ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ СИСТЕМА СТАНКА СКБ-5

Комплектующие, радиокомпоненты / Гидравлика, пневматика / Не разобранное - гидравлика, пневматика
Alexsandrs
2 101
26-11-2017, 15:49
0

4.1 Устройство гидравлической системы
В буровом станке СКБ-5 применена гидросистема (рис. 4.1) с электрогидравлическим управлением, т.е. управление осуществляется подачей электрического сигнала (напряжения) на электромагниты гидрораспределителей включением соответствующих кнопок и поворотом рукояток на пульте управления станка.
Питание гидросистемы осуществляется от одинарного маслонасоса НП1 с подачей 18 л/мин. Резервуаром для рабочей жидкости служит маслобак Б1, в котором установлен приемный сетчатый фильтр Ф1 и ручной маслонасос Н2.
От маслонасоса НП1 масло через обратный клапан КО1 и фильтр тонкой очистки Ф2 поступает одновременно в блок напорных клапанов А2 и блок распределителей A3 и далее от блока напорных клапанов снова поступает в блок распределителей A3.
Ручной маслонасос Н2, предназначенный для выполнения аварийных и вспомогательных работ, постоянно подключен к напорной
магистрали маслонасоса НП1 между обратным клапаном и фильтром. Обратный клапан КО1, установленный на напорной магистрали маслонасоса, препятствует проходу масла в маслобак Б1 через маслонасос НП1 при подаче масла в гидросистему от ручного
маслонасоса. Подача масла в исполнительные органы станка (гидропатроны, гидроцилиндры подачи и гидроцилиндр механизма перемещения станка) осуществляется от блока распределителей.
К блоку напорных клапанов А2 через золотник отключения Р1 подключен указатель осевой нагрузки МН1. Золотник отключения указателя осевой нагрузки обеспечивает его отключение от напорной магистрали при достижении давления в гидросистеме, превышающего предел измерения указателем. Реле давления РД1, обеспечивающее задержку подачи шпинделя вниз при перекреплении гидропатронов, подключено к блоку распределителей. К блоку распределителей подсоединен также и регулятор давления (дроссель) ДР1. На магистрали, идущей к нижним (поршневым) полостям гидроцилиндров подачи Ц2, установлен регулятор подачи А4.

Рисунок 4.1 – Гидравлическая схема станка СКБ-5
Давление в гидросистеме контролируется по манометрам МН2 и МН3, подключенным к напорной магистрали маслонасоса и к блоку распределителей.
Блок напорных клапанов А2 включает в себя: предохранительный клапан КП1, напорный золотник КД1 и клапан разгрузки КД2. Предохранительный клапан предназначен для предохранения гидросистемы от перегрузки. Напорный золотник предназначен для создания давления (подпора) в системе гидропатронов, необходимого для управления цилиндрами подачи вращателя и цилиндром перемещения станка. Клапан разгрузки предназначен для разгрузки маслонасоса при закрепленном верхнем гидропатроне.
Блок распределителей включает в себя четыре гидрораспределителя с электромагнитным управлением. Трехпозиционный гидрораспределитель Р5 предназначен для изменения направления потока масла от маслонасоса, поступающего в полости гидроцилиндров подачи Ц2. Двухпозиционный гидрораспределитель Р4 обеспечивает одновременное подключение штоковых и поршневых полостей гидроцилиндров подачи к напорной магистрали маслонасоса при осуществлении быстрого подъёма траверсы вращателя и отключение дросселя ДР1 (регулятора давления). Трехпозиционный гидрораспределитель Р3 предназначен для изменения направления подачи масла в гидроцилиндр Ц4 механизма перемещения станка через гидрозамок 3M1. Трехпозиционный гидрораспределитель Р2 предназначен для изменения направления потока масла в полости цилиндров Ц1 и Ц3 гидропатронов. Управление электромагнитами гидрораспределителей
осуществляется электрическими переключателями, установленными на пульте управления, конечными выключателями на вращателе станка и выключателем реле давления.
4.2 Работа гидравлической системы при бурении с автоматическим перехватом
Гидравлическая схема бурового станка СКБ-5 на рис. 4.1 показана в исходном положении, когда обесточены электромагниты всех гидрораспределителей. В этом положении верхний гидропатрон закреплен, нижний раскреплен, а полости гидроцилиндров подачи и гидроцилиндра механизма перемещения заперты гидрораспределителями. При бурении с автоматическим перехватом переключатель подачи устанавливается в положение «Вниз», переключатель гидропатронов – в положение «Автоперехват». Осевая нагрузка на породоразрушающий инструмент устанавливается по указателю осевой нагрузки настройкой клапана веса КД3 регулятора подачи и дросселя ДР1.
В этом положении переключателей подаётся напряжение на электромагнит Y5.2 гидрораспределителя Р5 и его золотник устанавливается в положение в (рис. 4.2). Электромагниты Y2.1 и Y2.2 гидрораспределителя Р2 при движении шпинделя вниз остаются в обесточенном состоянии, и его золотник находится в положении б. Нижний гидропатрон находится в раскрепленном состоянии, а верхний гидропатрон – в закрепленном состоянии (в полостях их цилиндров Ц3 и Ц1 нет давления масла), т. е. буровой инструмент удерживается кулачками верхнего гидропатрона. Поток масла от маслонасоса НП1 через клапан разгрузки КД2, настроенный на малое давление, и через каналы гидрораспределителя Р5 поступает в штоковые (верхние) полости гидроцилиндров подачи Ц2. Давление в верхних полостях, необходимое для создания осевой нагрузки на породоразрушающий ин-струмент, устанавливается дросселем ДР1 (регулятором давления) по указателю осевой нагрузки МН1. По мере движения
поршней вниз масло из нижних полостей гидроцилиндров подачи вытесняется через клапан веса КД3 регулятора подачи А4 и далее, через каналы гидрораспределителей Р5 и Р4, в сливную магистраль. Клапан веса КД3 предварительно настраивается на давление в нижних (поршневых) полостях гидроцилиндров подачи Ц2, уравновешивающее вес бурового инструмента.
При достижении траверсой вращателя нижнего положения срабатывает конечный выключатель (замыкаются контакты) и подаётся напряжение на электромагнит Y2.2 гидрораспределителя Р2 (рис. 4.3). Золотник гидрораспределителя перемещается в положение в, соединяя через свои каналы напорную магистраль маслонасоса НП1 с полостями цилиндров нижнего Ц3 и верхнего Ц1 гидропатронов. Происходит закрепление нижнего гидропатрона и раскрепление верхнего. При достижении в полости цилиндра Ц3 нижнего гидропатрона давления, превышающего 0,2 МПа, срабатывают контакты реле давления РД1 и подаётся напряжение на электромагнит Y4 гидрораспределителя Р4. Золотник гидрораспределителя Р4 перемещается в положение б.

