Устройство управления давлением в гидросистеме бурового станка

) (11 2 А 5 Е 21 ВЗ/02 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ щения, Цель изобретения - повышение эффективности работы устройства. Устройство состоит из клапана давления, головки управления (ГУ) с управляемым электромагнитом (ЭМ). В корпусе ГУ находится золотник, на внутренней конической поверхности которого выполнено кольцевое сопло с возможностью взаимодействия с подпружиненной конической заслонкой и штоком сердечника ЭМ. В ГУ расположен регулировочный винт, позволяющий варьировать силу сжатия пружины заслонки. Устройство также снабжено блоком управления, выход которого подключен к обмотке. Внутри золотника расположено центральное отверстие со сливным и напорным каналами. Центральное отверстие выполнено конической формы, соответствующей форме заслонки, Надзолотниковая и подзолотниковая полости соединены между собой гидравлическим каналом, 2 ил,с отсутствием цретв при выходе из надежность, связанная дохранительных свойс строя электромагнита.Известно устройств нием в гидросистеме б держащее основной головку управления с блок управления. В г имеется золотник, позв лять начальную настрой пло в заслон по крит мощности, рассеиваемоК недостаткам ука относятся потеря пр свойств в результате вы тромагнита и связанная(71) Научно-исследовательский и проектно- конструкторский институт по добыче полезных ископаемых открытым способом (72) Б.Ф.Брюхов, Г.Д.Воропаев, Ю.В,Локтионов и Ю.Ф.Шалашов(54) УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ДАВЛЕНИЕМ В ГИДРОСИСТЕМЕ БУРОВОГО СТАНКА(57) Изобретение относится к горной технике, а именно к управлению рабочими режимами на буровых станках вращательного бурения с гидроприводом подачи или враИзобретение относится к горной промышленности, а именно к управлению режимами вращательного бурения взрывных скважин посредством изменения давления в гидросистеме бурового стаНка.Известен предохранительный клапан с пропорциональным электрическим управлением, предназначенный для предохранения гидросистем от перегрузок, а также для дистанционного регулирования, содержащий основной клапан и головку управления с электромагнитом и используемый в комплекте с электронным блоком БУ 1100.Недостатками известного клапана являются низкая чувствительность, малый диапазон регулирования и недостаточная о управления давлеурового станка, соклапан давления, электромагнитом и оловке управления оляющий осуществку элемента типа соерию минимальной й электромагнитом. занного устройства едохранительных хода из строя элек.с этим недостаточ 1701882ная надежность устройства в целом, а также низкая чувствительность вследствие больших усилий со стороны электромагнита и малый диапазон регулирования в области низких давлений.Целью изобретения является повышение чувствительности путем уменьшенияжесткости пружины, повышение надежности и расширение диапазона регулирования, т.е. повышение эффективности работыустройства.Укаэанная цель достигается тем, что вустройстве управления давлением в гидросистеме бурового станка, включающем головку управления с золотником, внутри которого расположено отверстие со сливным и напорным каналами, и управляемым электромагнитом, выполненным из обмотки и сердечника со штоком, головка управления снабжена подпружиненной конической заслонкой, взаимодействующей со штоком сердечника электромагнита, при этом центральное отверстие золотника выполнено конической формы, соответствующей форме конической заслонки, причем на внутренней поверхности центрального отверстия золотника выполнено кольцевое сопло, а надзолотниковая и подзолотниковая полости соединены между собой гидравлическим аалом.На фиг. 1 представлена конструкция устройства управления давлением в гидросистеме бурового станка; на фиг, 2 - силы,действующие на коническую заслонку в процессе работы устройства,Устройство управления давлением содержит головку 1 управления с золотником 2, внутри которого расположено отверстие со сливным 3 и напорным 4 каналами, и управляемый электромагнит 5, выполненный из обмотки 6 и сердечника 7 со штоком 8, Головка 1 управления снабжена конической заслонкой 9 с пружиной 10, Центральное отверстие 11 золотника 2 выполненоконической формы, соответствующей форме конической заслонки 9, причем на внутренней поверхности отверстия 11 золотника 2 выполнено кольцевое сопло 12. 1015 20 25 3035 4045 Надзолотниковая полость 13, образованнаязолотником 2 и торцом электромагнита 5, 50соединена гидравлическим каналом 14 с подэолотниковой полостью 15, образованной золотником 2 и регулировочнь 1 м винтом 16, В корпусе головки 1 управления выполнены отверстия 17 для подачи рабочей жидкости и отверстие 18 для ее слива.