Тема «Основні вузли механізованих кріплень»
Гідродомкрати пересування секцій кріплення
Механізовані кріплення пересувають гідродомкратами, які виконані у вигляді звичайних силових гідроциліндрів. Як правило, застосовують гідродомкрати двосторонньої дії, що дозволяють здійснити окрім пересування секцій кріплення (прямий хід гідродомкрата), пересування забійного конвеєра (зворотний хід). Гідродомкрати можуть бути розташовані в основі секцій кріплення, над основою та під перекриттям. Гідродомкрати розрізняються місцями підведення робочої рідини (до корпусу циліндра або через шток), виконанням поршневих вузлів, розмірами та ін. Хід поршня приймають 0,4; 0,5; 0,63, 0,8 та 1,0 м.
Мал. 34. Гідродомкрат пересування кріплення М-87Е
Гідродомкрат пересування механізованого кріплення М-87Е (рис. 34) складається з циліндра1з днищем2, поршня3, закріпленого ганкою4на штоку5. Підведення робочої рідини в штокову порожнинуБздійснюється через отвір а в головці 6 штока, Далі через отвірб, внутрішню порожнину штокаАі через каналив. Підведення робочої рідини в поршневу порожнину здійснюється через отворигід, трубку7, варену всередину штока, з діафрагмою8.
Таке підведення рідини спрощує схему гідромагістралі за рахунок скорочення кількості гнучких рукавів і підвищує експлуатаційну надійність гідросистеми.
Поршень гідродомкрата має латунні наплавлення. Ущільнення поршня та штока у кришці здійснюється гумовими манжетами та кільцями круглого перерізу (останні застосовані для нерухомихз'єднань).
За характером розсунення та сфери застосування розрізняють:
- гідростійки з одинарним гідравлічним розсуненням, що застосовуються на пологих пластах потужністю 1,5 м і вище;
- гідростійки з подвійним гідрогвинтовим розсуненням, що проводиться за допомогою гідроприводу та гвинтової пари; спосіб є застарілим, оскільки вимагає витрат ручної праці, проте він застосовується в гідростійках кріплення М-87Е на пологих пластах потужністю 1,1-1,9 м і в кріпленні 2М-81Е на пологих пластах потужністю 1,8-3,2 м ;
- гідростійки з подвійною гідравлічною розсувкою, яка проводиться за допомогою двох телескопічно гідроциліндрів, що розсуваються.
Гідравлічна стійка механізованого кріплення ОКП показана на рис. 35 складається з циліндра 1; штока 2 зі знімним поршнем 3, який закріплений двома гайками 4; нижньої 5 та верхньої опор, виконаних у вигляді півсфер. Опори кріпляться шарнірно в основі секції та верхньому перекритті, що дозволяє уникнути згинальних зусиль на домкрат. Опора має 5 фланець 6 для кріплення гідрозамка стійки. Робоча рідина надходить у штокову порожнину стійки і відводиться від неї через бобишку 11, приварену до циліндра стійки. Поршень має на робочій поверхні бронзові наплавлення. Ущільнення поршня та штока виконані гумовими манжетами 7 та кільцями 8 круглого перерізу. Для захисту ущільнень від бруду встановлено чистильник 9, виконаний із спеціальної гумової манжети. Чистильник закріплений гайкою 10.
Клапанний гідроблок стійки кріпиться збоку від опори5. Запобіжний клапан налаштовують на тиск 400 кгс/см 2 що забезпечує номінальний робочий опір стійки 80 тс.
Гідравлічна стійка механізованого кріплення МК-97 (подвійний гідравлічний розсув, постійного опору зпримусовим опусканням) показано на рис. 36,а. До циліндра4стійки приварені днище10та фланець9для кріплення до нього клапанної коробки8. У корпусі циліндра переміщається шток6з поршневою частиною, а всередині нього - інший шток5зі своєю поршневою частиною. У циліндрі стійки гайкою1закріплена напрямна втулка2з ущільненнями та чистильником. Втулка служить однією з опор штока6першого ступеня. У цьому штоку встановлена інша напрямна втулка3також із ущільненнями та чистильником. Втулка3служить опорою для штока5другого ступеня. Вона закріплена в штоку6двома півкільцями14та пружинним кільцем15.