Рисунок 4.2 – Работа гидравлической системы станка СКБ-5 при бурении
После перекрепления гидропатронов и достижения давления в гидросистеме, равного 4,5–4,9 МПа, обеспечивающего надежное удержание бурового снаряда нижним гидропатроном, открывается напорный золотник КД1. Поток масла от напорного золотника КД1 через каналы гидрораспределителей Р4 и Р5 поступает одновременно в верхние и нижние полости гидроцилиндров подачи Ц2 в обход дросселя ДР1. Клапан разгрузки КД2 в это время закрыт, так как его поршень удерживается в исходном (нижнем) положении давлением масла, поддерживаемым в системе гидропатронов напорным золотником КД1. Осуществляется быстрый подъём траверсы вращателя с раскрепленным верхним и закрепленным нижним гидропатроном. При выполнении операции быстрого подъёма указатель осевой нагрузки отключается от напорной магистрали. Отключение указателя осуществляется золотником Р1, поршень которого при давлении в системе 1,7 МПа перемещается в положение а, перекрывая подвод от маслонасоса к указателю и одновременно соединяя указатель осевой нагрузки
МН1 со сливной магистралью. Этим исключается возможность поломки указателя осевой нагрузки при давлении в гидросистеме,
превышающем допустимый предел. При быстром подъёме траверсы вращателя избыток масла из штоковых полостей гидроцилиндров Ц2 через каналы гидрораспределителей Р5 и Р4 и обратный клапан КО2 в регуляторе подачи А4 поступает в поршневые полости гидроцилиндров подачи.
Когда траверса достигает верхнего положения, срабатывает другой конечный выключатель на вращателе, и обесточивается электромагнит Y2.2 гидрораспределителя Р2. Усилием возвратных пружин золотник гидрораспределителя Р2 устанавливается в исходное положение б и соединяет полости цилиндров обоих гидропатронов со сливной магистралью. Происходит закрепление верхнего и раскрепление нижнего гидропатронов.
При падении давления в полости цилиндра Ц3 нижнего гидропатрона до 0,2 МПа размыкаются контакты реле давления РД1, и электромагнит Y4 гидрораспределителя Р4 обесточивается.
Под действием усилия возвратной пружины золотник гидрораспределителя Р4 возвращается в исходное положение а, и продолжается подача бурового инструмента на забой. Таким образом, реле давления РД1 обеспечивает задержку подачи шпинделя вниз до тех пор, пока не раскрепится нижний гидропатрон.

