專利名稱：盤式制動(dòng)器狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及礦井提升機(jī)盤式制動(dòng)器正壓力的在線檢測(cè)以及制動(dòng)器制動(dòng)正壓力失效故障狀態(tài)的在線監(jiān)測(cè)。
盤式制動(dòng)器是目前礦井提升機(jī)上普遍采用的一種機(jī)械制動(dòng)裝置，它是提升系統(tǒng)正常減速停車以及發(fā)生故障時(shí)進(jìn)行緊急制動(dòng)安全停車，保證提升系統(tǒng)安全運(yùn)行的重要裝置。提升機(jī)盤式制動(dòng)系統(tǒng)是由提升機(jī)滾筒制動(dòng)圓盤、若干對(duì)盤式制動(dòng)器及液壓站三部分組成，盤式制動(dòng)器的制動(dòng)原理是利用碟形彈簧的彈簧壓力使閘瓦作用在制動(dòng)盤上對(duì)提升機(jī)進(jìn)行制動(dòng)，并利用液壓站供給的壓力油進(jìn)行松閘。制動(dòng)器所需最大制動(dòng)力的設(shè)定值是通過油壓表來調(diào)節(jié)液壓站的最大工作油壓給定值，同時(shí)要求各制動(dòng)閘瓦與制動(dòng)盤間的間隙必須限制在2毫米之內(nèi)來確定的。制動(dòng)時(shí)司機(jī)通過操作制動(dòng)手把可在最大給定油壓范圍內(nèi)調(diào)節(jié)工作油壓的大小，從而達(dá)到在設(shè)定的最大制動(dòng)力范圍內(nèi)調(diào)節(jié)實(shí)限制動(dòng)力的大小。然而在實(shí)際運(yùn)行中，由于油壓表的工作油壓值不能表示出各制動(dòng)器碟形彈簧對(duì)制動(dòng)盤作用的實(shí)際制動(dòng)正壓力的大小，因此當(dāng)制動(dòng)器內(nèi)部機(jī)件產(chǎn)生性能失效(如碟形彈簧的疲勞失效或斷裂，其它內(nèi)部運(yùn)動(dòng)機(jī)件的磨損、繡蝕等)而造成制動(dòng)器實(shí)際制動(dòng)能力下降時(shí)，就會(huì)造成因提升機(jī)制動(dòng)失靈而發(fā)生的重大提升事故。所以解決現(xiàn)有盤式制動(dòng)器實(shí)際制動(dòng)能力的在線狀態(tài)監(jiān)測(cè)一直是保證提升機(jī)安全運(yùn)行有待解決的問題之一。中國專利文獻(xiàn)CN2051627U公開的一種盤式制動(dòng)器正壓力監(jiān)測(cè)裝置，是將由四個(gè)一種帶溫度自補(bǔ)償?shù)牟词綉?yīng)變片構(gòu)成的周邊固定的圓模片測(cè)力傳感器，放置在閘瓦的背面溝槽內(nèi)，且高出閘瓦0.1mm；當(dāng)閘瓦受壓時(shí)，測(cè)力傳感器輸出與壓力成正比的電信號(hào)，并由數(shù)字顯示儀顯示出被測(cè)正壓力的大小。由于該裝置現(xiàn)場(chǎng)安裝定位尺寸要求很高，不易滿足，易造成測(cè)力傳感器受力不均，使得該儀器測(cè)量不準(zhǔn)。
本實(shí)用新型的任務(wù)就是在不改變現(xiàn)有盤式制動(dòng)器原有結(jié)構(gòu)及不影響其工作性能的條件下，提出一種新型的盤式制動(dòng)器狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置，該裝置可對(duì)提升機(jī)盤式制動(dòng)系統(tǒng)中各制動(dòng)器實(shí)際制動(dòng)正壓力、系統(tǒng)總制動(dòng)正壓力及各制動(dòng)器空動(dòng)時(shí)間進(jìn)行在線性能檢測(cè)和狀態(tài)監(jiān)測(cè)，并予以顯示和打印。
完成上述任務(wù)的裝置包括高精度油壓傳感器、若干個(gè)閘瓦貼閘信號(hào)監(jiān)測(cè)探頭、一個(gè)提升機(jī)安全制動(dòng)開關(guān)信號(hào)檢測(cè)接頭和一臺(tái)狀態(tài)監(jiān)測(cè)儀。油壓傳感器裝在提升機(jī)制動(dòng)系統(tǒng)液壓站的制動(dòng)油壓管路中，它可由一個(gè)油壓傳感器串接在液壓站總油壓表管路上，也可由多個(gè)油壓傳感器分別裝在液壓站與各制動(dòng)器相連的各油壓支路上，構(gòu)成對(duì)制動(dòng)或松閘過程中各制動(dòng)器上的工作油壓進(jìn)行監(jiān)測(cè)。各閘瓦貼閘信號(hào)監(jiān)測(cè)探頭是在各制動(dòng)器閘瓦上鉆一個(gè)小孔，然后將各閘瓦監(jiān)測(cè)探頭裝入小孔中，并與閘瓦固定成一體，其信號(hào)線由閘瓦背面?zhèn)认蛞觯瑯?gòu)成對(duì)制動(dòng)器閘瓦在制動(dòng)過程中的貼閘時(shí)間的信號(hào)監(jiān)測(cè)。