tymczasowego: Zaklad Doswiadczalny Maszyn Urabiajacych przy Piotrowickiej Fabryce Maszyn „FAMUR", Katowice (Polska) Urzadzenie hydrauliczne do regulacji wydajnosci pompy w ciagniku hydraulicznym górniczych maszyn urabiajacych Przedmiotem wynalazku jest urzadzenie hydrauliczne do regulacji wydajnosci pompy w ciagniku hydra¬ ulicznym maszyn urabiajacych, w zakresie dowolnie wstepnie wybranym sposród zakresu predkosci narzuconych przez konstrukcje.Znane sa dotychczas rozwiazania urzadzen automatycznej regulacji predkosci posuwu poprzez zmiane wydajnosci pompy w zaleznosci od obciazenia w ciagnikach,, w których pompa hydrauliczna jest pompa wielo- ttaczkowa osiowa, a zmiana wydajnosci nastepuje przez wychylenie jej kadluba w plaszczyznie pionowej, zwia¬ zanego z tloczyskiem silownika hydraulicznego, stanowiacego jeden z elementów ukladu sterowania hydraulicz¬ nego zmiany wydajnosci. Zwiekszenie wydajnosci pompy, a tym samym zwiekszenie szybkosci posuwu ciagnika, nastepuje przez doprowadzenie oleju pod tlok silnika hydraulicznego a wysuwanie sie tloka zwiazanego mecha¬ nicznie z wychylnym kadlubem pompy zwieksza kat wychylenia kadluba przez co wzrasta wydajnosc pompy.Zmniejszenie wydajnosci nastepuje wskutek opadania kadluba pompy pod wlasnym ciezarem- po otwarciu wyplywu cieczy spod tloka silownika. Ustalenie granicy zmiany wydajnosci pompy poprzez odpowiednie usy¬ tuowanie zderzaka ograniczajacego wychylenie kadluba, odbywa sie przy pomocy zacisków hydraulicznych, a cale urzadzenie sterowane jest hydraulicznie przy pomocy odpowiedniego ukladu.Wada tych urzadzen zmiany wydajnosci jest mozliwosc zaciec i nierównomiernosc pracy szczególnie w cza¬ sie zmniejszenia wydajnosci pompy, spowodowanych zbyt mala sila ciezaru kadluba pompy w stosunku do oporów bedacych nastepstwem nieuniknionych niedokladnosci wykonania i montazu urzadzenia, jak równiez drobnych zanieczyszczen oleju. Wada tego urzadzenia jest równiez stosowanie zacisków hydraulicznych do ustale¬ nia zakresu wydajnosci pompy, bowiem powoduje to koniecznosc wprowadzenia do ukladu sterowania urzadze¬ nia, dodatkowych wieloczynnosciowych elementów sterujacych co zwieksza koszt wykonania i pociaga za soba skomplikowanie ukladu hydraulicznego ciagnika.Znane jest takze urzadzenie zmieniajace wydajnosc pompy ciagnika hydraulicznego maszyny urabiajacej, skladajace sie z dwóch silowników hydraulicznych ze sprzegnietymi tloczyskami, polaczonymi za pomoca dzwigni z obudowa pompy o zmiennej wydajnosci. Zmiana polozenia tloków w cylindrach powoduje zmiane wychylenia kadluba pompy przez co zostaje zwiekszona lub zmniejszona jej wydajnosc. Wadami tego urzadzenia sa jego niekorzystne gabaryty ze wzgledu na ograniczona wielkosc komory hydraulicznej ciagnika oraz wysokir 2 70671 koszt wykonania z uwagi na duza ilosc elementów sterowania hydraulicznego i mechanicznego powiazania ich z wychylnym kadlubempompy. ^ Znane jest równiez rozwiazanie urzadzenia zmiany wydajnosci pompy w ciagniku hydraulicznym z pompa glówna wielotlokowa promieniowa o zmiennej wydajnosci i pomocniczym obiegiem hydraulicznym zasilanym pompka dodatkowa. Zmiana wydajnosci pompy glównej dokonywana jest przy pomocy bloku suwakowego, którego korpus zwiazany jest z przesuwna obudowa pompy glównej. Wewnatrz korpusu bloku umieszczony jest cylinder hydrauliczny z nieruchomym tlokiem, sluzacy do przesuwania bloku suwakowego wraz z obudowa, a tym samym do zmiany wydajnosci pompy. Sterowanie odplywem i doplywem cieczy do przestrzeni roboczych cylindra odbywa sie przy pomocy czterech suwaków krawedziowych umieszczonych w korpusie bloku suwako¬ wego.Zmiana kierunku tloczenia pompy glównej, a wiec zmiana kierunku posuwu ciagnika dokonywana jest poprzez przestawienie mimosrodowe obudowy pompy w kierunku przeciwnym do nastawionego. Wada tego rozwiazania jest wysoki koszt wykonania spowodowany stosowaniem rozrzadu suwakowego i pomocniczego obiegu hydraulicznego z dodatkowa pompa oraz koniecznoscia stosowania dodatkowych urzadzen umozliwiaja¬ cych awaryjne zatrzymanie ciagnika hydraulicznego ze wzgledu na mozliwosc nie sprowadzenia pompy do wydajnosci zerowej po wylaczeniu ukladu hydraulicznego, co moze nastapic w przypadku mechanicznych zaciec lub nieszczelnosci w ukladzie rozrzadu suwakowego.Znane jest takze urzadzenie zmieniajace wydajnosc pompy zasilajacej silnik hydrauliczny ciagnika maszyny urabiajacej, której organ urabiajacy napedzany jest przy pomocy drugiej pompy i silnika hydraulicznego. Urza¬ dzenie to sklada sie z cylindra hydraulicznego jednostronnego dzialania, którego tlok zwiazany jest z wychylnym kadlubem pompy, przy czym zmniejszenie wydajnosci pompy ciagnika nastepuje przy przesu¬ nieciu tloka cylindra pod dzialaniem - zwiekszonego wskutek przeciazenia ukladu — cisnienia oleju doprowa¬ dzanego z obiegu hydraulicznego napedu organu urabiajacego lub z ukladu napedu posuwu ciagnika. Urzadzenie to charakteryzuje sie prosta budowa, jednak wada jego jest stosowanie do zwiekszenia wydajnosci sprezyny dzialajacej na tlok cylindra, co w przypadku awarii ukladu hydraulicznego sterowania zmniejszeniem wydajnosci spowoduje jej wzrost, a tym samym niekontrolowany wzrost szybkosci posuwu maszyny urabiajacej. Moze to prowadzic do nadmiernego przeciazenia zespolów roboczych maszyny i stwarza niebezpieczenstwo dla obslugi.Celem wynalazku jest uniezaleznienie wstepnego nastawiania zakresu zmiany wydajnosci pompy automa¬ tycznego ciagnika hydraulicznego od dzialania hydraulicznego ukladu automatycznej zmiany wydajnosci pompy przy zapewnieniu natychmiastowego zmniejszenia wydajnosci pompy, a tym samym szybkosci posuwu maszyny urabiajacej w przypadku awarii ukladu hydraulicznego a równoczesnie zapewnienie w takim przypadku mozli¬ wosci recznej regulacji wydajnosci pompy bez koniecznosci stosowania dodatkowych hydraulicznych lub mecha¬ nicznych urzadzen regulacji recznej.Zadaniem wynalazku jest opracowanie odpowiedniej konstrukcji urzadzenia hydraulicznego regulacji wydajnosci pompy do osiagniecia tego celu.Zagadnienie to zostalo rozwiazane przez zastosowanie odpowiedniej tulei zewnetrznej cylindrycznej pola¬ czonej z jednej strony z obudowa pompy z drugiej strony z tuleja wewnetrzna, której polozenie mozna ustalac poprzez srube zakonczona pokretlem i w ten sposób mozna sterowac recznie w przypadku awarii ukladu hydra¬ ulicznego. Wewnetrzna tuleja ma zderzak