Мал. 36. Гідравлічна стійка кріплення МК-97
Шток6першого ступеня складається з двох концентричних труб. Зовнішня труба на своїй внутрішній поверхні має гвинтову проточку, що з'єднує штокові порожнини обох щаблів розсувності. На поршневих частинах штоків5та6встановлені гумові манжетні ущільнення та є наплавлення з латуні. Вони зроблені також і на напрямних втулках2та3. До штока6у верхній частині приварено днище11. У цьому днищі встановлений зворотний клапан12, який забезпечує сталість опору стійки на обох щаблях розсування. Величина опору визначається діаметром поршня щаблі та налаштуванням запобіжного клапана, встановленого в клапанній коробці8.
Шток5другого ступеня розсувки виготовлений із труби. Один кінець труби заварений заглушкою13, в інший вкручена на різьбленні головка16з півсферою. До голівки шарнірно прикріплена опорна плита18за допомогою кільця17та болтів.Раджу уважно вивчити вузлигідростійки, щоб зрозуміти принципову відмінність її дії та основну конструкторську ідею.
Гідравлічна схема стійки (див. рис. 36,б) є прогресивнішою. При розпорі гідростійки зворотний клапан створює невеликий підпір, що забезпечує висування циліндра першого ступеня. Тільки після вичерпання його ходу (або при досягненні контакту перекриття кріплення з породами покрівлі) в результаті тиску робочої рідини зворотний клапан відкривається і рідина починає надходити в другий ступінь. При опусканні порід покрівлі зворотний клапан ізолює робочу порожнину другого ступеня першого.
Після того як станеться осадка стійки на величину розсунення першого ступеня, зворотний клапан упрется своїм хвостовиком в днище 10 стійки і автоматично відкриється. При цьому рідина почне надходити з другого ступеня в перший, і довжина стійки додатково зменшиться на величину ходу поршня другого ступеня.
Несуча здатність стійки 40 тс, при цьому тиск у поршневій порожнині першого ступеня становить 260 кгс/см 2 у другій - 510 кгс/см 2 .
Відношення висоти стійки у розсунутому положенні до її висоти у вихідному положенні визначає коефіцієнт розсувності стійки. У телескопічних гідростійок він значно вищий, ніж у стійок з одинарним розсуванням (0,86 - 1,17 проти 0,38 - 0,63), що дозволяє ефективно застосовувати їх на тонких пластах, особливо при значних перепадах потужності пласта.
Гідравлічні схеми механізованих кріплень
Гідравлічні схеми відрізняються від кінематичних тим, що демонструють, як рухається рідина, за рахунок якої відбувається робота всієї системи.Розподіл потоку робочої рідини (емульсії) від насосних станцій СН (рис. 37) до напірної Н і зливної С магістралям, пов'язаним із секціямикріплення здійснюється з центрального пульта управління (ПУ), розташованого в штреку.
Магістралі збирають із високонапірних труб та рукавів із прохідним отвором на напірній лінії не менше 20 мм і на зливній - не менше 25 мм. У корпусі кожного відводу магістралі встановлений запірний кульковий клапан, який автоматично закриває отвір при від'єднанні відведення, що запобігає витоку робочої рідини.
До магістральних трубопроводів підключені реле контролю тиску РІД, що автоматично вимикають насосні станції при пориві трубопроводів та різкому падінні тиску внаслідок цього.
Мал. 37. Структурна гідравлічна схема механізованого кріплення.
Рідина із зливної магістралі надходить через пульт управління (ПУ) в блок фільтрів (БФ), де вона очищається від домішок, а потім надходить у баки насосних станцій.
Управління секціями кріплення проводиться одним із наступних способів:
- ручне керування безпосередньо з даної секції;
- ручне управління із сусідньої секції;
- автоматичне керування групою секцій (гідравлічне або електрогідравлічне);
- дистанційне автоматичне (зазвичай електрогідравлічне) керування з центрального пульта, що знаходиться в штреку.