提升機(jī)安全制動(dòng)開關(guān)信號(hào)接點(diǎn)接在提升機(jī)電控系統(tǒng)安全回路緊急制動(dòng)開關(guān)空接點(diǎn)上，構(gòu)成對(duì)提升機(jī)緊急制動(dòng)斷電時(shí)間的信號(hào)監(jiān)測(cè)。狀態(tài)監(jiān)測(cè)儀主要由8031單片機(jī)、EPROM存貯器、8155I／O接口、ADC0809A／D轉(zhuǎn)換器、AD522運(yùn)算放大器、8279芯片、數(shù)碼顯示器、報(bào)警器和微型智能打印機(jī)等組成，實(shí)現(xiàn)對(duì)各輸入信號(hào)的數(shù)據(jù)采集處理、顯示、報(bào)警及打印輸出。
本實(shí)用新型是根據(jù)在制動(dòng)過程中的油壓信號(hào)和各制動(dòng)器閘瓦貼閘信號(hào)時(shí)間，測(cè)出各制動(dòng)器的實(shí)際貼閘油壓值，得出各制動(dòng)器制動(dòng)時(shí)對(duì)制動(dòng)盤產(chǎn)生的實(shí)際制動(dòng)正壓力值，以及制動(dòng)系統(tǒng)總制動(dòng)正壓力值；根據(jù)安全制動(dòng)斷電時(shí)間和各制動(dòng)器的貼閘時(shí)間，測(cè)出各制動(dòng)器在緊急制動(dòng)時(shí)的空動(dòng)時(shí)間大小。
本實(shí)用新型具有傳感、檢測(cè)元件安裝簡(jiǎn)單，工作可靠，對(duì)原制動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及性能沒有影響等特點(diǎn)，并根據(jù)其實(shí)測(cè)結(jié)果，可對(duì)制動(dòng)器閘瓦的磨損程度、碟形彈簧的疲勞失效或斷裂以及各閘瓦之間的制動(dòng)正壓力和動(dòng)作不平衡度等故障狀態(tài)作出及時(shí)的診斷和識(shí)別。
下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)描述，其中


圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本實(shí)用新型的閘瓦貼閘信號(hào)監(jiān)測(cè)探頭的安裝位置示意圖。
圖3為本實(shí)用新型的狀態(tài)監(jiān)測(cè)儀框圖。
圖4為本實(shí)用新型的電路原理圖。
參見
圖1和圖2，在由提升機(jī)滾筒制動(dòng)圓盤1、若干對(duì)裝有碟形彈簧5的盤式制動(dòng)器2、通過油管3和制動(dòng)器2連接的液壓站13三部分構(gòu)成的提升機(jī)盤式制動(dòng)系統(tǒng)中，是將油壓傳感器10裝在提升機(jī)制動(dòng)系統(tǒng)液壓站13的制動(dòng)油壓管路3上，它可由一個(gè)油壓傳感器10串接在液壓站13總油壓表4管路3上，也可由多個(gè)油壓傳感器10分別裝在液壓站13與各制動(dòng)器2相連的各油壓支路上，并將油壓傳感器10的輸出經(jīng)引線11送狀態(tài)監(jiān)測(cè)儀12；在各制動(dòng)器2的閘瓦6上(最佳是在中部)鉆一個(gè)直徑為φ4mm的小孔，各閘瓦貼閘信號(hào)監(jiān)測(cè)探頭8裝入小孔中，并與各閘瓦6固成一體，連接探頭8的引線9由各閘瓦6背面引線槽側(cè)向引出送狀態(tài)監(jiān)測(cè)儀12；提升機(jī)安全制動(dòng)開關(guān)信號(hào)接點(diǎn)接在提升機(jī)電控系統(tǒng)安全回路7緊急制動(dòng)開關(guān)空接點(diǎn)K上，并通過引線送狀態(tài)監(jiān)測(cè)儀12。油壓傳感器10是采用華東電子儀器廠生產(chǎn)的BPRF電阻應(yīng)變橋壓力傳感器，其測(cè)量范圍為0～10MPa，當(dāng)橋路加6V電壓時(shí)，輸出0～6mV電信號(hào)。探頭8是采用銅、鋁等金屬制成的易磨圓柱體，也可用錫灌制而成，其個(gè)數(shù)與制動(dòng)器2的個(gè)數(shù)相同，制動(dòng)器個(gè)數(shù)視實(shí)際所需制動(dòng)力大小而定。
