RU2060386C1

RU2060386C1 - Hydraulic system of mining machine

Info

Publication number: RU2060386C1
Application number: RU94015256A
Authority: RU
Inventors: В.М. Гольдин; Г.В. Рылов; Г.С. Андреев
Original assignee: Акционерное общество "ТЕХНОЭКС"
Priority date: 1994-04-27
Filing date: 1994-04-27
Publication date: 1996-05-20
Also published as: RU94015256A

Abstract

FIELD: mining industry and civil engineering, particularly, hydraulic systems of mining machines and excavators, may be used to drive chassis and/or attached working equipment of tunneling machines, loaders, excavators etc. SUBSTANCE: hydraulic system of mining machine has adjustable pump, hydraulic distributors, hydraulic engines, control hydraulic cylinder to change pump head, power unit, flow regulator, two pressure regulators, unit to control pressure in hydraulic system and dump and pressure pipelines. Pump outlet through an appropriate hydraulic distributor is hydraulically connected to each hydraulic engine. One working cavity of control hydraulic cylinder is hydraulically connected to pressure pipeline. The second working cavity of control hydraulic cylinder is hydraulically connected through flow regulator to pressure pipeline and through parallel pressure regulators to dump pipeline. Input of unit to control pressure in hydraulic system is connected to control channel of one of pressure regulators. EFFECT: high reliability. 5 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к горной промышленности и строительству, в частности к гидравлическим системам горных и землеройных машин, и может быть использовано для привода ходовой части и/или навесного рабочего оборудования проходческих комбайнов, погрузочных машин, экскаваторов и т.п. машин, преимущественно на гусеничном ходу. The invention relates to the mining industry and construction, in particular to the hydraulic systems of mining and earthmoving machines, and can be used to drive the chassis and / or attached working equipment of roadheaders, loading machines, excavators, etc. machines, mainly on caterpillar tracks.

Известна гидросистема одноковшового экскаватора на гусеничном ходу, которая содержит насосную станцию со сдвоенными регулируемыми насосами, выход каждого из которых через соответствующий гидрораспределитель гидравлически соединен с каждым гидродвигателем для привода ходовой части и навесного рабочего оборудования, управляющий гидроцилиндр для изменения подачи насосов, одна из рабочих полостей которого гидравлически соединена с напорным трубопроводом каждого насоса, блок питания, регулятор потока, два регулятора давления и сливной трубопровод. The hydraulic system of a single-bucket crawler excavator is known, which contains a pumping station with twin adjustable pumps, the output of each of which is hydraulically connected to each hydraulic motor to drive the chassis and attached working equipment, the control cylinder for changing the pump flow, one of the working cavities of which hydraulically connected to the pressure pipe of each pump, power supply, flow regulator, two pressure regulators and a drain th pipeline.

В процессе работы экскаватора регулятор мощности (управляющий гидроцилиндр для изменения подачи насосов) поддерживает постоянный уровень давления, определяемый настройкой управляющего гдроцилиндра. При включении одного или нескольких потребителей (гидродвигателей для привода хода экскаватора и его рабочего оборудования), стремясь поддержать заданную величину уровня давления, регулятор мощности увеличивает величину расхода рабочей жидкости, подаваемой к потребителям, а при отключении потребителей уменьшает ее. При выключении всех потребителей регулятор мощности снижает величину расхода до минимума, обеспечивающего поддержание величины уровня давления при существующих утечках и перетечках. При этом энергия, идущая на покрытие утечек и перетечек, превращается в тепло, а элементы регулятора мощности нагружены рабочим давлением. Поскольку в известной гидросистеме каждый насос насосной станции работает на свою группу гидродвигателей, а регулятор мощности у насосов один общий, то не исключен такой режим работы, при котором за-за полной загрузки одной группы гидродвигателей один из насосов должен обеспечивать максимальную производительность, а другой насос из-за отключения своей группы потребителей должен снизить величину расхода до минимума. Указанное обстоятельство не позволяет регулятору мощности обеспечить оптимальный режим работы насосной станции в целом. При этом КПД гидросистемы существенно снижается за счет того, что неиспользуемая часть мощности исполнительных механизмов преобразуется в тепло в объемных передачах. Это требует увеличения мощности теплообменников гидросистемы и приводит к существенному увеличению габаритов и веса горной машины. During the operation of the excavator, the power regulator (control hydraulic cylinder for changing the pump flow) maintains a constant pressure level determined by the setting of the control hydraulic cylinder. When one or several consumers (hydraulic motors for driving the excavator and its working equipment) are turned on, in an effort to maintain a predetermined pressure level, the power regulator increases the flow rate of the working fluid supplied to consumers, and when consumers are turned off, reduces it. When all consumers are turned off, the power regulator reduces the flow rate to a minimum that maintains the pressure level with existing leaks and overflows. In this case, the energy going to cover leaks and flows is converted into heat, and the elements of the power regulator are loaded with operating pressure. Since in the known hydraulic system each pump of the pumping station operates on its own group of hydraulic motors, and the power regulator of the pumps is one common, a mode of operation is not ruled out in which, due to the full loading of one group of hydraulic motors, one of the pumps should provide maximum performance and the other pump due to disconnection of its group of consumers should reduce the amount of consumption to a minimum. This circumstance does not allow the power regulator to ensure the optimal operation of the pumping station as a whole. At the same time, the efficiency of the hydraulic system is significantly reduced due to the fact that the unused part of the power of the actuators is converted to heat in volumetric transmissions. This requires an increase in the power of the hydraulic heat exchangers and leads to a significant increase in the dimensions and weight of the mining machine.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому результату является гидросистема горной машины, включающая регулируемый насос, выход которого через соответствующий гидрораспределитель гидравлически соединен с каждым гидродвигателем для привода ходовой части и/или рабочего оборудования горной машины, управляющий гидроцилиндр для изменения подачи насоса, одна из рабочих полостей которого гидравлически соединена с напорным трубопроводом, блок питания, регулятор потока, два регулятора давления и сливной трубопровод. The closest in technical essence and the achieved technical result is the hydraulic system of the mining machine, including an adjustable pump, the output of which through the corresponding valve is hydraulically connected to each hydraulic motor to drive the chassis and / or working equipment of the mining machine, the control hydraulic cylinder for changing the pump flow, one of the workers the cavities of which are hydraulically connected to the pressure pipe, a power supply, a flow regulator, two pressure regulators and a drain pipe water