Рисунок 4.3 – Работа гидравлической системы станка СКБ-5 при автоперехвате
При снижении давления в магистрали гидропатронов открывается клапан разгрузки КД2, и осуществляется разгрузка маслонасоса НП1. Давление в магистрали маслонасоса НП1 при подаче определяется настройкой дросселя ДР1. Одновременно с этим, при уменьшении давления в гидросистеме, к напорной магистрали подключается указатель осевой нагрузки, так как поршень золотника отключения Р1 пружиной возвращается в исходное положение б. Продолжается процесс подачи, и то усилие на породоразрушающий инструмент, которое было установлено до автоперехвата, остается неизменным и после него.
4.3 Работа гидравлической системы при перехвате
Перехват, как и автоперехват, осуществляется при бурении, когда переключатель подачи установлен в положение «Вниз».
Включение этой операции осуществляется установкой переключателя гидропатронов на пульте управления в положение «Перехват». Установка переключателя гидропатронов в это положение может производиться при любом положении траверсы вращателя.
Напряжение подаётся на электромагнит Y5.2 гидрораспределителя Р5 и электромагнит Y2.2 гидрораспределителя Р2. При срабатывании электромагнита Y2.2 его золотник перемещается в положение в, и напорная магистраль маслонасоса НП1 через каналы гидрораспределителя Р2 соединяется с цилиндрами Ц1 и Ц3 обоих гидропатронов вращателя. При давлении масла в полости нижнего гидропатрона выше 0,2 МПа срабатывают контакты реле давления РД1, и напряжение подаётся на электромагнит Y4 гидрораспределителя Р4. После перекрепления гидропатронов осуществляется быстрый подъём траверсы вращателя с закрепленным нижним и раскрепленным верхним гидропатронами, а также отключенным указателем осевой нагрузки (как при выполнении операции «Автоперехват»). При остановке траверсы в крайнем верхнем положении вращатель остается с раскрепленным верхним и закрепленным нижним гидропатронами.
В случае необходимости перехвата на неполный ход траверсы вращателя быстрый подъём прекращается установкой переключателя гидропатронов в положение «Закрепление». В этом положении обесточивается электромагнит Y2.2 гидрораспределителя Р2, и его золотник устанавливается в исходное положение б.
После закрепления верхнего и раскрепления нижнего гидропатрона через реле давления РД1 обесточивается электромагнит гидрораспределителя Р4, и его золотник пружиной возвращается в исходное положение а. Гидросистема в этом положении срабатывает также, как и при операции «Автоперехват» при верхнем положении траверсы вращателя. Скорость подачи и осевое усилие на породоразрушающий инструмент, установленные ранее, после операции «Перехват» остаются неизменными.
4.4 Работа гидравлической системы при перекреплении гидропатронов
Эта операция производится установкой переключателя гидропатронов в положение «Перекрепление». При этом напряжение подаётся на электромагнит Y2.2 гидрораспределителя Р2.
Золотник гидрораспределителя устанавливается в положение в и своими каналами соединяет с напорной магистралью маслонасоса НП1 полости цилиндров Ц1 и Ц3 верхнего и нижнего гидропатронов. Происходит их перекрепление: верхний гидропа-
трон раскрепляется, а нижний – закрепляется, удерживая буровой снаряд. Давление, необходимое для удержания бурового снаряда нижним гидропатроном, поддерживается напорным золотником КД1 (клапан разгрузки КД2 закрыт давлением масла).
При выполнении операции перекрепления напряжение на электромагнит Y4 гидрораспределителя Р4 при срабатывании реле давления РД1 не подаётся, и золотник гидрораспределителя Р4 остается в исходном положении. Скорость перемещения траверсы определяется настройкой дросселя ДР1 регулятора давления.
Направление перемещения траверсы устанавливается поворотом переключателя подачи в положения «Вверх» или «Вниз», при котором подаётся напряжение на электромагниты Y5.1 или Y5.2 гидрораспределителя Р5.
4.5 Работа гидравлической системы при раскреплении и закреплении верхнего гидропатрона
Операции по раскреплению и закреплению верхнего гидропатрона можно выполнять как при неподвижной траверсе, так и при её движении. Верхний гидропатрон раскрепляется установкой переключателя управления гидропатронами в положение «Раскрепление». В этом положении переключателя напряжение подаётся на электромагнит Y2.1 гидрораспределителя Р2. Золотник гидрораспределителя устанавливается в положение а и соединяет напорную магистраль маслонасоса НП1 с полостью цилиндра Ц1 верхнего гидропатрона. Происходит его раскрепление.