Устройство работает следующим образом.Сигнал Оэм поступает на обмотку 6 электромагнита 5. Созданное электромагнитом 5 магнитное поле воздействует на сердечник 7, и возникающее усилие через шток 8 передается на коническую заслонку 9. Через отверстие 17 для подачи рабочей жидкости поток масла поступает в напорный канал 4 и затем в кольцевое сопло 12 золотника 2, Поток масла из сопла 12 воздействует на коническую заслонку 9 в том же направлении, что и шток 8 электромагнита 5. Отработанное масло через сливной канал 3, надзолотниковую полость 13, гидравлический канал 14, подзолотниковую полость 15 и отверстие 18 уходит на слив. В противоположном направлении на коническую заслонку 9 действует сила сжатия пружины 10, варьируемая с помощью вращения регулировочного винта 16.Таким образом, в процессе работы устройства на коническую заслонку действуют силы Е 1 и Ег (фиг. 2), причем их нормальные составляющие Ем 1 и Емг равны по модулю и противоположны по направлению, т,е. компенсируют друг друга, а тангенциальные составляющие Ет 1 и Етг складываются и их равнодействующая Ег 1 + Етг воздействует на пружину заслонки.Связь, сил, действуюших на коническую заслонку 9, можно записат. в виде формулыЕпр = Едавл + Еэмгде Епр - сила сжатия пружины (Н);Едавл - сила давления, действующая на заслонку(Н), равная;аЕддвл Е 7 - РЯк8 и2где Р - давление в напорном канале золотника (Па);Як - площадь кольцевого сопла (м ):г,а - угол ьри вершине конуса заслонки (рад);Еэм - сила, действующая на коническую заслонку со стороны штока электромагнита (Н), пропорциональная управляющему сигналу ОэмТаким образом, зависимость давления масла в гидросистеме бурового станка от управляющего сигнала Оэм имеет обратный линейный характер,За счет уменьшения на порядок жесткости пружины предлагаемое устройство обладает высшей чувствительностью к входным сигналам, расширяется диапазон регулирования в области низких давлений, так как в этом случае в отличие от прототипа управление ведется при относительно высоких значениях тока электромагнита 5, Ибсолютное же значение тока и мощность электромагнита 5 снижаются пропорцио 1701882нально снижению жесткости пружины, При выходе из строя электромагнита 5 предохранительные свойства устройства сохраняются за счет начальной установки максимального давления с помощью регу лировочного винта 16.. П р и м е р, Изготовлено устройство управления давлением в гидросистеме бурового станка, рассчитанное на максимальное давление 20,0 МПа с площабдью Я 10 кольцевого сопла 8, равной 12,5 х 10 м, углом а при вершине конуса заслонки 9, равным 11 20,Максимальная сила сжатия пружины 10 равна 25 Н (для клапана с обычным соплом 15 того же сечения сила сжатия пружины составляет 250 Н).Амплитуда управляющего сигнала Оэмд = = 10 8, а коэффициент передачи электромагнита К = 2,5 (Н/В). 20Следовательно, предлагаемое устройство позволяет на порядок снИзить мощность, подаваемую на электромагнит 5, и усилие пружины 10 с 250 до 25 Н, Его использование позволяет повысить чувстви тельность эа счет снижения силовых нагрузок на исполнительный электромагнитный элемент, Кроме того, его применение в системе управления не изменяет ее30 исходного состояния, позволяя при этом расширить функциональные воэможности за счет регулирования по обратной линейной зависимости. В результате этого производительность бурового станка повышается на 1,5 . Формула изобретения Устройство управления давлением в гидросистеме бурового станка, включающее головку управления с золотником, внутри которого расположено центральное отверстие со сливным и напорным каналами, и управляемым электромагнитом, выполненным из обмотки и сердечника со штоком, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности работы устройства, головка управления снабжена подпружиненной конической заслонкой, взаимодействующей со штоком сердечника электромагнита, при этом центральное отверстие золотника выполнено конической формы, соответствующей форме конической заслонки, причем на внутренней поверхности центрального отверстия золотника выполнено кольцевое сопло. а надзолотниковая и подзолотниковая полости соединены между собой гидравлическим каналом.1701882 аг,Г Составитель И,НазаркинаТехред М,Моргентал Корректор Л.Бески Лежнина еда аказ 4519 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035. Москва, Ж, Раушская наб 4/5 оизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгор