книги / Руководство по ревизии, наладке и испытанию шахтных подъёмных установок

7.10. Электрические регуляторы давления

Электрические регуляторы давления предназначены для управления рабочим тормозом подъемных машин. Конструктивно регулятор давления представляет собой трехходовой кран с золотником, камерами регулирования и электромагнитным приводом. Принцип действия регуляторов давления всех типов заключается в преобразовании электрического сигнала, поступающего на обмотку электромагнита привода, в перемещение золотника во втулке регулятора, что приводит к увеличению или уменьшению давления масла или воздуха в тормозных цилиндрах. Регуляторы давления разделяются на электрогидравлические и электропневматические.

7.10.1. Электрогидравлический регулятор давления РДУГ

Унифицированный взрывобезопасный электрогидравлический регулятор давления РДУГ (рис. 7.28) состоит из корпуса 2 с втулкой 3, в которой перемещается притертый золотник 5. Собственный вес золотника уравновешивается пружиной 23. Масло поступает в надзолотниковую камеру из маслосистемы через штуцеры 29 и 26, трубку 28, фильтр 25 и сменный штуцер 24 с диаметром отверстия 1,8 мм при давлении масла до 0,6 МПа или диаметром 1,2 мм при давлении до 1,2 МПа. Масло выходит из надзолотниковой камеры через отверстие сменного сопла 9 и далее на слив через патрубок 21. Сопло применяется с диаметром отверстия 5,5 мм при давлении до 0,6 МПа и диаметром 3,6 мм при давлении до 1,2 МПа. Истечение масла из отверстия сопла дросселируется заслонкой 10, связанной с якорем 17 электромагнита. При увеличении тока в катушке 18 якорь 17 перемещается вниз, прикрывая заслонкой 10 отверстие сопла. Давление в надзолотниковой камере увеличивается, золотник 5 под действием давления масла в надзолотниковой камере опускается, открывая поступление масла в тормозной цилиндр. Одновременно через канал обратной связи 22 в золотнике масло поступает в подзолотниковую камеру. По мере выравнивания давлений в надзолотниковой и подзолотниковой камерах золотник возвращается в нейтральное положение, прекращая впуск масла в тормозной цилиндр. При уменьшении тока в катушке 18 давление масла в надзолотниковой камере уменьшается, золотник под действием избыточного давления в подзолотниковой камере поднимается, выпуская масло из тормозного цилиндра до тех пор, пока вновь не станут равными величины давления масла над золотником и под золотником. Таким образом, каждой величине тока в катушке 18 соответствует определенное давлениемаславтормозныхцилиндрах.

При ревизии и наладке регулятора давления РДУГ необходимо проверить следующее:

151

1. Состояние рабочих поверхностей золотника и втулки. Снять электромагнитную головку регулятора давления, вынуть золотник 5 (см. рис.7.28) и осмотреть рабочие поверхности золотника и втулки 3. На рабочих поверхностях золотника и втулки не должно быть никаких дефектов. Если устанавливается новый регулятор давления, необходимо удалить смазку консервации промывкой золотника и внутренних полостей корпуса 2 с втулкой 3 в керосине. Проверить плавность перемещения золотника во втулке. Смазанный золотник должен под действием собственного веса плавноопуститься напружину23.

Рис. 7.28. Взрывобезопасный электрогидравлический регулятор давления РДУГ: 1, 16 – крышки; 2 – корпус; 3 – втулка; 4 – уплотнительное кольцо; 5 – золотник; 6 – фланец; 7 – заглушка; 8 – буфер; 9 – сопло; 10 – заслонка; 11, 23, 27 – пружины; 12, 14, 15 – магнитопроводы; 13 – электромагнит; 17 – якорь; 18

– катушка; 19 – диафрагма; 20 – корпус электромагнита; 21 – патрубок; 22 – канал обратной связи; 24, 26, 29 – штуцеры; 25 – фильтр; 28 – трубка; 30 – стопорный винт; 31 – регулировочный винт