參見圖3和圖4，由8031單片機(jī)、EPROM存貯器2764、8155I／O接口、ADC0809模數(shù)轉(zhuǎn)換器、AD522運(yùn)算放大器、8279芯片、譯碼器74LS138、驅(qū)動(dòng)器7407、75451、數(shù)碼顯示器LED、報(bào)警器和微型智能打印機(jī)NP－16等組成的狀態(tài)監(jiān)測(cè)儀12，是將8155芯片作為開關(guān)量的輸入接口，連接各閘瓦貼閘信號(hào)監(jiān)測(cè)探頭8a～8i的引線9接入到8155的PA口和PB口，當(dāng)閘瓦6貼上制動(dòng)盤1時(shí)，PA口和PB口的輸入信號(hào)為低電平；當(dāng)閘瓦6離開制動(dòng)盤1時(shí)，輸入信號(hào)為高電平；8031單片機(jī)通過讀8155PA口和PB口的口狀態(tài)就可知道各閘瓦6的開合狀態(tài)，以及各閘瓦6貼閘的先后次序。接點(diǎn)K接入到8155的PC0端口，當(dāng)提升機(jī)開始緊急制動(dòng)，安全回路7斷電時(shí)，K閉合，PC0口由高電平變?yōu)榈碗娖?，與8155連接的8031單片機(jī)根據(jù)8155的PC0的口狀態(tài)這一變化起動(dòng)定時(shí)器T0記時(shí)，一直到各閘瓦6貼上制動(dòng)盤1，分別記錄下每一個(gè)閘的空行程時(shí)間。油壓傳感器10(BPRF)輸出的0～6mV電信號(hào)經(jīng)低噪聲高增益放大器AD522放大800倍后，送ADC0809進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，其輸出的數(shù)字信號(hào)通過數(shù)據(jù)總線D0～D7送8031單片機(jī)。譯碼器74LS138(1)由8031控制分別對(duì)8155、8279、ADC0809芯片及NP－16打印機(jī)進(jìn)行片選；鎖存器74LS373為2764提供低八位地址和為8279提供A0線；2764存貯器用來存放控制、數(shù)據(jù)采集、計(jì)算處理、顯示、打印等應(yīng)用程序；由8031控制的鍵盤及顯示接口8279，經(jīng)譯碼器74LS138(2)、(3)和驅(qū)動(dòng)器75451和7407管理六個(gè)功能鍵F1～F6及8位數(shù)碼管LED的自動(dòng)掃描顯示。8031單片機(jī)在軟件操作下，通過對(duì)貼閘信號(hào)的檢測(cè)與油壓信號(hào)的檢測(cè)相配合，測(cè)出各閘的貼閘油壓Pt，即每當(dāng)貼閘信號(hào)從高電平變?yōu)榈碗娖?、閘瓦6由開到合的那一時(shí)刻的油壓，為該閘的貼閘油壓；經(jīng)公式N1＝Pt·S運(yùn)算處理(S為已知的制動(dòng)油缸有效作用面積)，得出各制動(dòng)器2制動(dòng)時(shí)對(duì)制動(dòng)盤1產(chǎn)生的實(shí)際制動(dòng)正壓力N1，以及制動(dòng)系統(tǒng)總制動(dòng)正壓力N＝∑Ni。并在功能鍵操作下，顯示和打印出各個(gè)測(cè)量值，包括各制動(dòng)器在緊急制動(dòng)時(shí)的空動(dòng)時(shí)間大小，各制動(dòng)器的實(shí)際貼閘油壓值，各制動(dòng)器的實(shí)際制動(dòng)正壓力，制動(dòng)系統(tǒng)總制動(dòng)正壓力，各閘貼閘的先后順序等。根據(jù)上述實(shí)測(cè)結(jié)果，可對(duì)制動(dòng)器閘瓦的磨損程度、碟形彈簧的疲勞失效或斷裂以及各閘瓦之間的制動(dòng)正壓力和動(dòng)作不平衡度等故障狀態(tài)作出及時(shí)的診斷和識(shí)別，并由8155的PC1口輸出報(bào)警。
權(quán)利要求1.一種盤式制動(dòng)器狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置，是在由提升機(jī)滾筒制動(dòng)圓盤(1)、若干對(duì)裝有碟形彈簧(5)的盤式制動(dòng)器(2)、通過油管(3)和制動(dòng)器(2)連接的液壓站(13)三部分構(gòu)成的提升機(jī)盤式制動(dòng)系統(tǒng)中，加上油壓傳感器(10)、若干個(gè)閘瓦貼閘信號(hào)監(jiān)測(cè)探頭(8)、一個(gè)提升機(jī)安全制動(dòng)開關(guān)信號(hào)檢測(cè)接頭和一臺(tái)狀態(tài)監(jiān)測(cè)儀(12)，其特征在于a.油壓傳感器(10)是裝在提升機(jī)制動(dòng)系統(tǒng)液壓站(13)的制動(dòng)油壓管路(3)上，其輸出信號(hào)經(jīng)引線(11)送狀態(tài)監(jiān)測(cè)儀(12)中的運(yùn)算放大器；b.在各制動(dòng)器(2)的閘瓦(6)上鉆一個(gè)小孔，各閘瓦貼閘信號(hào)監(jiān)測(cè)探頭(8)裝入小孔中，并與各閘瓦(6)固成一體，連接各探頭(8a～8i)的引線(9)由各閘瓦(6)背面引線槽側(cè)向引出送狀態(tài)監(jiān)測(cè)儀(12)中的8155I/0接口的PA口和PB口；c.