В известной гидросистеме каждый насос насосной станции имеет свой управляющий гидроцилиндр для изменения подачи соответствующего насоса. Такое конструктивное выполнение гидросистемы частично устраняет недостатки известной компановки, поскольку регулирование производительности каждого насоса осуществляется в зависимости от загрузки только той группы потребителей, которая гидравлически соединена с этим насосом. В известной гидросистеме горной машины обеспечивается возможность автоматического изменения уровня давления в соответствии с нагрузкой на включенных исполнительных органах горной машины. Такая возможность обеспечивается за счет того, что вторая рабочая полость управляющего гидроцилиндра гидравлически соединена через два последовательно установленных двухпозиционных двухлинейных золотниковых распределителя со сливным трубопроводом. При этом каждый золотниковый распределитель выполнен с двумя рабочими камерами для управления перемещением его золотника, одна из которых гидравлически соединена с напорным трубопроводом, а другая рабочая камера одного из золотниковых распределителей гидравлически соединена с рабочей полостью гидродвигателя для привода исполнительного органа горной машины и со сливным трубопроводом. При работе известной гидросистемы уровень давления определяется, как правило, по наиболее нагруженному потребителю. Для гидросистем с большой вариацией нагрузок на нескольких исполнительных органах (для горных и землеройных машин) такая конструкция требует обязательного использования нескольких насосов с регуляторами их мощности, каждый из которых гидравлически соединен с одним исполнительным органом. В известной гидросистеме один из насосов гидравлически соединен с гидродвигателями механизма перемещения машины, а второй насос гидравлически соединен с гидродвигателями для привода рабочих органов навесного оборудования горной машины. Указанное обстоятельство требует использования на горной машине насосной станции с несколькими регулируемыми насосами. При этом для такой гидросистемы обычно вынужденно устанавливается ограничение по уровню давления, то есть уровень давления в гидросистеме должен не превышать максимального уровня давления, поскольку в противном случае невозможно обеспечить нормальную работу ответственного исполнительного органа машины, например тормоза или рулевого управления, функционирование которого должно быть обеспечено независимо от нагрузок на другие исполнительные органы горной машины. In the known hydraulic system, each pump of the pump station has its own control hydraulic cylinder for changing the flow of the corresponding pump. Such a constructive implementation of the hydraulic system partially eliminates the disadvantages of the known arrangement, since the regulation of the performance of each pump is carried out depending on the load of only the consumer group that is hydraulically connected to this pump. In the known hydraulic system of the mining machine, it is possible to automatically change the pressure level in accordance with the load on the included executive bodies of the mining machine. This possibility is provided due to the fact that the second working cavity of the control hydraulic cylinder is hydraulically connected through two sequentially installed two-position two-line spool valves with a drain pipe. At the same time, each spool valve is made with two working chambers for controlling the movement of its spool, one of which is hydraulically connected to the pressure pipe, and the other working chamber of one of the spool valves is hydraulically connected to the working cavity of the hydraulic motor to drive the actuator of the mining machine and with a drain pipe. During the operation of a known hydraulic system, the pressure level is determined, as a rule, by the most loaded consumer. For hydraulic systems with a large variation of loads on several actuators (for mining and earthmoving machines), this design requires the mandatory use of several pumps with power regulators, each of which is hydraulically connected to one actuator. In the known hydraulic system, one of the pumps is hydraulically connected to the hydraulic motors of the machine moving mechanism, and the second pump is hydraulically connected to the hydraulic motors to drive the working bodies of the attachments of the mining machine. This circumstance requires the use of a pumping station with several variable pumps on a mining machine. In this case, for such a hydraulic system, a pressure level limit is usually forced to be established, that is, the pressure level in the hydraulic system must not exceed the maximum pressure level, since otherwise it is impossible to ensure the normal operation of the responsible executive body of the machine, such as a brake or steering, the functioning of which must be ensured regardless of the loads on other executive bodies of the mining machine.

Цель изобретения создание такой гидросистемы горной машины, которая обеспечивала бы возможность изменения в процессе работы машины ее режима в соответствии с включенным оборудованием, когда несовмещенные по времени потребители требуют для нормальной работы различных режимов регулирования по давлению, расходу или мощности. The purpose of the invention is the creation of such a hydraulic system of a mining machine, which would provide the possibility of changing during operation of the machine its mode in accordance with the equipment turned on, when non-time-consuming consumers require various control modes for pressure, flow or power for normal operation.

Цель достигается тем, что гидросистема горной машины, включающая регулируемый насос, выход которого через соответствующий гидрораспределитель гидравлически соединен с каждым гидродвигателем для привода ходовой части и/или рабочего оборудования горной машины, управляющий гидроцилиндр для изменения подачи насоса, одна из рабочих полостей которого гидравлически соединена с напорным трубопроводом, блок питания, регулятор потока, два регулятора давления и сливной трубопровод, имеет блок для управления уровнем давления в гидросистеме, при этом вторая рабочая полость управляющего гидроцилиндра для изменения подачи насоса гидравлически соединена через регулятор потока с напорным трубопроводом и через параллельно установленные регуляторы давления со сливным трубопроводом, причем выход блока для управления уровнем давления в гидросистеме гидравлически соединен с каналом управления одного из регуляторов давления. The goal is achieved by the fact that the hydraulic system of the mining machine, including an adjustable pump, the output of which through the corresponding valve is hydraulically connected to each hydraulic motor to drive the chassis and / or working equipment of the mining machine, controls a hydraulic cylinder to change the pump flow, one of the working cavities of which is hydraulically connected to pressure line, power supply, flow regulator, two pressure regulators and a drain pipe, has a unit for controlling the pressure level in the hydraulic system, etc. and the second working cavity of the control hydraulic cylinder for changing the pump flow is hydraulically connected through a flow regulator to the pressure pipe and through parallel-mounted pressure regulators with a drain pipe, and the output of the unit for controlling the pressure level in the hydraulic system is hydraulically connected to the control channel of one of the pressure regulators.