2. Соответствие диаметров сменного штуцера 24 и сопла 9 давлению масла в системе. Диаметры должны быть соответственно 1,8 мм и 5,5 мм при давлении до 0,6 МПа и 1,2 мм и 3,6 мм при давлении до 1,2 МПа. Для уменьшения расхода масла через камеру проточного регулирования и расширения диапазона регулирования давления при грузогидравлическом приводе тормоза в некоторых случаях можно рекомендовать установку сменного штуцера 24 с

152

диаметром отверстия 1,2 мм и сопла с диаметром отверстия 3,6 мм при давлении масла до 0,6 МПа. При этом несколько увеличивается время растормаживания машины, поэтому такая рекомендация приемлема для установок с малой интенсивностью работы (например, на вентиляционных стволах и в других местах, где в рабочем цикле пауза намного превышает время движения).

3. Состояние электромагнитной головки. Проверку осуществить внешним осмотром. Разборку электромагнитной головки в минимально необходимом объеме следует производить лишь для регулировки зазоров между якорем 17 и магнитопроводом 12 и между соплом и заслонкой. Полная разборка электромагнитной головки без особой необходимости не рекомендуется. Проверять и регулировать зазоры необходимо у новых регуляторов, а у находящихся в эксплуатации – лишь при выявлении каких-либо ненормальностей в работе регулятора.

Для проверки зазора между якорем и магнитопроводом снять крышку 16 и опустить сопло 9 на два-три оборота. Нажать пальцем на верхний конец якоря электромагнита и проверить величину его хода (например, с помощью стрелочного индикатора), которая должна быть равна 1,8–2,0 мм. Зазор регулируют поднятием или опусканием плоской пружины 27 винтами 30 и 31.

Затем установить на место крышку 16, ввернуть сопло, контролируя щупами зазор между соплом и заслонкой 10. Зазор должен быть равен 0,6– 0,8 мм. После установки требуемого зазора сопло законтрогаить и установить электромагнитную головку на место.

4.Величину сопротивления изоляции обмотки, которое должно быть не менее 0,5 МОм.

5.Правильность установки регулятора давления и соединения его с фланцами трубопроводов. Регулятор давления должен быть установлен строго по вертикали. Присоединительные фланцы на регуляторе и трубопроводах должны быть хорошо обработаны, не иметь заусенцев и перекосов. В противном случае обтяжка болтов на фланцах может вызвать деформацию корпуса, что приведет к заклиниванию золотника.

6.Зависимость давления в тормозном цилиндре от тока управления при увеличении его в катушке от нуля до величины, при которой прекращается увеличение давления, и при уменьшении тока до нуля. Максимальное давление масла в тормозном цилиндре должно быть при токе в катушке 160±20 мА. При этом разность показаний манометров в маслосистеме и тормозном цилиндре не должна превышать 0,03 МПа. Снижение давления в тормозном цилиндре до нуля должно происходить при токе 30±10 мА. На-

153

стройку регулятора давления на заданные параметры осуществить регулированием зазоров, указанных в пункте 3. Если для оттормаживания машины требуется давление масла значительно меньшее, чем давление в маслосистеме, рекомендуется увеличить эти зазоры сверх рекомендованных в пункте 3, с тем, чтобы при токе 160±20 мА в тормозном цилиндре создавалось требуемое давление.

7. Число ступеней регулирования давления в тормозном цилиндре. Передвигая рукоятку тормоза малыми перемещениями в сторону оттормаживания и затормаживания машины проверить число ступеней давления. Работа регулятора считается нормальной, если величина ступеней давления не превышает 0,02–0,025 МПа, а число их в диапазоне 0–1,2 МПа не менее 50. В зоне регулирования тормозного момента (от момента соприкосновения тормозных колодок с ободом до полного затормаживания машины) число ступеней должно быть не менее 10–15.

