SU740955A1 - Механизированный проходческий щит дл смешанных пород - Google Patents

Description

Изобретение относится к области тоннелестроения и может быть использовано, для механизированной проходки тоннелей, преимущественно в смешанных породах.

Известен механизированный проходческий шит, состоящий из корпуса с щитовыми гидродомкратами, гидропривода вращения исполнительного органа, который содержит силовые гидроцилиндры и зажимной хомут с замыкающим гидроци- ,θ линдром [1].

Недостатком указанного проходческого щита является то, что привод, осуществляющий вращение исполнительного органа^ при помощи зажимного хомута, позволяет создавать ограниченный по величине крутящий момент, Кроме того, в условиях эксплуатации щита, когда возможно попадание смазки на трущиеся поверхности, надежность работы такого привода не может быть обеспечена.

Известна проходческая машина, состоящая из корпуса с гидродомкратами, центрального вала с исполнительным органом и гидропривода вращения с гидродвигателями, включающими в себя поворотные собачки, имеющие зубчатые выстуры, взаимодействующие с ведущим колесом, водила и гидроцилиндры управления йОднако в данной проходческой машине гидропривод не обеспечивает непрерывный вращательный режим исполнительного органа, что необходимо при проходке тоннелей в однородных породах.

Целью изобретения является повышение эффективности работы устройства путем обеспечения непрерывного вращательного и качательного режима работы исполнительного органа.

Цель достигается тем, что гидропривод вращения исполнительного органа выполнен в виде двух гидродвигателей, которые содержат силовые гидроцилиндры, а поворотная собачка - в виде двуплечего рычага, одно плечо которого шарнирно соединено со штоками силовых гидроцилиндров, а другое плечо - со· штоком гидроцилиндра управления,, при этом полости прямого хода гидроцилиндров управления одного гидродвигателя соединены с полостями обратного хода гидроцилиндров управ- ₅ ления другого гидродвигателя.

На фиг. 1 показан предлагаемый механизированный проходческий щит для смешанных пород, в разрезе; на фиг. 2 то. же, разрез А—А на фиг. 1; на фиг.З- 10 гидросхема гидропривода вращения исполнительного органа щита.

Механизированный проходческий щит включает в себя корпус 1 с направляющими, щитовые гидродомкраты 2, цент— jj ральный вал 3 с исполнительным органом 4. Центральный вал 3 приводится в движение гидроприводом вращения 5, состоящим из двух идентичных гидродвигателей 6, расположенных соосно на цент- 20 ральном валу 3 и закрепленных в станине 7, Каждый гидродвигатель 6, в свою очередь, состоит из силовых гидроцилиндров 8, поворотных собачек 9, водила 10, ведущего колеса 11с пазами 25 и гидроцилиндров управления 12. Ведущее ^колесо 11 посажено на центральный вал 3 и соединяется с последним при помощи шпонок 13.

Силовые гидроцилиндры 8 шарнирно 30 закреплены в станине 7 при помощи осей 14 и проушин 15. Штоки 16 силовых гидроцилиндров 8 соединены с поворотными собачками шарнирами 17. Каждая поворотная собачка 9 представляет со- 35 бой двуплечий рычаг 1-го рода. Одно плечо поворотной собачки 9 соединено со штоком 16 шарниром 17. Ось качания 18 поворотной собачки 9 закреплена на водиле 10. Второе плечо поворот- 40 ной собачки 9 снабжено зубчатым выступом 19, взаимодействующим с пазами ведущего колеса 11. Гидроцилиндры управления 12 при помощи ,осей 20 шарнирно связаны с водилом 10, а штоки 21 сое- 45 динёны осями 22 с поворотными собачками 9. На чертежах показан гидропривод вращения 5, состоящий из двух идентичных гидродвигателей 6, однако количество ·гидродвигателей может быть лю— 50 .бым, кратным двум числом.

I

Гидросистема привода вращения обеспечивает подачу рабочей жидкости в полости силовых гидроцилиндров В И гидроцилиндров управления 12, в связи с чем она разделена на силовую гидросистему и гидросистему управления. Силовая гидросистема включает в себя ’насосную установку, гидрораспределители' с реверсирующими распределителями и силовые гидроцилиндры 8. Гидросистема управления включает в себя насосную установку, гидрораспределитель •25 с электромагнитами переключения и гидроцилиндры управления 12.

Элементы гидросистемы связаны между собой трубопроводами 26-32. Трубопроводы 31 и 32 связывают полости гидроцилиндров управления 12 таким образом, что линия прямого хода гидроцилиндров управления 12 одного гидродвигателя 6 соединена с линией обратного хода гидроцилиндров управления 12 другого гидродвигателя 6.

