專利名稱：礦用架線式電機車的制動裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及交通運輸領(lǐng)域的鐵路軌道車輛，尤其是煤礦井下的一種礦用架線式電機車的制動裝置。主要是對閘瓦制動器外邊的從啟動到致動的部件作改進。以下“礦用架線式電機車”簡稱“電機車”。
目前電機車運輸時行進速度一般在每小時十幾公里。在需緊急制動停車的很特殊的情況下，由司機手動控制器切斷對牽引直流串激式電機(以下簡稱電機)的高壓供電電源并改電機為發(fā)電機，同時外接電阻及電機線圈耗能進行電氣制動。而一般在軌道交匯信號區(qū)停車是觀察到紅燈亮時司機用手旋動手輪通過蝸桿螺桿、橫桿、制動拉桿的傳動最后拉動剎車臂使閘瓦去緊貼機車車輪而達到制動目的。也有的機車是用人力搬動手閘傳動的。這種用人觀察并操縱會可能出錯，且從啟動到制動開始也需2-3秒，司機勞動緊張。(上述內(nèi)容見“礦用電機車”一書，煤炭工業(yè)版，1976年6月第一版)本發(fā)明的目的在于避免上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處而設(shè)計出可替代人的判斷和操作的又可適應(yīng)配合現(xiàn)有技術(shù)的自動半自動制動的一種礦用架線式電機車的制動裝置。
本發(fā)明的目的可以通過以下措施來達到本發(fā)明由電路和致動兩部件并與現(xiàn)有技術(shù)相結(jié)合而組成。電路件第一級由光電信號晶體管放大電路和電阻分壓信號電路組成，目的是為了獲取啟動的信號。煎煮電路中，作為晶體管基極電壓偏置的上偏壓電阻是光敏電阻，受光照阻值下降使集電極輸出負脈沖。集電極通過電容、開關(guān)與下一級輸入端相連接。后者電路由跨接在電路電源兩極的兩個串聯(lián)電阻組成，兩電阻連結(jié)點與下一級輸入端相連接，當人為用開關(guān)使一端接電源地的那個電阻的阻值為零時，對于下一級輸入端相當于輸入一負脈沖信號。對光敏電阻進行光照的白熾燈懸掛在坑道壁上，離信號區(qū)紅燈有一定距離，電路上與紅燈串聯(lián)，兩燈光信號同步。第二級為集成塊正向延時單次和斷續(xù)脈沖發(fā)生電路。該級接收負脈沖后發(fā)生兩延時不同的單次正脈沖、本級自身產(chǎn)生振蕩方波、并對該三種脈沖進行邏輯運算組合并經(jīng)晶體管基極集電極放大得到先斷續(xù)后連續(xù)的脈沖信號。通過選擇開關(guān)及連線、電阻可將上述單次的或斷續(xù)脈沖輸入下一級。第三級為晶體管蜂鳴聲報警電路及晶體管繼電器高低壓電源通斷控制電路，當上述脈沖加至晶體管振蕩電路的基極時，集電極上蜂鳴片工作發(fā)聲。當脈沖觸發(fā)晶體管基極時，集電極上繼電器工作，低壓電源接通直流接觸器使電機斷電，同時使高壓電源輸入電磁線圈產(chǎn)生磁力。致動件有由鋼材圍成有底內(nèi)空敞口的柱體，內(nèi)裝多匝螺線管電磁線圈，兩線頭引出并通過電纜和插頭與電路件第三級控制電路相連。線圈內(nèi)上下有兩柱狀銜鐵塊，下銜鐵與柱體底座固定，上銜鐵磁柱與其上端的從敞口穿出的導桿軸套之間以螺桿螺紋三者連成一體，軸套內(nèi)穿過一拉力桿，其下頭部墊圈上有套在拉力桿上的園柱螺旋壓力彈簧，彈簧上端與穿過拉力桿的一導套下部接觸，導套在軸套內(nèi)并且之間以螺紋連接，柱體頂部固定有園柱套筒即導向體，軸套可在其內(nèi)作動配合，拉力桿頂端連接有接頭并可通過連桿、拉桿與閘瓦剎車臂相連。當上述磁力產(chǎn)生時，上銜鐵磁柱快速有力的吸向下銜鐵，因而上述軸套導套也同方向動作，通過壓簧傳力拉力桿也同方向動作，因而剎車臂拉動達到制動目的，制動產(chǎn)生與脈沖同步，制動時間與脈沖寬度一致。