ograniczajacy skok tloka zwiazanego poprzez tloczysko i tuleje zewnetrzna z przesuwna obudowa pompy. Pomiedzy kolnierzami tulei wewnetrznej i zewnetrznej osadzonajest sprezyna która przy braku cisnienia w ukladzie sterujacym powoduje zmniejszenie wydajnosci pompy glównej do wartosci minimalnej. Przy recznym zwiekszaniu wydajnosci przesuwajaca sie zwiazana z tlokiem zewnetrzna tuleja cylindrowa pociaga za soba przesuwna obudowe pompy, a przy recznym zmniejszeniu wydajnosci ruch obudowy pompy wywolany jest przesuwaniem sie tulei cylindrowej wewnetrznej wraz z zewnetrzna tuleja i tlokiem, zblokowanymi dzieki sile napiecia sprezyny rozpierajacej obie tuleje. Zmniejszanie wydajnosci przy automatycznej regulacji pracy ciagnika nastepuje po odpowiednim przesterowaniu ukladu hydraulicznego zasila¬ jacego urzadzenie regulaqi wydajnosci, dzieki odpychaniu tulei cylindrowej wraz z przesuwna obudowy pompy sila napiecia sprezyny rozpierajacej.Takakonstrukcja zapewnia precyzje automatycznej regulacji predkosci posuwu kombajnu przy mozliwosci awaryjnej recznej regulacji predkosci posuwu bez sterowania recznego i automatycznego.W rozwiazaniu bedacym przedmiotem wynalazku nastawianie zakresu regulacji automatycznej lub ustalanie wielkosci posuwu przy regulacji recznej dokonywane jest przy mechanicznym i bezposrednim powiazaniu urza¬ dzenia regulacji wydajnosci pompy pokretlem zmiany wydajnosci, za pomoca mechanicznego urzadzenia sklada¬ jacego sie ze zlacza srubowego ruchowego. Takie mechaniczne powiazanie urzadzenia regulacji wydajnosci z pokretlem regulacji przy nastawianiu zakresu regulacji automatycznej jak i przy regulacji recznej zapewnia3 70671 niezawodnosc dzialania umozliwiajac plynna regulacje wydajnosci pompy w calym zakresie, a równoczesnie uniezaleznia nastawianie wydajnosci od pracy automatycznego ukladu hydraulicznego sterowania ciagnika, elimi¬ nujac stosowanie dodatkowych urzadzen sterujacych- hydraulicznych, koniecznych w przypadku stosowania hydraulicznego ukladu nastawiania granicy zmiany wydajnosci, upraszczajac w konsekwenqi konstrukcje ukladu regulacji predkosci posuwu ciagnika maszyny urabiajacej i ulatwiajac jego obsluge.Przedmiot wynalazku uwidoczniony jest na rysunku na którym fig. 1 przedstawia schemat hydraulicznego podlaczenia urzadzenia zmiany wydajnosci w ukladzie sterowania ciagnika automatycznego, a fig. 2 przedstawia przekrój urzadzenia zmiany wydajnosci w ukladzie sterowania ciagnika automatycznego.Jak uwidoczniono na fig. 1 pompa 1 polaczona jest z hydraulicznym silnikiem 2 przewodami 3 i 4 w ukla¬ dzie zamknietym. Na przewodach 3 i 4 wpiety jest rozdzielacz 5 ustalajacy odpowiedni kierunek przeplywu plynu w przewodach 3 i 4, a tym samym odpowiedni kierunek obrotów silnika 2. Czesc plynu z przewodu 3 lub 4 odprowadzana jest dó ukladu sterowania za pomoca przewodów 6 i 7 laczacych sie z kulkowym zaworem zwrotnym 8, a nastepnie poprzez niskocisnieniowe przewody 9,10,11 i 12 doprowadzana jest do urzadzenia 13 zmieniajacego wydajnosc pompy. Na przewodach 9, 10, 11 i 12 wpiete sa szeregowo: redukcyjny zawór 14, zawór 15 regulacji elektrycznej i zawór 16 regulacji cisnieniowej sterowany cisnieniem cieczy doprowadzanej