Причинами уменьшения числа ступеней регулирования давления могут быть:

–некачественная притирка золотника и втулки;

–пережим корпуса регулятора давления при монтаже;

–неправильная регулировка зазоров (см. пункт 3);

–затирание якоря 17 о неподвижный магнитопровод;

–применение в гидросистеме сорта масла, не соответствующего рекомендациям завода-изготовителя, или загрязненного масла (приложение 2);

–низкая температура в здании подъемной установки.

Вэтих случаях необходимо тщательным анализом выявить и устранить причину некачественной работы регулятора давления. При низкой температуре в здании подъемной установки, если не могут быть приняты меры по установлению нормального температурного режима, следует под регулятором давления установить нагреватель.

7.10.2. Электропневматические регуляторы давления РДУ-1, РДУ-2 и РДВП

Унифицированные регуляторы давления РДУ-1 и РДУ-2 отличаются друг от друга расположением золотника (в РДУ-1 – вертикальное, в РДУ-2 – горизонтальное).

Регулятор РДУ-1 (рис. 7.29) имеет трехфланцевое присоединение к воздушной сети и предназначен для подъемных машин с пружиннопневматическим и грузопневматическим приводом тормоза.

154

Рис. 7.29. Электропневматическийунифицированный регулятордавленияРДУ-1: 1 – корпус; 2 – втулка; 3, 27, 30 – камеры; 4, 6, 13, 34, 37 – уплотнительные кольца; 5 – золотник; 7 – сопло; 8 – корпус электромагнитного привода; 9 – заслонка; 10, 11, 14 – магнитопроводы; 12 – штепсельный разъем; 15 – сборка зажимов; 16

– подставка; 17 – катушка; 18 – электромагнитпервой ступени; 19, 20, 26, 33, 43 – пружины; 21 – регулировочный винт; 22, 35 – крышки; 23, 25 – якоря; 24 – шток; 28 – буфер; 29 – гайка; 31, 32 – каналы обратной связи; 36, 40 – штуцеры; 38 – трубка; 39 – фильтр; 41, 42 – винты

Регулятор РДУ-2 имеет однофланцевое присоединение к воздушной сети и предназначен для установки на немодернизированных подъемных машинах НКМЗ взамен регулятора давления ШРД-1.

В остальном принцип действия и конструкция регуляторов РДУ-1 и РДУ-2 одинаковы.

Сжатый воздух из воздухосборника через соответствующие каналы в корпусе 1, фильтр 39, штуцер 40, трубку 38 и штуцер 36 с калиброванным отверстием диаметром 0,6 или 0,7 мм поступает в камеру управления 30. Давление воздуха в этой камере регулируется изменением величины расхода воздуха через сопло 7, дросселируемое заслонкой 9. Заслонка установлена на штоке 24, который в сборе с якорем 25 и заслонкой 9 подвешен на плоских пружинах (вверху – на консольной 43, внизу – на спиральной 26). При отсутствии тока в катушке электромагнита зазор Ж между соплом и заслонкой равен 0,5–0,7 мм. При этом обеспечивается практически нулевое давление воздуха в камере 30. При увеличении тока в катушке якорь 25, притягиваясь к магнитопроводу 10, будет опускать шток с заслонкой. Увеличение тока от

155

нуля до некоторой величины (примерно 30±10 мА) не вызовет увеличения давления в камере 30. При дальнейшем увеличении тока давление в камере будет увеличиваться примерно в линейной зависимости от величины тока. При величине тока 160±20 мА дальнейшее увеличение давления в камере 30 прекращается, а величина давления установится на 0,02–0,03 МПа меньше, чем в воздухосборнике (поскольку не может быть обеспечена полная герметичность контакта сопла и заслонки).