Залежно від прийнятого способу керування секціями застосовують різні конструкції гідророзподільників.
При послідовному пересуванні секцій гідророзподільник встановлюють кожної секції. Його призначенням є розподіл потоку рідини між силовими елементами секції (гідростійки, гідродомкрати пересування, допоміжні гідроциліндри) і далі подача рідини до зливної магістралі в залежності від операцій, що виконуються секцією (розпір і розвантаження гідростійк, пересуваннясекції або конвеєра, вирівнювання положення секцій та ін.).
Гідророзподільники застосовують як багатопозиційні, так і двопозиційні з ручним, гідравлічним або соленоїдним управлінням. Для роботи на емульсії використовують кранові уніфіковані гідророзподільники ЕРА-1м із плоскими золотниками, які виготовляє завод «Пневматика».
У гідравлічній схемі секції кріплення можна виділити дві частини: схему з'єднання робочих порожнин гідростійк з гідроблоками, розташованими на стійках; схему розподілу потоку рідини від магістралі до гідроблоків стійок та гідродомкрату пересування. На рис. 38 показана гідравлічна схема комплекту кріплення МК-67, що складається з двох двостоєчних секцій I і II та гідродомкрата пересування1. Схема має незалежний розподіл потоку рідини, тобто рідина підводиться до силових елементів секції безпосередньо від магістралі через гідророзподільники2. Такий розподіл потоку рідини є більш простим і поширеним, ніж залежне, коли потік рідини від магістралі підводиться через гідророзподільник до гідростійк, а далі до обох порожнин гідродомкрата пересування.
Кожна гідростійка має гідроблок (коробка клапанів), який складається із запобіжного клапана (ПК) та гідравлічно керованого розвантажувального клапана (гідрозамка ГЗ).
У деяких кріпленнях один гідроблок встановлений на дві стійки. Кріпи з послідовним пересуванням секцій і конвеєра, що згинається («хвильою»), а також з фронтальним пересуванням конвеєра мають більш складні гідравлічні схеми. Вони розглядаються далі, стосовно конкретних типів механізованих кріплень.
Мал. 38. Гідравлічна схема комплекту кріплення МК-97
Запобіжний клапан – найважливіший елементгідропроводу. Його призначення - обмежувати тиск, що розвивається у системі гідроприводу, до заздалегідь заданої величини. Для механізованих кріплень, що працюють на емульсії, серійно виготовляються запобіжні клапани двох типів: для кріплень ОКП, 1МК та 2МКЕ – золотникового типу (виробник – Вузловський машинобудівний завод); для інших кріплень – уніфікований клапан ЕКП (виробник – завод «Пневматика»). Заводом "Пневматика" виробляв запобіжний клапан КГУ3.010 мембранного типу з газовою подушкою.
Розвантажувальний клапан (гідрозамок) - механічно або гідравлічно керований пристрій, який забезпечує: пропуск робочої рідини в поршневу порожнину гідростійки при її розпорі; герметичний відсікання від живильної гідромагістралі поршневої порожнини стійки після її розпору; з'єднання поршневої порожнини гідростійки зі зливом для розвантаження стійки. Таким чином, розвантажувальний клапан гідростійки є, по суті, керованим зворотним клапаном, що пропускає рідину тільки в одному напрямку.
Найбільше застосування у механізованих кріпленнях, що працюють на емульсії, отримали розвантажувальні клапани ЕКОР заводу «Пневматика». Пізніше з'явився уніфікований розвантажувальний клапан нової конструкції, розроблений «Гіпровуглемаш». Сучасні клапани подібні до описаних раніше, але мають деякі модифікації. Якщо подивитися історичну хронологію появи клапанної системи, то вона відноситься до часу древнього Риму. У XX-XXI століттях археологами знайдено клапани, подібні до конструкції сучасним, але виготовлені з бронзи.
Для захисту теми необхідно знати:
1. Конструкційні частини гідродомкрата механічного кріплення;
2. Конструкційні частини гідростійки механічного кріплення;
3. Структурну схему механічноїкріпи;
4. Принцип роботи механічного кріплення на прикладі гідросхеми кріплення МК-97.