z przewodu 9 poprzez przewód 17. Na przewodach 3 i 4 znajduja sie zawory bezpieczenstwa 18, a zabezpieczenie ukladu niskiego cisnienia przed przeciazeniem realizowane jest przy pomocy zaworu bezpieczenstwa 19 wpietego do przewodu 10.Jak uwidoczniono na fig. 2 zmieniajace wydajnosc pompy urzadzenie 13 sklada sie z cylindrowej tulei20 posiadajacej zderzak 21 i nakretke 22 prowadzonej w zewnetrznej tulei 23. Wewnatrz tulei 20 znajduje sie tlok 24, którego tloczysko 25 zwiazane jest poprzez tuleje 23 z przesuwna obudowa pompy 1. Pomiedzy kolnierzami tulei 20 i 23 znajduje sie sprezyna 26. Nakretka 22 polaczona jest poprzez wspólprace z nia sruba 27 z pokre¬ tlem regulacji 28. Sruba 27 ma zapewniony tylko jeden stopien swobody tj. obrót wokól wlasnej osi. Przed rozpoczeciem urabiana calizny weglowej w zaleznosci od srednich czasowych warunków urabiania nastawia sie górna grancie wydajnosci pompy 1 poprzez wysuniecie tulei 20 za pomoca mechanizmu srubowego. Z chwila wlaczenia posuwu maszyny urabiajacej poprzez odpowiednie przelaczenie rozdzielacza 5 w jedno z dwu skraj¬ nych polozen, pompa 1 zaczyna tloczyc ciecz do przewodów 3 lub 4. Wzrastajace cisnienie powoduje przesuwa¬ nie tloka 24, a z nim przesuwnej obudowy pompy do chwili oparcia sie tloka o zderzak 21. Przeciazenie silnika elektrycznego lub przeciazenie ukladu hydraulicznego ponad wartosci ustalone, powoduje przesterowanie zaworu 15 lub zaworu 16 otwierajac swobodny wyplyw cieczy spod tloka 24, na skutek czego sprezyna 26 odpycha tuleje 23 wraz z tlokiem 24 w kierunku zmniejszenia wydajnosci pompy i zmniejszenia tym samym szybkosci posuwu maszyny. Wywolany tym spadek obciazenia powoduje przesterowanie do pozycji pierwotnej zaworów 15 lub 16 i ponowny naplyw cieczy pod tlok 24 polaczony z przesunieciem tloka do zderzaka 21 i wzrost wydajnosci pompy. W przypadku awarii ukladu hydraulicznego i zaniku cisnienia np. pekniecie przewodu w przewodach ukladu sterowania sprezyna 26 odpycha tuleje 23 wraz z obudowa pompy do wydajnosci mini¬ malnej ustalonej konstrukcyjnie przez wstepne nastawienie minimalnej mimosrodowosci pompy, zmiana wydaj¬ nosci w takim przypadku odbywa si^ poprzez przesuwanie za pomoca zlacza srubowego calego urzadzenia zblokowanego dzieki sile napiecia sprezyny 26. Zderzak 21 moze konstrukcyjnie stanowic jedna calosc z nakretka 22 lub tuleja 20.Urzadzenie 13 przy odpowiednim dobraniu wymiarów konstrukcji moze wspólpracowac z ukladem hydra¬ ulicznym o dowolnym cisnieniu cieczy pod tlokiem 24, przy czym uklad taki niekoniecznie musi byc wyposazo¬ ny w zawór redukcyjny. Redukcja cisnienia umozliwia uzyskanie najbardziej optymalnych parametrów i wymia¬ rów konstrukcji. Usytuowanie sprezyny 26 na zewnatrz urzadzenia pomiedzy dwoma tulejami przy czym jedna z tych tulei zwiazana jest na stale z tlokiem 24 podyktowane zostalo w rozwiazaniu wg wynalazku wymagana wysoka sila napiecia sprezyny i odpowiednia charakterystyka. Usytuowanie tej sprezyny wewnatrz Julei cylin¬ drowej i oparcie jej o tlok bezposrednio zwiazany z przesuwna obudowa pompy nie zmieniloby w niczym istoty wynalazku, powodujac jedynie trudnosci w dobraniu odpowiednich wymiarów i charakterystyki. PL