Кроме того, блок для управления уровнем давления в гидросистеме выполнен в виде гидрораспределителя, входные каналы которого гидравлически соединены с блоком питания и со сливным трубопроводом. In addition, the unit for controlling the pressure level in the hydraulic system is made in the form of a control valve, the input channels of which are hydraulically connected to the power unit and to the drain pipe.

Кроме того, блок питания выполнен в виде двух обратных клапанов, редукционного клапана и предохранительного клапана, при этом вход редукционного клапана через один из обратных клапанов гидравлически соединен с напорным трубопроводом, а выход редукционного клапана через второй обратный клапан гидравлически соединен с блоком для управления уровнем давления в гидросистеме и через предохранительный клапан гидравлически соединен со сливным трубопроводом. In addition, the power supply unit is made in the form of two non-return valves, a pressure reducing valve and a safety valve, while the inlet of the pressure reducing valve through one of the non-return valves is hydraulically connected to the pressure pipe, and the outlet of the pressure reducing valve through the second non-return valve is hydraulically connected to the pressure level control unit in the hydraulic system and through the safety valve is hydraulically connected to the drain pipe.

Кроме того, гидродвигатели для привода ходовой части и/или рабочего оборудования выполнены в виде по меньшей мере двух регулируемых гидромоторов с блоками для управления их рабочими объемами, при этом выход блока для управления уровнем давления в гидросистеме гидравлически соединен с каждым блоком для управления рабочим объемом соответствующего гидромотора. In addition, hydraulic motors for driving the chassis and / or working equipment are made in the form of at least two adjustable hydraulic motors with blocks for controlling their working volumes, while the output of the block for controlling the pressure level in the hydraulic system is hydraulically connected to each block for controlling the working volume of the corresponding hydraulic motor.

Кроме того, гидросистема имеет блок для сервоуправления гидрораспределителями, а каждый гидрораспределитель выполнен с рабочими камерами для перемещения его золотника, при этом входы блока для сервоуправления гидрораспределителями гидравлически соединены соответственно с блоком питания и со сливным трубопроводом, а выходы блока для сервоуправления гидрораспределителями гидравлически соединены с рабочими камерами каждого гидрораспределителя. In addition, the hydraulic system has a block for servo control of the valve, and each valve is made with working chambers for moving its spool, while the inputs of the block for servo control of the valve are hydraulically connected respectively to the power supply and the drain pipe, and the outputs of the block for servo control of the valve are hydraulically connected to the workers cameras of each directional control valve.

На чертеже изображена принципиальная гидравлическая схема горной машины. The drawing shows a schematic hydraulic diagram of a mining machine.

Гидравлическая система горной машины содержит регулируемый насос 1, всасывающий коллектор (на чертеже не показан) которого гидравлически соединен посредством всасывающего трубопровода 2 с баком 3 для рабочей жидкости, например масла. Коллектор нагнетания (на чертеже не показан) регулируемого насоса 1 сообщен с напорным трубопроводом 4 для подачи рабочей жидкости к гидродвигателям для привода ходовой части и/или рабочего оборудования горной машины. Управляющий гидроцилиндр 5 для изменения подачи регулируемого насоса 1 кинематически связан с качающим узлом (на чертеже не показан) насоса 1. Качающий узел может быть выполнен в виде поворотного корпуса, который кинематически связан с выходным звеном управляющего гидроцилиндра 5.При вращении вала насоса 1 поршни последнего, установленные в блоке цилиндров, вращаются относительно оси блока цилиндров и одновременно совершают возвратно-поступательное перемещение. За один оборот вала насоса 1 каждый его поршень совершает один двойной ход. При этом за одну половину оборота вала поршень всасывает рабочую жидкость из всасывающего коллектора насоса 1, а за другую вытесняет ее в нагнетательный коллектор насоса 1. При "нулевом" положении поворотного корпуса ось вала насоса 1 составляет одну прямую с осью блока цилиндров и подача насоса 1 равна нулю. При постоянной скорости вращения вала насоса 1 подача определяется отклонением поворотного корпуса, то есть с увеличением угла отклонения увеличивается подача, так как увеличивается возвратно-поступательный ход поршней относительно блока цилиндров. Управляющий гидроцилиндр 5 может быть выполнен, например в виде гидроцилиндра двустороннего действия с односторонним штоком (на чертеже не показан) или в виде гидроцилиндра с двусторонним штоком двустороннего действия (на чертеже не показан). Как показали проведенные исследования, наиболее предпочтительным является выполнение управляющего гидроцилиндра 5 в виде двухплунжерного гидроцилиндра, плунжеры которого имеют в поперечном сечении различную площадь. При таком варианте конструктивного выполнения управляющего гидроцилиндра 5 появляется возможность получения напорно-расходной характеристики регулируемого насоса 1 наиболее оптимальной формы. Рабочая полость 6 управляющего гидроцилиндра 5 по линии 7 управления гидравлически соединена с напорным трубопроводом 4. Вторая рабочая полость 8 управляющего гидроцилиндра 5 гидравлически соединена по линии 9 управления через регулятор 10 потока с напорным трубопроводом 4. The hydraulic system of the mining machine comprises an adjustable pump 1, the intake manifold (not shown in the drawing) of which is hydraulically connected through the intake pipe 2 to the tank 3 for the working fluid, for example oil. The discharge manifold (not shown) of the adjustable pump 1 is in communication with the pressure pipe 4 for supplying the working fluid to the hydraulic motors for driving the chassis and / or working equipment of the mining machine. The control hydraulic cylinder 5 for changing the flow of the adjustable pump 1 is kinematically connected with the pumping unit (not shown) of the pump 1. The pumping unit can be made in the form of a rotary housing, which is kinematically connected with the output link of the control cylinder 5. When the pump shaft 1 rotates, the pistons of the latter installed in the cylinder block rotate relative to the axis of the cylinder block and simultaneously perform a reciprocating movement. For one revolution of the pump shaft 1, each piston makes one double stroke. At the same time, for one half-turn of the shaft, the piston sucks the working fluid from the intake manifold of pump 1, and for the other displaces it into the discharge manifold of pump 1. With the rotary housing in the “zero” position, the axis of the pump shaft 1 is one straight line with the axis of the cylinder block and pump flow 1 equal to zero. At a constant speed of rotation of the pump shaft 1, the feed is determined by the deviation of the rotary housing, that is, with an increase in the deflection angle, the feed increases, since the reciprocating stroke of the pistons relative to the cylinder block increases. The control hydraulic cylinder 5 can be made, for example, in the form of a double-acting hydraulic cylinder with a one-sided rod (not shown in the drawing) or in the form of a double-acting hydraulic cylinder with a double-acting rod (not shown in the drawing). As the studies showed, the most preferred is the implementation of the control cylinder 5 in the form of a two-plunger hydraulic cylinder, the plungers of which have a different cross-sectional area. With this embodiment, the design of the control hydraulic cylinder 5, it becomes possible to obtain a pressure-flow characteristic of an adjustable pump 1 of the most optimal shape. The working cavity 6 of the control hydraulic cylinder 5 along the control line 7 is hydraulically connected to the pressure pipe 4. The second working cavity 8 of the control hydraulic cylinder 5 is hydraulically connected along the control line 9 through the flow regulator 10 to the pressure pipe 4.