В управлении гидросистемой участвует размещенный на центральном валу 3 сменный копир 33, профильная поверхность которого соответствует требуемым режимам работы гидропривода вращения 5. Поверхность копира находится в контакте с конечными выключателями, которые установлены в крайних положениях штоков 16.

Механизированный проходческий щит работает следующим образом.

В исходном положении поворотные собачки 9 выведены из зацепления с ведущим колесом 11. Для обеспечения вращательного режима работы исполнительного органа 4 рабочая жидкость по трубопроводам 26 от насосной установки силовой гидросистемы поступает через гидрораспределители 23 по трубопроводам 27 в полости силовых гидроцилиндров 8, штоки 16 которых поворачивают собачки 9 вокруг осей 18 до тех пор, пока зубчатые выступы 19 не войдут в пазы ведущего колеса 11. Затем при дальнейшем ходе штоков 16 поворотные собачки 9, двигаясь совместно с водилом 10, поворачивают, например, в направлении часовой стрелки на некоторый угол <5. ведущее колесо 11 совместно с исполнительным органом 4.

По окончании рабочего хода штоков 16 срабатывает конечный выключатель, связанный с электромагнитом реверсирующего распределителя 24. При этом рабочая жидкость по трубопроводу 28 поступает в противоположные полости гидроцилиндров 8 и начинается обратное движение штоков 16, в начале которого собачки 9 поворачиваются вокруг осей 18, и зубчатые выступы 19 выходят из пазов ведущего колеса 11, При дальнейшем движении штоков 16 поворотные со бачки 9 совместно с водилом 10 приходят в исходное положение, после чего рабочий цикл повторяется.

Для обеспечения непрерывного вращения центрального вала 3 с исполнитель- 5 ным органом 4 служат два идентичных гидродвигателя 6, которые работают попеременно; когда один из гидродвигателей совершает рабочий ход, другой вхолостую возвращается в исходное положение. При 10 вращательном режиме работы исполнительного органа 4 гидросистема управления в работе не участвует, для чего гид— рораспределитель 25 устанавливается в нейтральное положение, и полости гидро- 1S цилиндров управления 12 соединяются с трубопроводом 29 сливной магистрали. Для обеспечения качательного режима работы исполнительного органа в работе гидропривода вращения принимают учас— 20 тие гидросистема управления с входящими в ее состав гидроцилиндрами управления 12. Силовая гидросистема работает по уже описанному принципу.

После того, как ведущее колесо 11 25 повернется, например, в направлении часовой стрелки на требуемый угол, от насосной установки системы управления по трубопроводу 30 через гидрораспределитель 25 и трубопроводы 31 и 32 30 поступает рабочая жидкость в полости гид— роцилиндров управления 12, под действием которых поворотные собачки 9 остаются в зацеплении с ведущим колесом 11, и последнее начинает вращаться в обрат- 35 ном направлении.

Управление работой гидроцилиндров управления 12 осуществляется копиром 33, профильная поверхность которого соответствует требуемому закону качания 40 исполнительного органа 4. Профильный копир 33, взаимодействуя с конечным выключателем, переключает гидрораспре— делитель 25, управляющий направлением рабочей жидкости в трубопроводах 29, 30, 31 и 45 32. Профильные копиры 33 могут быть сменными, благодаря чему обеспечивается требуемый угол качания исполнительного органа 4, кратный углу гА , на который поворачивается ведущее колесо 11 50 за один ход штоков 16 силовых гидроцилиндров 8.

Благодаря тому, что противоположные полости гидроцилиндров управления 12 разных гидродвигателей 6 соединены между собой, при вводе в зацепление с ведущим колесом 11 поворотных собачек 9 одного из гидродвигателей поворотные собачки другого гидродвигателя выводятся из зацепления.

Станина 7 совместно с гидроприводом вращения 5, центральным валом 3 и исполнительным органом 4 перемещается по направляющим корпуса 1 механизированного проходческого шита под действием гидродомкратов подачи. Перемещение корпуса 1 механизированного щита в процессе проходки по мере разработки забоя исполнительными органами 4 осуществляется известным в тоннелестроении способом при помоиш щитовых гидродомкратов 2.

Claims (2)