本發(fā)明的目的還可以通過以下措施來達到在第一級的光電信號晶體管放大電路中，基極串一反接穩(wěn)壓管，基極對地接一電容。在第二級集成塊輸入端對地接一電容，提高抗干擾能力。在第二級中還設(shè)置開關(guān)，手動解除脈沖信號。在致動件中拉力桿穿過的壓簧可選擇大小不一、旋向相反的彈簧套裝并接。紅燈與白熾燈之間距離可實際確定。
本發(fā)明對比現(xiàn)有技術(shù)由于增加了機電結(jié)合的裝置，經(jīng)煤礦試用表明具有操作使用方便、反應(yīng)和制動快、制動力強，明顯減輕勞動強度等優(yōu)點。具體地講，用白熾燈作光源、光電裝置及相應(yīng)抗干擾電路，使得比人眼判斷更快速無誤，也不受人為及電磁等干擾，簡單可靠。兩種脈沖信號啟動制動是適應(yīng)了運行中不同情況，載荷重，路面陡時選擇斷續(xù)制動比較合適，先斷續(xù)爾后一次性制動，自動控制了對閘瓦施壓的頻率和力度。在緊急制動時，可用手動取得啟動制動信號后再用電氣制動比單純電氣制動更好，還可起保護電機及機械作用。原閘瓦制動裝置與本致動部件連接，安裝簡單，兩者之間也不干擾并可配合，占空間小。本裝置致動件材料也為常見，園柱件多，加工簡單防潮防震也很易解決。關(guān)閉光電信號后在地面軌道行駛制動也一樣適用。
下面結(jié)合附圖和具體實施方案對本發(fā)明再作詳細說明。


圖1是本發(fā)明制動裝置中電路部件電原理圖。
圖2是本發(fā)明制動裝置中致動部件結(jié)構(gòu)主剖面圖。
圖3是本發(fā)明制動裝置中致動件安裝示意圖。
由圖1知，本發(fā)明電路件，光敏電阻構(gòu)成的光電接收頭通過插座CZ3引入到晶體管VT1的基極上偏電阻，微調(diào)電位器RP1可調(diào)節(jié)光電頭接收靈敏度。在實際中可將光電頭裝在電機車頭側(cè)部，白熾燈在坑道壁上，它們之間距離在0.5米到2米。上下偏電阻連結(jié)點與VT1基極間反接穩(wěn)壓管VD1使光電信號在4.2V以上導通。VT1集電極通過連接電容C2、鈕子開關(guān)SA1向IC1的6腳8腳輸出負脈沖信號，同時用等值電阻R2R3串聯(lián)跨接在電源兩端，其連結(jié)點為SA1的輸出端和IC1的6腳8腳的輸入端，并在R3兩端并接常開按鈕開關(guān)SB1，當無光電信號時按動，R3對地短路，電壓為零，可看成對IC1輸入一個4.5V脈沖，也即人為獲取啟動制動信號。在R3上并聯(lián)電容C34.7μf，在RP1上并聯(lián)電容C1μf均為抗高頻干擾。SA1稱為信號開關(guān)，SB1稱為制動開關(guān)。在第二級脈沖發(fā)生電路中，IC1為雙時基電路集成塊為NE556C，IC2為四個與非門電路集成塊為CD4011BE，當IC1輸入VT1負脈沖信號后，在IC1的5腳9腳分別產(chǎn)生的約12秒和約30秒的兩個正向延時脈沖，通過連線連接并輸入到IC2的13腳1腳，并一起與IC2及外圍電容C9、電阻R7R8組成的振蕩器產(chǎn)生的周期3秒，寬度1.5秒的1∶1方波在IC2中與非運算組合產(chǎn)生從3腳并經(jīng)晶體管VT2基極集電極放大又通過鈕子開關(guān)SA2輸出的為一先斷續(xù)后連續(xù)的脈沖，即先由4個周期3秒、寬度約1.5秒構(gòu)成的斷續(xù)方波和后續(xù)一個18秒延時脈沖共同組成信號，簡稱斷續(xù)脈沖。