Вторая рабочая полость 8 управляющего гидроцилиндра 5 гидравлически соединена по линии 9 управления через регулятор 11 давления со сливным трубопроводом 1, который, в свою очередь, сообщен с баком 3 для рабочей жидкости. Регулятор 10 потока представляет собой комбинацию регулируемого дросселя с регулятором, поддерживающим постоянный перепад давлений на дросселирующей щели, благодаря чему практически исключается зависимость расхода от нагрузки. Регулятор 11 давления выполняет функцию регулирующего гидроаппарата, обеспечивающего поддержание заданной разности давлений в подводимом и отводимом потоках. Вторая рабочая полость 8 управляющего гидроцилиндра 5 по линии 9 управления через второй регулятор 13 давления гидравлически соединена со сливным трубопроводом 12. Регулятор 13 давления выполняет функции направляющего аппарата, обеспечивающего пропускание рабочей жидкости при достижении в ней заданной величины давления, определяемой настройкой пружины и давлением в линии 14 управления. Регуляторы 11 и 13 давления установлены параллельно. В гидросистеме установлен блок 15 для управления уровнем давления в гидросистеме. Входные каналы блока 15 для управления уровнем давления в гидросистеме гидравлически соединены соответственно со сливным трубопроводом 12 и с блоком питания, а выходной канал 15 для управления уровнем давления в гидросистеме гидравлически соединен по линии 14 управления с каналом управления регулятора 13 давления. Блок питания может быть выполнен, например, в виде редукционного клапана 16, предохранительного клапана 17 и двух обратных клапанов 18. При этом вход редукционного клапана 16 через один из обратных клапанов 18 гидравлически соединен с напорным трубопроводом 4, а выход редукционного клапана 16 через второй обратный клапан 18 гидравлически соединен с блоком 15 для управления уровнем давления в гидросистеме и через предохранительный клапан 17 гидравлически соединен со сливным трубопроводом 12. Блок питания может быть выполнен, например, в виде регулируемого дросселя, который установлен в линии, соединяющей напорный трубопровод 4 с соответствующим входом блока 15 для управления уровнем давления в гидросистеме. The second working cavity 8 of the control hydraulic cylinder 5 is hydraulically connected via a control line 9 through a pressure regulator 11 to a drain pipe 1, which, in turn, is in communication with the working fluid tank 3. The flow regulator 10 is a combination of an adjustable throttle with a regulator that maintains a constant differential pressure across the throttling gap, which virtually eliminates the dependence of flow on load. The pressure regulator 11 performs the function of a regulating hydraulic unit, ensuring the maintenance of a given pressure difference in the input and output flows. The second working cavity 8 of the control hydraulic cylinder 5 through the control line 9 through the second pressure regulator 13 is hydraulically connected to the drain pipe 12. The pressure regulator 13 performs the functions of a guiding apparatus, which ensures the transmission of the working fluid when it reaches a predetermined pressure value determined by the spring setting and line pressure 14 controls. Pressure regulators 11 and 13 are installed in parallel. Block 15 is installed in the hydraulic system to control the pressure level in the hydraulic system. The input channels of the block 15 for controlling the pressure level in the hydraulic system are hydraulically connected respectively to the drain pipe 12 and the power supply, and the output channel 15 for controlling the pressure level in the hydraulic system is hydraulically connected via the control line 14 to the control channel of the pressure regulator 13. The power supply may be, for example, in the form of a pressure reducing valve 16, a safety valve 17 and two check valves 18. The input of the pressure reducing valve 16 through one of the check valves 18 is hydraulically connected to the pressure pipe 4, and the output of the pressure reducing valve 16 through the second check the valve 18 is hydraulically connected to the block 15 to control the pressure level in the hydraulic system and through the safety valve 17 is hydraulically connected to the drain pipe 12. The power supply can be made, for example, in the form of an adjustable throttle, which is installed in the line connecting the pressure pipe 4 to the corresponding input of block 15 to control the pressure level in the hydraulic system.

Блок питания предназначен для отбора гидравлической мощности с уровнем давления 3,0 МПа, для сервоуправления гидрораспределителями привода ходовой части и/или рабочего оборудования и для управления уровнем давления в гидросистеме с помощью блока 15. Блок питания может быть выполнен и в виде отдельного вспомогательного нерегулируемого насоса (на чертеже не изображен). В этом случае один из входных каналов блока 15 для управления уровнем давления в гидросистеме гидравлически соединен с коллектором нагнетания вспомогательного нерегулируемого насоса. Однако наиболее предпочтительным является вариант конструктивного выполнения гидросистемы, при котором используется блок питания в виде двух обратных клапанов 18, редукционного клапана 16 и предохранительного клапана 17, поскольку снижается металлоемкость машины и упрощается конструкция за счет исключения из гидросистемы вспомогательного нерегулируемого насоса. Блок 15 для управления уровнем давления в гидросистеме может быть выполнен, например, в виде регулируемого дросселя (на чертеже не показан). Наиболее предпочтительным является вариант конструктивного выполнения гидросистемы, при котором блок 15 для управления уровнем давления в гидросистеме выполнен в виде, например, трехлинейного двухпозиционного золотникового распределителя 19 с, например, педалью для управления перемещением его золотника. Входные каналы распределителя 19 гидравлически соединены соответственно через блок питания с напорным трубопроводом 4 и со сливным трубопроводом 12. The power supply unit is designed to select hydraulic power with a pressure level of 3.0 MPa, to servo control the directional control valves of the chassis and / or working equipment and to control the pressure level in the hydraulic system using unit 15. The power supply unit can also be designed as a separate auxiliary unregulated pump (not shown in the drawing). In this case, one of the input channels of the block 15 for controlling the pressure level in the hydraulic system is hydraulically connected to the discharge manifold of the auxiliary uncontrolled pump. However, the most preferred option is the design of the hydraulic system, in which the power supply is used in the form of two check valves 18, a pressure reducing valve 16 and a safety valve 17, since the metal consumption of the machine is reduced and the design is simplified due to the exclusion of the auxiliary uncontrolled pump from the hydraulic system. Block 15 for controlling the pressure level in the hydraulic system can be performed, for example, in the form of an adjustable throttle (not shown in the drawing). Most preferred is the embodiment of the hydraulic system, in which the block 15 for controlling the pressure level in the hydraulic system is made in the form, for example, of a three-line on-off spool valve 19 with, for example, a pedal for controlling the movement of its spool. The input channels of the distributor 19 are hydraulically connected, respectively, through the power supply to the pressure pipe 4 and to the drain pipe 12.