При отсутствии давления воздуха в камере 30 золотник 5 под воздействием пружины 33 занимает положение, при котором тормозные цилиндры сообщены с атмосферой. При появлении давления в камере 30 золотник под действием этого давления перемещается, сжимая пружину 33, разобщает полость тормозных цилиндров с атмосферой и сообщает ее с воздухосборником. Сжатый воздух из воздухосборника одновременно поступает в тормозные цилиндры и через каналы обратной связи 32 и 31 – в камеру обратной связи. Поступление воздуха продолжается до тех пор, пока золотник под воздействием суммарного усилия пружины 33 и давления воздуха в камере обратной связи не переместится в нейтральное положение, при котором полость тормозных цилиндров будет разобщена как с воздухосборником, так и с атмосферой. Увеличению тока в катушке электромагнита и, следовательно, увеличению давления в камере 30 будет соответствовать увеличение давления воздуха в тормозных цилиндрах. При уменьшении давления воздуха в камере 30 золотник под воздействием усилия пружины 33 и давления воздуха в камере обратной связи перемещается в сторону камеры 30, выпуская воздух из тормозных цилиндров и камеры обратной связи в атмосферу. Выпуск воздуха продолжается до тех пор, пока давление в камере обратной связи не снизится настолько, что под воздействием давления в камере 30 золотник вернется в нейтральное положение. Для предохранения от ударов золотника по соплу при резком сбросе давления в камере 30 в регуляторах РДУ-1 предусмотрен резиновый буфер 28.

Рис 7.30. Статические характеристики регулятора РДУ-1 при давлении в пневмосети: 1 – 0,82 МПа; 2 – 0,63 МПа; 3 – 0,43 МПа

156

Таким образом, каждой величине тока в катушке электромагнита будет соответствовать определенная величина давления воздуха в тормозных цилиндрах. Однако эта зависимость не является полностью однозначной, что обусловлено, с одной стороны, гистерезисом регулятора давления, с другой стороны, колебаниями давления воздуха в воздухосборнике. Гистерезис регулятора давления объясняется необходимостью иметь определенное перекрытие внутренними торцами золотника камер воздухосборника и атмосферы, т.е. ход золотника в зоне этих перекрытий не вызывает изменения давления в тормозных цилиндрах. Изменение давления в воздухосборнике оказывает влияние на работу регулятора давления в связи с изменением скорости протекания воздушной струи через калиброванное отверстие штуцера 36. Однако это влияние в зоне регулирования давления от нуля до величины, несколько меньшей нижнего предела давления в воздухосборнике, невелико. Так, например, если при давлении в воздухосборнике 0,43 МПа установить в тормозных цилиндрах какую-либо промежуточную величину давления в пределах от 0 до 0,41 МПа, затем, не меняя ток в катушке регулятора, увеличить давление в воздухосборнике до 0,63 МПа, то в тормозных цилиндрах давление увеличится на 0,02–0,05 МПа. Однако выше этой зоны регулирования приращению давления в воздухосборнике будет соответствовать такое же или почти такое же приращение давления в тормозных цилиндрах. Изложенное поясняется статическими характеристиками регулятора давления РДУ-1, приведенными на рис. 7.30, снятыми на испытательном стенде завода «Красный металлист»; если требуемое максимальное давление воздуха в тормозных цилиндрах равно 0,4 МПа, то с достаточной стабильностью такое давление может быть получено при токе, равном 155 мА, а нижний предел давления в воздухосборнике должен быть не менее 0,42–0,45 МПа. Если же систему управления рабочим торможением настроить на большую величину тока в катушке регулятора, то при верхнем пределе давления в воздухосборнике в тормозных цилиндрах будет значительный избыток давления, что нежелательно. У машин с пружиннопневматическим приводом тормоза это приведет к увеличению продолжительности холостого хода тормоза, а у машин НКМЗ – к чрезмерной величине момента рабочего тормоза. Электромагнит 18 предназначен для создания первой ступени предохранительного торможения подъемных машин НКМЗ. При включенном электромагните катушка 17 обтекается током, якорь 23 притянут, пружина 19 сжата. Поэтому якорь 25 и шток 24 свободно перемещаются, т.е. возможно нормальное регулирование давления в тормозных цилиндрах рабочего торможения. При предохранительном торможении катушка 17 обесточивается, якорь 23 под действием пружины 19

157

через шток 24 воздействует на заслонку 9. В цилиндрах рабочего торможения возникает давление первой ступени торможения, величина которого регулируется степенью зажатия пружины 19 винтом 21. Для предупреждения самопроизвольного отвинчивания винта предусмотрена пружина 20.