這樣鈕子開關(guān)SA2可分成斷續(xù)脈沖輸出為1檔，將2檔位與IC2的1腳連接作30秒延時脈沖輸出檔，比脈沖簡稱單次脈沖，2檔為單次脈沖檔。在IC1的4腳6腳對地連接電容C8，在C8上并接常開按扭開關(guān)SB2，當手動按扭時C8對地短接，可使IC1的單次脈沖解除強制復位，達到提前結(jié)束制動的目的。SB2稱為制動停止開關(guān)。在第三級蜂鳴聲產(chǎn)生和電源通斷控制電路中，由SA2選擇來的單次或斷續(xù)脈沖其中一路通過電阻R11輸入到晶體管VT3的基極，使得由VT3-VT7組成的晶體管振蕩電源工作，VT7集電極上蜂鳴片F(xiàn)1發(fā)聲報警，單次脈沖為連續(xù)發(fā)聲，斷續(xù)脈沖為發(fā)聲1.5秒又停1.5秒，反復3-4次，然后再發(fā)聲18秒左右。另一路經(jīng)電阻R21輸入到晶體管VT8的基極，使集電極上繼電器K1(JZC-21FB)工作，其觸點K1-1與高壓繼電器K2(JAG-5)是串接并跨接在低壓電源兩極，K1-1觸點接通導致K2工作，使得并聯(lián)雙觸點K2-1、K2-2接通，由于致動部件中的電磁線圈通過電纜插頭及插座CZ5連通的，而變電網(wǎng)來的250伏直流高壓電源通過CZ4及K2的觸點是并聯(lián)在CZ5兩端的，所以電磁線圈得電產(chǎn)生磁力。另外，由于K2的工作及K1-1的導通使得并接在K2上的插座CZ2帶電，如果通過CZ2兩插孔外接直流接觸器等斷電裝置即可切斷電機供電。若電機帶電制動則CZ2為空置。在上述電路中，所謂低壓直流電源是指從變電網(wǎng)通過直流電源變換器來的電源，標稱電壓24V，通過插座CZ1引入本電路，所謂高壓直流電源也來自電網(wǎng)，其范圍200伏-300伏，標稱電壓250V，也是電機動力電源，低壓直流電源經(jīng)穩(wěn)壓集成塊IC3輸出9伏電壓供本電路件第一、二級和蜂鳴聲發(fā)生電路使用，VD2-VD4為低壓整二極管，VD4為防反接電源，VD5為高壓二極管，LED1-LED3為發(fā)光二極管指示燈分別用來指示低壓電源、高壓電源及其接通線圈等狀況。
由圖2知，本發(fā)明致動件有下極板1、極靴7、上極板12圍成的中空園柱鋼體，鋼質(zhì)為45號鍛鋼，它們之間各以螺釘6、11相連接，在內(nèi)空緊貼磁靴的上下極板間裝有防震橡皮墊9、4，其內(nèi)安裝線架5，線架上繞以閉合漆包電磁線圈8，線經(jīng)0.62毫米，6500圈，線圈外直徑為172毫米，線圈兩線頭從側(cè)面通過以螺釘28、壓線橡皮圈29、壓線座30、壓線螺套31組成的接頭和電纜線32而引出并與圖1中的CZ5相連通。在線圈內(nèi)空腔上下各有園柱狀直徑100毫米的銜鐵塊，用A3鋼制成，下銜鐵3通過螺釘2與柱底下極板固定，上銜鐵磁柱27通過銜鐵連接螺桿26以螺紋與彈簧導桿軸套16及本身三者連成一體并伸出園柱體，軸套16的上開口端以螺紋與中空的調(diào)節(jié)彈簧導套21相連接，在導套和軸套內(nèi)空腔穿過拉力桿20，拉力桿下頭部放置墊圈25，其上并穿過拉力桿相套并固定一大一小兩壓簧24、23，兩簧大套小，旋向相反成套裝并接，墊圈25與壓簧下端固定，導套下端突出部園環(huán)上固定壓簧的上端，在軸套頂部有一緊固螺母22可緊固導套用，拉力桿穿出導套，并與之可活動緊配合，拉力桿頂端通過螺釘18、鎖緊螺母19與調(diào)節(jié)連桿接頭17相固定連接，在整個從上銜鐵柱到通過彈簧連接的拉力桿及調(diào)節(jié)連桿接頭這一構(gòu)件通過軸套16與以彈簧墊圈13和螺釘14將其固定在柱體上極板12上的導向體15之間以0.2毫米間隙活動配合。