1. Изобретение относитс  к области тоннелестроени  и может быть использовано дл  механиаировашюй проходки тоннелей, преимущественно в смешанных породах Известен механизированный проходческий шит, состо щий из корпуса с щитовыми гидродомкратами, гидропривода вращени  исполнительного органа, который содержит силовые гидроцилиндры и зажимной хомут с замыкающим гидроцилиндром l. Недостатком указанного проходческог шита  влйетс  то, что привод, осуществл ющий вращение исполнительного орган при помощи ааншмного хомута, позвол ет создавать ограниченный по величине крут щий момент, Кроме того, в услови х эксплуатации щита, когда возмож но попадание смазки на трущиес  поверх ности, надежность работы такого приво/ не может быть обеспечена.. Известна проходческа  машина, состо ща  из корпуса с гидродомкратами. центрального вала с исполнительным органом и гидропривода вращени  с гидродвигател ми , включающими в себ  поворотные собачки, имеющие зубчатые вые- туры, взаимодействующие с ведущим колесом , водила и гидроцилигндры управлени  2.. Однако в дагоюй проходческой машине гидропривод не обеспечивает непрерывный вращательный режим исполнительного органа , что необходимо при проходке тоннелей в однородных породах. Целью изобретени   вл етс  повышение эффективности .работы устройства путем обеспечени  непрерывного вращательного и качательного режима работы исполнительного органа. Цель достигаетс  тем, что гидропривод вращени  исполнительного сагана вьтолнен в виде двух гидродвигателей, которые содержат силовые гидроцилиндры, а поворотна  собачка - в виде двуплечего рычага, одно плечо которого шарнирно соединено со штоками силовых гидроцилиндров. 37 а другое плечо - со штоком гидроцилинд ра управлени ,, при этом полости пр мог хода гидроциливдров управлени  одного гидродвигател  соединены с полост ми обратного хода гидроцилиндров управлени  другого гидродвиг ел . На фиг. 1 показан предлагаемый механизированный проходческий щит дл  смешанных пород, в разрезе; на фиг. 2 то же, разрез А-А на фиг. 1; на фиг. З гидросхема гидропривода вращени  испол нительного органа щита. Механизированный проходческий щит включает в себ  корпус 1 с направл ющими , щитовые гидродомкраты 2, центральный вал 3 с исполнительным органом 4. Центральный вал 3 приводитс  в движение гидроприводом вращени  5, состо щим из двух идентичных гидродви гателей 6, расположенных соосно на цен ральном валу 3 и закрепленных в станине 7, Каждый гидродвигатель 6, в свою очередь, состоит из силовых гидро цилиндров 8, поворотных собачек 9, водила 1О, ведущего колеса 11 с пазам и гидроцилиндров управлени  12. Ведущее дсолесо 11 посажено на центральный вал 3 и соедин етс  с последним при помощи щпонок 13. Силовые гидроцилиндры 8 шарнирно закреплены в станине 7 при помощи .осей 14 и проушин 15. Штоки 16 силовых гидроцилиндров 8 соединены с поворотными собачками щарнпрами 17. Кажд . поворотна  собачка 9 представл ет собой двуплечий рычаг 1-го рода. Оцно плечо поворотной собачки 9 соединено с щтоком 16 шарниром 17. Ось качани  18 поворотной собачки 9 закреплена на водиле Ю. Второе плечо поворотной собачки 9 снабжено зубчатым выступом 19, взаимодействующим с пазами ведущего колеса 11. Гидроцилиндры упра лени  12 при помощи,осей 2О щарнирно св заны с водилом 10, а штоки 21 сое- динёны ос ми 22 с поворотными собачками 9. На чертежах показан гидропривод вращени  5, состо щий из двух идентичных гидродвигателей 6, однако количество гидродвигателей может быть лю- . бым кратным двум числом. Гидросистема привода вращени  обеспечивает подачу рабочей жидкости в полости силовых гидроцилиндров 8 и гидроцилиндров управлеш   12, в св зи с чем она разделена на силовую гидросистему и гидросистему управлени . Силова  гидросистема включает в себ  5 насосную установку, гидрораспределители 23с реверсирующими распределител ми 24-к силовые гидроцилиндры В. Гидросистема управлени  включает в себ  насосную установку, гидрораспределитель 25с электромагнитами переключени  и гидроцилиндры управлени  12, Элементы гидросистемы св заны меж-. ду собой трубопроводами 26-32. Трубопроводы 31 и 32 св зывают полости гидроцилиндров управлени  12 таким образом , что лини  пр мого хода гидро- цилиндров управлени  12 одного гидродвигател  6 соединена с линией обратного хода ги.