При ревизии и наладке регулятора давления РДУ-1 и РДУ-2 необходимо проверить следующее.

1.Состояние золотника и втулки. Снять электромагнитный привод 8 и крышку 35. Осторожно пальцем вытолкнуть золотник 5 из втулки на 40– 50 мм и извлечь его. Золотник и втулку промыть в керосине и просушить. Если устанавливается новый регулятор давления, необходимо удалить смазку консервации с золотника 5 и внутренней полости втулки 2 чистой тканью, не оставляющей ворса. Осмотреть рабочие поверхности золотника и втулки, на которых не должно быть никаких дефектов.

После просушки смазать золотник и втулку индустриальным маслом И-30А и собрать регулятор без установки электромагнитного привода. При сборке золотник должен плавно, без заеданий и без особого нажатия под действием собственного веса перемещаться во втулке. Вынимать втулку 2 из корпуса не рекомендуется во избежание повреждения резиновых уплотнительных колец 4.

2.Подачу воздуха в камеру управления. Полностью разобрать систему подачи воздуха в камеру управления и промыть ее. Проверить состояние фильтра, очистить его сетки. При необходимости сменить сетки фильтра либо фильтр в целом, после чего вновь собрать систему.

3.Состояние электромагнитного привода (внешним осмотром). Разборку привода следует производить лишь в случаях необходимости регулировки зазоров Д и Ж (см. рис. 7.29) и в объеме, необходимом для проверки и регулировки этих зазоров. Полная разборка электромагнитного привода без необходимости не рекомендуется. Проверку и регулировку зазоров Д и Ж необходимо производить у новых регуляторов, а у находящихся в эксплуатации – лишь при выявлении каких-либо ненормальностей в работе регулятора.

Для проверки зазора Д необходимо снять подставку 16 с электромагнитом 18 и опустить сопло 7 на два-три оборота. Нажать пальцем на верхний конец штока 24 и проверить величину его хода (например, с помощью стрелочного индикатора), которая должна быть равна 1,8–2,0 мм. Зазор Д отрегулировать поднятиемили опусканием плоской пружины43 спомощью винтов41 и42.

Затем установить на место подставку с электромагнитом, ввернуть сопло, контролируя щупами зазор Ж между соплом и заслонкой 9. Этот зазор должен быть равен 0,5–0,7 мм. После установки требуемого зазора застопорить сопло гайкой 29 и установить электромагнитную головку на место.

158

4. Величину сопротивления изоляции обмоток, которое должно быть не менее 0,5 МОм.

5. Правильность установки регулятора давления и соединения его с фланцами трубопроводов. Регулятор давления должен быть установлен строго по вертикали. Присоединительные фланцы на регуляторе и трубопроводах должны быть хорошо обработаны, не иметь заусенцев и перекосов. В противном случае обтяжка болтов на фланцах может вызвать деформацию корпуса, что приведет к заклиниванию золотника.

6. Отсутствие утечек воздуха после установки регулятора давления на место и подачи сжатого воздуха. Для лучшего прослушивания утечек рекомендуется отсоединить от регулятора давления трубопровод, идущий к глушителю. Включить или снять электромагнит первой ступени, а в катушке рабочего торможения установить минимальный ток либо отключить ее. Если при этом давление в тормозных цилиндрах равно нулю, а через выхлопное отверстие регулятора не прослушивается выход воздуха, то из нагнетательного трубопровода в цилиндр утечки воздуха нет.