Для изменения режима работы гидросистемы она может иметь, например, двухпозиционный двухлинейный золотниковый распределитель 20 с ручным управлением и с фиксатором. С помощью распределителя 20 регулятор 13 давления может быть подсоединен или отсоединен от гидросистемы, то есть выходной канал регулятора 13 давления через распределитель 20 гидравлически соединен со сливным трубопроводом 12. To change the operating mode of the hydraulic system, it can have, for example, a two-position two-line spool valve 20 with manual control and with a latch. Using the distributor 20, the pressure regulator 13 can be connected or disconnected from the hydraulic system, that is, the output channel of the pressure regulator 13 through the distributor 20 is hydraulically connected to the drain pipe 12.

Гидросистема горной машины содержит гидродвигатели для привода ходовой части и/или рабочего оборудования горной машины, которые в зависимости от назначения машины могут быть выполнены, например, в виде силовых гидроцилиндров или в виде регулируемых гидромоторов 21 и 22. В случае использования гидромоторов 21 и 22 для привода ходовой части их выходные валы кинематически связаны с тяговыми звездочками для привода соответственно правой и левой гусениц или с соответствующими колесами. The hydraulic system of the mining machine contains hydraulic motors for driving the chassis and / or working equipment of the mining machine, which, depending on the purpose of the machine, can be made, for example, in the form of power hydraulic cylinders or in the form of adjustable hydraulic motors 21 and 22. In the case of using hydraulic motors 21 and 22 for the drive of the chassis, their output shafts are kinematically connected with the traction sprockets to drive the right and left tracks, respectively, or with the corresponding wheels.

При использовании гидромоторов 21 и 22 для привода рабочего оборудования их выходные валы кинематически связаны с входными валами соответствующего механизма для привода рабочего оборудования, например с входным валом грузоподъемной лебедки и/или с входным валом поворотной платформы. Выход и вход каждого регулируемого гидромотора 21 и 22 через соответствующий четырехлинейный трехпозиционный золотниковый распределитель 23 и 24 с рабочими камерами для перемещения их золотников гидравлически соединен с напорным трубопроводом 4 и со сливным трубопроводом 12. Каждый регулируемый гидромотор 21 и 22 имеет соответственно блок 25 и 26 для управления его рабочим объемом, который может быть выполнен, например, в виде управляющего гидроцилиндра. Рабочая полость каждого блока 25 и 26 для управления рабочим объемом соответствующего гидромотора 21 и 22 гидравлически соединена линией 27 управления с блоком 15 для управления уровнем давления в гидросистеме. Для обеспечения возможности независимого регулирования рабочего объема гидромоторов 21 и 22 блок 15 для управления уровнем давления в гидросистеме может содержать дополнительный трехлинейный двухпозиционный золотниковый распределитель 28 с педалью управления для перемещения его золотника. Входные каналы распределителя 28 гидравлически соединены через блок питания с напорным трубопроводом 4 и со сливным трубопроводом 12. When using hydraulic motors 21 and 22 to drive the working equipment, their output shafts are kinematically connected with the input shafts of the corresponding mechanism for driving the working equipment, for example, with the input shaft of a hoisting winch and / or with the input shaft of a rotary platform. The output and input of each adjustable hydraulic motor 21 and 22 through a corresponding four-line three-position spool valve 23 and 24 with working chambers for moving their spools are hydraulically connected to the pressure pipe 4 and to the drain pipe 12. Each adjustable hydraulic motor 21 and 22 has a block 25 and 26 for control of its working volume, which can be performed, for example, in the form of a control hydraulic cylinder. The working cavity of each block 25 and 26 for controlling the working volume of the corresponding hydraulic motor 21 and 22 is hydraulically connected by a control line 27 to the block 15 for controlling the pressure level in the hydraulic system. To enable independent regulation of the working volume of hydraulic motors 21 and 22, block 15 for controlling the pressure level in the hydraulic system may include an additional three-line on-off spool valve 28 with a control pedal for moving its spool. The inlet channels of the distributor 28 are hydraulically connected through the power supply to the pressure pipe 4 and to the drain pipe 12.