當從電纜線輸入高壓直流電壓時，上銜鐵磁柱快速有力地向下銜鐵吸合，吸合行程距離為35毫米，此時螺桿26、軸套16、導套21均同方向動作，而導套對壓簧起壓縮作用，壓簧推動墊圈及拉力桿運動。
由圖3知，上述致動件的下極板通過螺絲固定在機車壁板上成水平狀，在其下部為常用的手輪蝸桿致動件裝配分布情況，螺桿35在旋動時，與其成螺紋結(jié)構(gòu)連接的橫桿34會前后移動，為與本發(fā)明配合，橫桿與兩邊兩根制動拉桿36之間以橫桿兩端開孔穿以螺桿并與制動拉桿一端上下兩片開槽孔的叉頭兩兩相活動嵌合，在手動時橫桿34會在槽的右邊著力，仍然拉動制動位桿36及剎車臂38而完成閘瓦制動。本發(fā)明致動件裝配必須在兩剎車臂并連一根連桿37，在連桿中間又固定一根拉桿39，選擇好尺寸使拉桿39與致動件拉力桿上端的調(diào)節(jié)連桿接頭17連接，當電磁線圈通電時，連桿接頭17拉動拉桿39、連桿37以致拉動剎車臂達到制動，此時手動用制動拉桿36因槽形接頭原因僅槽形接頭活動而橫桿34未動，而僅手動時因為有35毫米行程，拉力桿20向柱體內(nèi)退縮可實現(xiàn)，且無多少阻力，這樣兩種制動各不妨礙互相配合。
權(quán)利要求
1.一種礦用架線電機車的制動裝置，具有閘瓦制動器及其與之相連接傳動的剎車臂，本發(fā)明特征在于該裝置還具有(a)致動部件和電路部件，致動件的接頭通過拉桿、連桿與上述剎車臂連接，致動件與電路件通過電纜連接，(b)電路件由三級電路組成，第一級有光電信號晶體管放大電路和電阻分壓信號電路，其中晶體管基極的上偏電阻是光敏電阻、集電極通過電容、開關(guān)與下一級輸入端連接，另有跨接在該級電源兩極的兩個電阻為串聯(lián)并且串聯(lián)點與下一級輸入端連接，當光敏電阻受信號白光燈照后或人為用開關(guān)旁路使上述一端接電源地的那個電阻阻值為零時，集電極或電阻接點對下一級輸出負脈沖，第二級為集成塊正向延時單次和斷續(xù)脈沖發(fā)生電路，上一級負脈沖輸入后該級發(fā)生兩延時不同單次正脈沖，另本級自產(chǎn)生振蕩方波，并實現(xiàn)對該三種脈沖進行邏輯運算組合并經(jīng)晶體管基級集電極放大得到先斷續(xù)后連續(xù)的正脈沖信號，通過選擇開關(guān)、電阻將上述單次的或斷續(xù)的脈沖輸入下一級，第三級為晶體管蜂鳴聲報警控制電路，及晶體管繼電器高低壓電源通斷控制電路，當上述脈沖加至晶體管振蕩電路的基極時集電極上蜂鳴片工作發(fā)聲，加至另一晶體管基極時集電極上繼電器工作觸點閉合，使低壓電源接通及電機斷電裝置工作，同時高壓電源接通且通過電纜輸入上述致動件電磁線圈，(c)致動部件為內(nèi)空敞口的鋼柱體，內(nèi)裝螺線管多匝電磁線圈，線圈內(nèi)有兩柱狀鐵塊，下銜鐵固定在柱底座上，上銜鐵磁柱通過螺桿的內(nèi)外螺紋與從柱體敞口穿出的導桿軸套分別相連三者一體，軸套筒內(nèi)有一園柱螺旋壓力彈簧穿過的拉力桿，壓簧一頭在桿下頭部墊圈上，另一頭在與穿過拉力桿的并在軸套內(nèi)且與軸套以內(nèi)外螺紋連接的導套下部接觸，柱體上端頂置一園柱套筒式的、軸套可在其內(nèi)作動配合的導向體，拉力桿頂部有接頭，當電磁線圈得電后，其內(nèi)上銜鐵磁柱向下銜鐵吸合并直接帶動軸套導套，并通過壓簧帶動拉力桿及其接頭、拉桿、連桿、剎車臂及閘瓦。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種礦用架線式電機車的制動裝置，其特征是(d)電路件第一級的光敏電阻為西德海曼公司A90.13，晶體管為CS9011G，其基極反接穩(wěn)壓管使光電信號在4.2V以上導通，基極和第二級輸入端對地接電容為1μf和4.7μf，第二級集成塊為雙時基電路集成塊IC1為NE556C和四個與非門電路集成塊IC2為CD4011BE，從IC1的5腳9腳分別產(chǎn)生約12秒和約30秒的兩個正向脈沖輸入到IC2的13腳1腳，并一起與IC2及外圍阻容件組成的振蕩器產(chǎn)生的周期3秒、寬度1.5秒的1∶1方波在IC2中進行與非運算組合在3腳產(chǎn)生并經(jīng)晶體管和鈕子開關(guān)輸出為一先斷續(xù)后連續(xù)的脈沖，即先由4個周期3秒、寬度約1.5秒構(gòu)成的斷續(xù)方波和后續(xù)一個18秒延時脈沖共同組成的信號即斷續(xù)脈沖，通過選擇開關(guān)將上述延時30秒的單次正向或斷續(xù)脈沖輸入下一級晶體管的基極，使該管集電極上繼電器K1(JZC-21FB-24V)導通工作，由于其觸點與另一高壓繼電器K2(JAG5)是串接并且兩者跨接在低壓電源兩級，K2導通工作其并聯(lián)雙觸點K2-1、K2-2接通，使從變電網(wǎng)來的250伏直流高壓電源接通電磁線圈，通過并聯(lián)在K2上的插座可外接直流接觸器等斷電裝置如電機斷電開關(guān)等，在上述電路中，低壓直流電源是從變電網(wǎng)通過直流電源變換器而來，其標稱電壓24V，高壓直流電源也來自變電網(wǎng)，其標稱電壓250V，也是電機動力電，上述低壓直流電源經(jīng)穩(wěn)壓集成塊輸出9V供本電路件第一、二級和發(fā)聲電路，(e)致動件柱體材質(zhì)為45號鍛鋼，電磁線圈線經(jīng)0.62毫米、6500圈，線圈外直徑為172毫米，銜鐵直徑為100毫米、A3鋼質(zhì)，上下銜鐵吸合行程距離為35毫米，園柱螺旋壓簧由大小不一、旋向相反套裝并接而成，連桿為一橫梁并將兩剎車臂連接，其中間部固定一根拉桿，使拉桿與致動件拉力桿上端的調(diào)節(jié)連桿接頭連結(jié)，致動件底座下極板通過螺絲固定在豎直的車壁板上。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種礦用架線式電機車的制動裝置，由電路和致動兩部件及與閘瓦制動器連接組成。啟動信號由光電或手動產(chǎn)生，經(jīng)電路件產(chǎn)生單次或斷續(xù)脈沖，該脈沖通過放大加至繼電器使高低電壓電源接通，達到切斷電機電源及使致動件中的電磁線圈8得電，使線圈內(nèi)上銜鐵27吸合而帶動與之相連的機械傳動件、剎車臂及閘瓦，達到一次或斷續(xù)制動目的。
文檔編號B60T1/02GK1060263SQ9110921
公開日1992年4月15日 申請日期1991年9月21日 優(yōu)先權(quán)日1991年9月21日
發(fā)明者劉敬亮, 林為民, 郭敏坪, 王同漢 申請人:江西省上饒縣電影彈簧廠升達機電儀器分廠