Нижний гидропатрон остается в раскрепленном состоянии, так как давление масла в полости его цилиндра Ц3 отсутствует. Давление в гидросистеме, необходимое для удержания верхнего гидропатрона в раскрепленном состоянии, поддерживается напорным золотником КД1. Клапан разгрузки КД2 при этом закрыт.
Верхний гидропатрон закрепляется установкой переключателя гидропатронов в положение «Закрепление». В этом положении обесточиваются электромагниты Y2.1, Y2.2 и Y4 гидрораспределителей Р2 и Р4, и их золотники перемещаются в исходные положения. При установке золотника гидрораспределителя Р2 в исходное положение б полости цилиндров Ц1 и Ц3 верхнего и нижнего гидропатронов через каналы гидрораспределителя Р2 соединяются со сливной магистралью. Верхний гидропатрон закрепляется, а нижний гидропатрон, если был закреплён, то раскрепляется. Давление в магистрали верхнего гидропатрона отсутствует. Клапан разгрузки КД2 поддерживает
минимальный подпор в напорной магистрали, разгружая маслонасос. Давление в напорной магистрали маслонасоса будет определяться настройкой дросселя ДР1.
При раскрепленном и закрепленном верхнем гидропатроне можно выполнять операции перемещения траверсы вращателя (шпинделя) вверх или вниз установкой переключателя подачи в соответствующие положения. Скорость перемещения задается настройкой регулятора давления. Клапан веса регулятора подачи при этом должен быть открыт.
4.6 Работа гидравлической системы при подъёме, остановке и опускании шпинделя
Подъём, остановка и опускание шпинделя могут производиться как с закреплённым, так и с раскреплённым верхним гидропатроном. Для выполнения указанных операций переключатель подачи устанавливается в соответствующие положения:
«Шпиндель вверх», «Стоп» и «Шпиндель вниз».
Переключатель гидропатронов устанавливается в положение «Закрепление» или «Раскрепление».
При установке переключателя подачи в положение «Шпиндель вверх» напряжение подаётся на электромагнит Y5.1 гидрораспределителя Р5, и золотник гидрораспределителя занимает положение а. Поток масла от маслонасоса НП1 через обратный клапан КО1, фильтр Ф2, напорный золотник КД1 или клапан разгрузки КД2 в зависимости от того, раскреплен или закреплен верхний гидропатрон, поступает через обратный клапан КО2 регулятора подачи А4 в нижние (поршневые) полости гидроцилиндров подачи Ц2. Необходимое усилие подъёма и скорость перемещения траверсы устанавливаются дросселем ДР1 регулятора давления по указателю осевой нагрузки МН1.
Перемещение шпинделя вниз осуществляется установкой переключателя подачи в положение «Шпиндель вниз». Напряжение подаётся на электромагнит Y5.2 гидрораспределителя Р5, и золотник гидрораспределителя устанавливается в положение в. В этом положении золотника поток масла от маслонасоса поступает в верхние (штоковые) полости гидроцилиндров подачи. Скорость опускания шпинделя регулируется дросселем регулятора давления. При опускании траверсы клапан веса КДЗ регулятора подачи должен быть полностью открыт.
В положении переключателя «Стоп» обесточиваются электромагниты Y5.1 и Y5.2 гидрораспределителя Р5, и его золотник пружинами устанавливается в нейтральное положение б.
В этом положении золотника все полости гидроцилиндров подачи Ц2 запираются золотником гидрораспределителя. Маслонасос при этом должен быть разгружен снятием давления в гидросистеме дросселем регулятора давления или отключен.
4.7 Работа гидравлической системы при перемещении станка
Для перемещения станка к устью скважины или отодвигания его от скважины переключатель подачи устанавливается в положение «К скважине» или «От скважины». При установке переключателя в положение «К скважине» подаётся напряжение на электромагнит Y3.1 гидрораспределителя Р3, и его золотник устанавливается в положение а. В этом положении золотника поток масла от маслонасоса поступает в левый (по схеме) подвод гидрозамка ЗМ1 и далее – в поршневую полость гидроцилиндра Ц4 механизма перемещения станка. Скорость перемещения определяется настройкой дросселя регулятора давления. При установке переключателя в положение «От скважины» подаётся напряжение на электромагнит Y3.2 гидрораспределителя Р3, и его золотник занимает положение в. При этом поток масла от маслонасоса поступает через гидрозамок ЗМ1 в штоковую полость гидроцилиндра Ц4 механизма перемещения, и станок перемещается от скважины.
Остановка перемещения станка по раме с автоматическим закреплением может производиться в любой точке снижением давления в гидросистеме или установкой переключателя подачи в положение «Стоп».

БУРОВОЕ ОБОРУДОВАНИЕ
Гидравлические системы буровых станков и установок
А. А. Каракозов, И. А. Юшков, М. С. Попова, С. Н. Парфенюк, И. Д. Сагайдак

Обсудить на форуме