Для сервоуправления распределителями 23 и 24 предназначен дополнительный блок управления с четырьмя трехлинейными двухпозиционными золотниковыми распределителями 29, которые могут быть объединены в общем корпусе и иметь одну общую рукоять управления или объединены попарно и иметь две педали управления. Входные каналы каждого распределителя 29 гидравлически соединены через блок питания с напорным трубопроводом 4 и со сливным трубопроводом 12, а выходной канал каждого распределителя 29 по линии 30 управления гидравлически соединен с соответствующей рабочей камерой для перемещения золотника соответствующего распределителя 23 и 24 в соответствующем направлении. В напорном трубопроводе 4 перед входом в распределители 23 и 24 установлены предохранительные клапаны 31, которые могут быть встроены в блок распределителей 23 и 24. Предохранительные клапаны 31 должны быть настроены на величину давления, которая на 3,0-3,5 МПа превышает давление настройки регулятора 11 давления. Гидроцилиндры 32 и 33 предназначены для натяжения соответственно правой и левой гусениц ходовой части горной машины и могут быть выполнены, например, в виде плунжерных гидроцилиндров, рабочая полость каждого из которых через двухпозиционный двухлинейный золотниковый распределитель 34 с ручным управлением гидравлически соединена с напорным трубопроводом 4. Гидроцилиндры 35 и 36 предназначены для привода стояночного тормоза и могут быть выполнены, например, в виде гидроцилиндров одностороннего действия с пружиной. Рабочая полость каждого гидроцилиндра 35 и 36 через последовательно установленные двухпозиционный двухлинейный золотниковый распределитель 37 с управлением от рукояти с фиксатором и четырехлинейный трехпозиционный золотниковый распределитель 38 с управлением от рукояти с фиксатором гидравлически соединена с напорным трубопроводом 4 и со сливным трубопроводом 12. Если рассматривать гидромоторы 21 и 22 как гидродвигатели для привода ходовой части горной машины, то к напорному трубопроводу 4 и к сливному трубопроводу 12 могут быть гидравлически присоединены гидродвигатели 39 для привода навесного рабочего оборудования горной машины. При этом каждый из группы гидродвигателей 39 для привода рабочего оборудования гидравлически соединен с напорным трубопроводом 4 и со сливным трубопроводом 12 через соответствующий распределитель, который в случае необходимости может иметь сервопривод для перемещения его золотника или ручное управление. Количество и тип гидродвигателей 39 для привода рабочего оборудования определяются функциональным назначением и типом горной машины. В напорном трубопроводе 4 установлены основной фильтр 40 и дополнительный фильтр 41. For servo control of valves 23 and 24, an additional control unit with four three-line on-off slide valves 29 is designed, which can be combined in a common housing and have one common control handle or combined in pairs and have two control pedals. The input channels of each distributor 29 are hydraulically connected through the power supply unit to the pressure pipe 4 and to the drain pipe 12, and the output channel of each distributor 29 is hydraulically connected via a control line 30 to the corresponding working chamber to move the spool of the corresponding distributor 23 and 24 in the corresponding direction. In the pressure pipe 4, before entering the distributors 23 and 24, safety valves 31 are installed that can be integrated into the manifold block 23 and 24. The safety valves 31 must be set to a pressure value that is 3.0-3.5 MPa higher than the setting pressure pressure regulator 11. Hydraulic cylinders 32 and 33 are designed to tension the right and left caterpillars of the running gear of the mining machine, respectively, and can be made, for example, in the form of plunger hydraulic cylinders, the working cavity of each of which is manually hydraulically connected to the pressure pipeline through a two-position two-line spool valve 34. Hydraulic cylinders 35 and 36 are designed to drive the parking brake and can be performed, for example, in the form of single-acting hydraulic cylinders with a spring. The working cavity of each hydraulic cylinder 35 and 36 through sequentially installed two-position two-line spool valve 37 with handle control with a clamp and a four-line three-position spool valve 38 with handle control with a clamp is hydraulically connected to pressure pipe 4 and drain pipe 12. If we consider hydraulic motors 21 and 22 as hydraulic motors for driving the chassis of the mining machine, the pressure line 4 and the drain line 12 can be hydraulically hydraulic motors 39 are attached to drive the mounted working equipment of the mining machine. Moreover, each of the group of hydraulic motors 39 for driving the working equipment is hydraulically connected to the pressure pipe 4 and to the drain pipe 12 through a corresponding distributor, which, if necessary, can have a servo drive for moving its spool or manual control. The number and type of hydraulic motors 39 for driving the working equipment are determined by the functional purpose and type of mining machine. In the pressure pipe 4, a main filter 40 and an additional filter 41 are installed.

Гидросистема горной машины работает следующим образом. The hydraulic system of the mining machine operates as follows.

От насоса 1 рабочая жидкость по напорному трубопроводу 4 через фильтр 40 поступает в коллектор, от которого расходится по напорным трубопроводам 4 к основным потребителям: распределителям 23 и 24 и распределителям для управления гидродвигателями 39 для привода рабочего оборудования горной машины. От коллектора напорного трубопровода 4 через дополнительный фильтр 41 рабочая жидкость поступает к вспомогательным потребителям: к блоку питания, который с помощью редукционного клапана 16 и предохранительного клапана 17 обеспечивает отбор гидравлической мощности с уровнем давления до 3,0 МПа, к блоку 15 для управления уровнем давления в гидросистеме, к распределителям 29, которые обеспечивают сервоуправление гидрораспределителями 23 и 24. Через дополнительный фильтр 41 рабочая жидкость поступает к управляющему гидроцилиндру 5. Вспомогательными потребителями являются также гидроцилиндры 32 и 33 для натяжения гусениц, к которым рабочая жидкость поступает из коллектора напорного трубопровода 4 через распределитель 34, а также гидроцилиндры 35 и 36 стояночного тормоза, к которым рабочая жидкость поступает от коллектора напорного трубопровода 4 через распределители 37 и 38. Основной особенностью данной гидросистемы является то, что при работающем насосе 1 и неработающих потребителях напорный трубопровод 4 перекрыт золотниками распределителей 23 и 24. Производительность регулируемого насоса 1 при таком режиме близка к нулю и равна утечкам в гидрораспределителях 23 и 24 и самом насосе 1. При этом уровень давления в гидросистеме поддерживается с помощью управляющего гидроцилиндра 5. Величину уровня давления задает оператор-машинист нажатием педали распределителя 19 блока 15 для управления уровнем давления в гидросистеме. From the pump 1, the working fluid through the pressure pipe 4 through the filter 40 enters the collector, from which it diverges through the pressure pipes 4 to the main consumers: valves 23 and 24 and valves for controlling hydraulic motors 39 for driving the working equipment of the mining machine. From the manifold of the pressure pipe 4 through the additional filter 41, the working fluid flows to auxiliary consumers: to the power supply unit, which, using a pressure reducing valve 16 and a safety valve 17, provides hydraulic power with a pressure level of up to 3.0 MPa, to block 15 for controlling the pressure level in the hydraulic system, to the distributors 29, which provide servo control of the valves 23 and 24. Through an additional filter 41, the working fluid flows to the control cylinder 5. Auxiliary Our consumers are also hydraulic cylinders 32 and 33 for tensioning tracks, to which the working fluid comes from the manifold of the pressure pipe 4 through the distributor 34, as well as the hydraulic cylinders 35 and 36 of the parking brake, to which the working fluid comes from the manifold of the pressure pipe 4 through distributors 37 and 38 The main feature of this hydraulic system is that when the pump 1 and idle consumers are operating, the pressure pipe 4 is closed by the spools of the distributors 23 and 24. The capacity of the sucker 1 in this mode is close to zero and is equal to leaks in the control valves 23 and 24 and the pump 1. The pressure level in the hydraulic system is maintained using the control hydraulic cylinder 5. The operator level sets the pressure level by pressing the distributor pedal 19 of block 15 to control the level pressure in the hydraulic system.