ароцилиндров управлени  12 другого гидродвигател  6. В управлении гидросистемой участвует размещенный на центральном валу 3 сменньй копир 33, профильна  поверхность которого соответствует требуемым режимам работы гидропривода вращени  5. Поверхность копира находитс  в контакте с конечными выключател 1чи, которые установлены в крайних положени х штоков 16. Механизированный проходческий щит работает следующим образом. В исходном положении поворотные собачки 9 выведены из зацеплени  с ведущим колесом 11. Дл  обеспечени  вращательного режима работы исполнительного органа 4 рабоча  жидкость по трубопроводам 26 от насосной установки силовой гнщэосистемы поступает через гидрораспределители 23 по трубопроводам 27 в полости силовых гидроцилиндров 8, штоки 16 которых поворачивают собачки 9 вокруг осей 18 до тех псф, пока зубчатые выступы 19 не войдут в пазы ведущего колеса 11. Затем при дальнейшем ходе штоков 16 поворотные собачки 9, двига сь совместно с водилом 1О, поворачивают, например, в направлении часовой стрелки на некоторый угол с, ведущее колесо 11 совместно с исполнительным органом 4. По окончании рабочего хода штоков 16 срабатьшает конечный выключатель, св - занпый с электромагнитом реверсирую- .щего распределител  24. При этом рабоча  жидкость по трубопроводу 28 поступает в противоположные полости гид- роцилиндров 8 и начинаетс  обратное движение штоков 16, в начале которого собачки 9 поворачиг1аютс  вокруг осей 18, и зубчатые выступы 19 В1,ход т из пазов ведущего колеса 11, Г1ри дальнейшем движении штоков 16 поворотные собачки 9 совместно с водилом 10 приход в исходное положение, после чего рабочи цикл повтор етс . Дл  обеспечени  непрерывного вращени  центрального вала 3 с исполнитель- ным органом 4 служат два идентичных гидродвигател  6, которые работают попеременно; когда один из гидродвигателе совершает рабочий ход, другой вхолостую возвращаетс  в исходное положение. При вращательном режиме работы исполнительного органа 4 гидросистема управлен в работе не участвует, дл  чего гид- рораспределитель 25 устанавливаетс  в нейтральное положение, и полости гидроцилиндров управлени  12 соедин ютс  с трубопроводом 29 сливной магистрали. Дл  обеспечени  качательного режима ра боты исполнительного органа в работе гидропривода вращени  принимают учас- тие гидросистема управлени  с вход щим в ее состав гидроцилиндрами управлени  12. Силова  гидросистема работает по уже описанному принципу. После того, как ведущее колесо 11 повернетс , например, в направлении часовой стрелки на требуемый угол, от насосной установки системы управлени  по трубопроводу ЗО через гидрораспре- делитель 23 и трубопроводы 31 и 32 поступает рабоча  жидкость в полости ги роцилиндров управлени  12, под действием которых поворотные собачки 9 остают с  в зацеплении с ведущим колесом 11, и последнее нач гаает вращатьс  в обрат- ном направлении. Управление работой гидроцнлиндров уп(5авлени  12 осуществл етс  копиром 33, профильна  поверхность которого соответствует требуемому закону качани исполнительного органа 4. Профильный кoпvф 33, взаимодейству  с конечным выключателем, переключает гидрораспре- делитель 25, управл ющий направлением ра бочей жидкости в трубопроводах 29, ЗО, 31 32. Профильные копиры 33 могут быть сменными, благодар  чему обеспечиваетс  требуемый угол качани  исполнительного органа 4, кратньй углу сЛ , на который поворачиваетс  ведущее колесо 11 за один ход штоков 16 силовых гидро- цилиндров 8. Благодар  тому, что противоположные полости гидроцнлиндров управлени  12 разных гидродвигателей 6 соединены между собой, при вводе в зацепление с ведущим колесом 11 поворотных собачек 9 одного из гищэодвигателей поворотные собачки другого гидродвигател  вывод тс  из зацеплени , Станина 7 совместно с гидроприводом вращени  5, центральным валом 3 и исполнительным саганом 4 перемещаетс  по направл ющим корпуса 1 MexaHHhаированного проходческого щита под действием гидродомкратов подачи. Перемещение корпуса 1 механизированного щита в процессе проходки по мере разработки забо  исполнительными органами 4 осуществл етс  известным в тоннелестроении способом при помощи щитовых гкдродомкратов 2. Формула изобретени  Механизированный проходческий щит дл  смещанных пород, состо щий из корпуса с. щитовыми пздродомкратами, центратьного вала с исполнительным органом и гидропривода вращени  с пщродвигател ми , включающими в себ  поворотные собачки, имеющие зубчатые выступы , взаимодействующие с ведущим колесом , водила и гидроцилиндры управлени , отличающийс  тем, что, с целью повыщени  эффективности работы устройства путем обеспечени  непрерывного вращательного и качательного режима работы исполн1ггельного органа , гидропривод вращени  исполнительного органа выполнен в виде двух гид- родвигателей, которые содержат силовые гидроцилиндры, а поворотна  собачка в виде дв ттлечего рычага, одно плечо которого щарнирно соединено со щтоками силовых гидроцилиндров, а другое . плечо - со щтоком пщроцилиндра управлени , при этом полости пр мого хода гидроциллндров управлени  одного гидродвигател  соединены с полост ми обратного хода гидроцили1щров управлени  другого гидродвигател . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Патент США № 3413О34, кл. 299-33, опублик. 1968.
2. 2.Авторское свидетельство СССР № 477238, кл. Е 21 С (прототип).

   А-А

   П