Затем установить в катушке рабочего тормоза ток 160–180 мА. Давление воздуха в цилиндрах должно быть на 0,02–0,03 МПа меньше давления в воздухосборнике. При этом не должно быть утечки из выхлопного отверстия регулятора и соединений между деталями фильтра, трубки, штуцеров и корпуса. При отсутствии утечки из выхлопного отверстия регулятора (перетечки воздуха из цилиндра на выхлоп) подсоединить выхлопной трубопровод к регулятору давления.

Если утечек не обнаружено, а давление в цилиндре меньше, чем в воздухосборнике, на величину более 0,03 МПа, следует установить резиновую прокладку между соплом и заслонкой и пальцем плотно прижать заслонку к соплу. Если давление в цилиндре возрастает до максимального, то это значит, что воздух пропускает заслонка, т.е. имеет место некачественная притирка сопла и заслонки. В этих случаях следует притереть сопло и заслонку либо заменить их. Положительный эффект может дать также замена штуцера 40 с диаметром отверстия 0,6 мм штуцером с диаметром отверстия 0,7 мм.

Если при проверке резиновой прокладкой давление в цилиндре не возрастает до максимального, то имеет место перетечка воздуха между камерами (проточного регулирования и выхлопа или цилиндра и выхлопа) и требуются выпрессовка втулки из корпуса и замена уплотнительных колец. Одновременно проверить отсутствие раковин в корпусе и втулке, по которым возможна перетечка воздуха в обход уплотнительных колец.

159

Причиной перетечки воздуха между камерами может быть также большой зазор между золотником и втулкой (более 0,02 мм). В таких случаях необходима замена регулятора давления.

Кроме описанного способа, величину утечек можно оценить следующим образом. Рукоятку рабочего тормоза установить в положение, соответствующее давлению в цилиндре 0,3–0,4 МПа, и наблюдать за показаниями манометра. Неподвижная стрелка манометра в течение 10–12 с свидетельствует об отсутствии утечек. Если стрелка совершает колебательные движения, причем быстро движется в сторону снижения давления и медленно – в сторону возрастания, то это свидетельствует о наличии утечек между камерами регулятора, связанными с цилиндром и глушителем. Если стрелка быстро движется в сторону снижения давления и медленно – в сторону возрастания, это свидетельствует о наличии натекания воздуха из камеры, связанной с воздухосборником, в камеру, связанную с цилиндром. Ориентировочным критерием для оценки величины утечек воздуха является период одного колебания стрелки манометра. Если период колебания более 10–12 с, утечки (натекания) считаются незначительными.

7. Характеристику регулятора давления (зависимость давления в тормозном цилиндре от тока управления) при увеличении тока в катушке от нуля до величины, при которой прекращается увеличение давления, и при уменьшении тока до нуля. Должны быть сняты две характеристики: при нижнем и верхнем пределах давления, установленного в воздухосборнике.

При правильно настроенных зазорах Д и Ж характеристики должны принять вид, близкий к изображенным на рис. 7.30. Возможные отклонения характеристик объясняются различием магнитных свойств магнитопроводов и различной жесткостью пружин 43 и 26.

Если при токе 30±10 мА давление воздуха в тормозных цилиндрах больше нуля, необходимо увеличить зазор Ж до 0,6–0,8 мм, приподняв пружину 43 винтами 41 и 42. Если, наоборот, нулевое давление в тормозных цилиндрах получается при большей величине тока, рекомендуется уменьшить зазор Ж до 0,4–0,55 мм.

8. Число устойчивых ступеней регулирования давления, передвигая рукоятку тормоза малыми перемещениями в сторону увеличения тока от 30±10 до 160±20 мА, затем – в обратную сторону. Количество устойчивых ступеней регулирования должно быть не менее 50 как на увеличение, так и на уменьшение давления в цилиндрах.

Причинами скачкообразного изменения давления при плавном перемещении рукоятки тормоза, малого количества устойчивых ступеней регулирования давления могут быть:

160