Величина уровня рабочего давления может регулироваться оператором-машинистом с помощью распределителя 19 в пределах от 3,0 до 16,0 МПа. Верхний предел рабочего давления в гидросистеме поддерживается настройкой на соответствующую величину (16,0 МПа) регулятора 11 давления. Поскольку предохранительные клапаны 31 настроены на давление 19,0-19,5 МПа, то при нормальной работе гидросистемы они практически никогда не срабатывают. При включении электродвигателя, выходной вал которого кинематически связан с валом насоса 1, рабочая жидкость из коллектора напорного трубопровода 4 по линии 7 управления поступает в рабочую полость 6 управляющего гидроцилиндра 5. Одновременно из коллектора напорного трубопровода 4 рабочая жидкость, пройдя через основной фильтр 40 и дополнительный фильтр 41, через регулятор 10 потока по линии 9 управления поступает в рабочую полость 8 управляющего гидроцилиндра 5 независимо от нагрузки. При изменении нагрузки (давления в рабочей полости 6 управляющего гидроцилиндра 5) соответственно изменяются давление на выходе регулятора 10 потока (а следовательно, и давление в рабочей полости 8 управляющего гидроцилиндра 5) и разность давлений на входе и выходе регулятора 10 потока. Таким образом, в рабочую полость 8 управляющего гидроцилиндра 5 рабочая жидкость поступает с давлением, величина которого меньше уровня давления в напорном трубопроводе 4. При этом регулятор 11 давления поддерживает определенный уровень давления в рабочей полости 8 управляющего гидроцилиндра 5. Этот уровень давления определяется настройкой регулятора 11 давления. The magnitude of the level of working pressure can be adjusted by the operator-machine operator using the distributor 19 in the range from 3.0 to 16.0 MPa. The upper limit of the working pressure in the hydraulic system is supported by adjusting the pressure regulator 11 to the appropriate value (16.0 MPa). Since the safety valves 31 are set to a pressure of 19.0-19.5 MPa, then during normal operation of the hydraulic system they almost never work. When you turn on the motor, the output shaft of which is kinematically connected with the shaft of the pump 1, the working fluid from the manifold of the pressure pipe 4 through the control line 7 enters the working cavity 6 of the control hydraulic cylinder 5. At the same time, the working fluid from the collector of the pressure pipe 4 passes through the main filter 40 and additional filter 41, through the flow regulator 10 through the control line 9 enters the working cavity 8 of the control hydraulic cylinder 5, regardless of the load. When the load changes (pressure in the working cavity 6 of the control hydraulic cylinder 5), the pressure at the output of the flow controller 10 (and, consequently, the pressure in the working cavity 8 of the control hydraulic cylinder 5) and the pressure difference at the inlet and outlet of the flow controller 10 accordingly change. Thus, the working fluid 8 enters the working cavity 8 of the control hydraulic cylinder 5 with a pressure that is less than the pressure level in the pressure pipe 4. In this case, the pressure regulator 11 maintains a certain pressure level in the working cavity 8 of the control hydraulic cylinder 5. This pressure level is determined by the setting of the regulator 11 pressure.

При включенном распределителе 20 в работе участвует регулятор 13 давления, который работает аналогично. При этом управляющий сигнал от распределителя 19 блока 15 для управления уровнем давления в гидросистеме поступает по линии 14 управления в канал управления регулятора 13 давления и изменяет настройку последнего так, что уровень давления в гидросистеме растет. Увеличение давления в гидросистеме осуществляется до значения, определяемого давлением, при котором срабатывает регулятор 11 давления. При этом уровень давления в гидросистеме по отношению к величине давления управления, осуществляемого оператором-машинистом с помощью распределителя 19, растет в соотношении, определяемом отношением площади поперечного сечения расположенного в рабочей полости 6 плунжера управляющего гидроцилиндра 5 к площади поперечного сечения плунжера управляющего гидроцилиндра 5, который расположен в рабочей полости 8 последнего. Именно по этой причине площадь поперечного сечения плунжера, который расположен в рабочей полости 8 управляющего гидроцилиндра 5, должна превышать площадь поперечного сечения плунжера, который расположен в рабочей полости 6 управляющего гидроцилиндра 5. В случае необходимости с помощью распределителя 20 регулятор 13 давления может быть либо включен в гидросистему, либо выведен из работы. При включении любого потребителя, например гидромотоpов 21 и 22, давление, установленное оператором-машинистом с помощью педали распределителя 19, в начальный момент понижается, но управляющий гидроцилиндр 5 получает команду на увеличение производительности насоса 1 до тех пор, пока не восстановится давление настройки. При включении второго, третьего и т.д. потребителей (гидродвигателей 39 для привода рабочего оборудования) управляющий гидроцилиндр 5 стремится поддержать уровень давления в гидросистеме путем увеличения производительности регулируемого насоса 1 до тех пор, пока у насоса 1 есть возможность за счет увеличения производительности поддерживать заданное оператором-машинистом давление в гидросистеме. Когда же качающий узел насоса 1 отклонится с помощью управляющего гидроцилиндра 5 на полный угол, то насос 1 выдает полную производительность и работает в нерегулируемом режиме. When the distributor 20 is turned on, a pressure regulator 13 is involved in the operation, which works similarly. In this case, the control signal from the distributor 19 of the block 15 for controlling the pressure level in the hydraulic system enters through the control line 14 into the control channel of the pressure regulator 13 and changes the setting of the latter so that the pressure level in the hydraulic system increases. The increase in pressure in the hydraulic system is carried out to a value determined by the pressure at which the pressure regulator 11 is activated. At the same time, the pressure level in the hydraulic system with respect to the control pressure carried out by the operator-operator using the distributor 19 increases in a ratio determined by the ratio of the cross-sectional area of the control hydraulic cylinder 5 located in the working cavity 6 to the cross-sectional area of the control hydraulic cylinder 5, which located in the working cavity 8 of the latter. For this reason, the cross-sectional area of the plunger, which is located in the working cavity 8 of the control hydraulic cylinder 5, must exceed the cross-sectional area of the plunger, which is located in the working cavity 6 of the control hydraulic cylinder 5. If necessary, using the distributor 20, the pressure regulator 13 can either be turned on in the hydraulic system, or out of operation. When you turn on any consumer, for example hydraulic motors 21 and 22, the pressure set by the operator-operator using the distributor pedal 19 at the initial moment decreases, but the control hydraulic cylinder 5 receives a command to increase the productivity of pump 1 until the adjustment pressure is restored. When you turn on the second, third, etc. consumers (hydraulic motors 39 for driving the working equipment), the control hydraulic cylinder 5 seeks to maintain the pressure level in the hydraulic system by increasing the capacity of the adjustable pump 1 until pump 1 has the opportunity, due to the increase in productivity, to maintain the pressure in the hydraulic system set by the operator-operator. When the pumping unit of pump 1 is deflected by the control hydraulic cylinder 5 to a full angle, then pump 1 gives full performance and operates in an unregulated mode.

При включении оператором-машинистом соответствующего распределителя 29 рабочая жидкость от блока питания через соответствующий распределитель 29 по линии 30 управления поступает под давлением в соответствующую рабочую камеру распределителя 23 и/или 24. Под действием давления рабочей жидкости золотник соответствующего распределителя 23 и/или 24 переместится в заданном направлении и соединит вход и выход гидромотора 21 и/или 22 соответственно с напорным трубопроводом 4 и со сливным трубопроводом 12. Под действием давления рабочей жидкости гидромотор 21 и/или 22 начнет вращаться и его выходной вал приведет во вращение соответствующую тяговую звездочку ходовой части. Регулирование скорости вращения гидромоторов 21 и 22 осуществляют дросселированием рабочей жидкости в распределителях 23 и 24. When the appropriate dispenser 29 is turned on by the operator-operator, the working fluid from the power supply unit through the corresponding dispenser 29 through the control line 30 flows under pressure into the corresponding working chamber of the dispenser 23 and / or 24. Under the action of the working fluid pressure, the spool of the corresponding dispenser 23 and / or 24 will move to in a given direction and connects the inlet and outlet of the hydraulic motor 21 and / or 22, respectively, with the pressure pipe 4 and with the drain pipe 12. Under the influence of the working fluid pressure, the hydraulic the motor 21 and / or 22 will begin to rotate and its output shaft will rotate the corresponding traction sprocket of the chassis. The speed control of the hydraulic motors 21 and 22 is carried out by throttling the working fluid in the distributors 23 and 24.

Дополнительное регулирование скорости вращения выходного вала гидромоторов 21 и 22 может быть осуществлено изменением объема регулируемых гидромоторов 21 и 22. Для этого оператор-машинист включает распределитель 28 блока 15 для управления уровнем давления в гидросистеме и рабочая жидкость от блока питания через распределитель 28 по линии 27 управления поступает в рабочие полости блоков 25 и 26, которые изменяют рабочий объем гидромоторов 21 и 22 и тем самым изменяют скорость вращения соответствующего гидромотора 21 и 22. Управление гидродвигателями 39 для привода рабочего оброрудования осуществляют аналогично включением и выключением соответствующих распределителей. Additional control of the rotation speed of the output shaft of the hydraulic motors 21 and 22 can be carried out by changing the volume of the adjustable hydraulic motors 21 and 22. For this, the operator-operator includes a distributor 28 of block 15 for controlling the pressure level in the hydraulic system and a working fluid from the power supply through the distributor 28 via control line 27 enters the working cavities of blocks 25 and 26, which change the working volume of the hydraulic motors 21 and 22 and thereby change the rotation speed of the corresponding hydraulic motor 21 and 22. Control of the hydraulic motors 39 for driving the working obrorudovaniya carried out analogously to turning on and off the respective valves.

Claims

1. The hydraulic system of the mining machine, including an adjustable pump, the output of which through the corresponding valve is hydraulically connected to each hydraulic motor to drive the chassis and / or working equipment of the mining machine, the control hydraulic cylinder for changing the pump flow, one of the working cavities of which is hydraulically connected to the pressure pipe, power supply unit, flow regulator, two pressure regulators and a drain pipe, characterized in that it is equipped with a unit for controlling the pressure level in the hydraulic system Birmingham, wherein the second working chamber of the control cylinder are hydraulically connected through flow regulator with the feed line and in parallel mounted through a pressure regulator with a drain conduit, wherein the output of the unit for controlling the pressure level in the hydraulic system is hydraulically connected to control one of the pressure regulators channel.

2. The hydraulic system according to claim 1, characterized in that the unit for controlling the pressure level in the hydraulic system is made in the form of a control valve, the input channels of which are hydraulically connected respectively to the power supply and to the drain pipe.

3. The hydraulic system according to claims 1 and 2, characterized in that the power supply unit is made in the form of two check valves, a pressure reducing valve and a safety valve, while the input of the pressure reducing valve through one of the check valves is hydraulically connected to the pressure pipe, and the output of the pressure reducing valve through the second check valve is hydraulically connected to the unit for controlling the pressure level in the hydraulic system and through the safety valve is hydraulically connected to the drain pipe.

4. The hydraulic system according to paragraphs. 1 to 3, characterized in that the hydraulic motors for driving the chassis and / or working equipment of the mining machine are made in the form of adjustable hydraulic motors with blocks for controlling their working volumes, while the output of the block for controlling the pressure level in the hydraulic system is hydraulically connected to each block for controlling the working volume of the corresponding adjustable hydraulic motor.

5. The hydraulic system according to paragraphs. 1 to 4, characterized in that it has a unit for servo control of the valve, and each valve is made with working chambers to move its spool, while the inputs of the block for servo control of the valve are hydraulically connected respectively to the power supply and drain pipe, and the outputs of the block for servo control of the valve hydraulically connected to the working chambers of each valve.