提升機(jī)安全制動(dòng)開關(guān)信號(hào)接點(diǎn)接在提升機(jī)電控系統(tǒng)安全回路(7)緊急制動(dòng)開關(guān)空接點(diǎn)K上，并通過引線送狀態(tài)監(jiān)測(cè)儀(12)中的8155I/O接口的PCO端口；d.由8031單片機(jī)、EPROM存貯器2764、8155 I/O接口、ADC0809模數(shù)轉(zhuǎn)換器、AD522運(yùn)算放大器、8279芯片、譯碼器74LS138、驅(qū)動(dòng)器7407、75451、數(shù)碼顯示器LED、報(bào)警器和微型智能打印機(jī)NP-16等構(gòu)成的狀態(tài)監(jiān)測(cè)儀(12)，是將8155芯片作為開關(guān)量的輸入接口，其輸入接口PA口、PB口和PCO口的口狀態(tài)變化通過數(shù)據(jù)總線D0～D7傳送給8031單片機(jī)；油壓傳感器(10)輸出的電信號(hào)經(jīng)低噪聲、高增益放大器AD522放大后，送ADC0809進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，其輸出的數(shù)字信號(hào)通過數(shù)據(jù)總線D0～D7送8031單片機(jī)；譯碼器74LS138(1)由8031控制分別對(duì)8155、8279、ADC0809、NP-16進(jìn)行片選；鎖存器74LS373為2764提供低八位地址和為8279提供A0線；由8031控制的鍵盤及顯示接口8279，經(jīng)譯碼器74LS138(2)、(3)和驅(qū)動(dòng)器75451和7407管理六個(gè)功能鍵F1～F6及8位數(shù)碼管LED的自動(dòng)掃描顯示。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的盤式制動(dòng)器狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于油壓傳感器(10)是采用BPRF電阻應(yīng)變橋壓力傳感器，其測(cè)量范圍為0～10MPa，當(dāng)橋路加6V電壓時(shí)，輸出0～6mV電信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的盤式制動(dòng)器狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于狀態(tài)監(jiān)測(cè)儀(12)中的AD522放大器的放大倍數(shù)為800。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的盤式制動(dòng)器狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于可將1個(gè)油壓傳感器(10)串接在液壓站(13)總油壓表(4)管路上，也可將多個(gè)油壓傳感器(10)分別裝在液壓站(13)與各制動(dòng)器(2)相連的各油壓支路上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的盤式制動(dòng)器狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于是在各制動(dòng)器(2)的閘瓦(6)的中部鉆一個(gè)直徑為4mm的小孔；裝入小孔中的探頭(8)是采用銅、鉛等金屬制成的易磨圓柱體，也可用錫灌注而成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的盤式制動(dòng)器狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于探頭(8)的個(gè)數(shù)與制動(dòng)器(2)的個(gè)數(shù)相同。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的盤式制動(dòng)器狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于探頭(8)的個(gè)數(shù)與制動(dòng)器(2)的個(gè)數(shù)相同。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的盤式制動(dòng)器狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于當(dāng)各閘瓦(6)貼上制動(dòng)盤(1)時(shí)，8155的PA口、PB口的輸入信號(hào)為低電平；當(dāng)各閘瓦(6)離開制動(dòng)盤(1)時(shí)，8155的PA口、PB口的輸入信號(hào)為高電平；當(dāng)提升機(jī)開始緊急制動(dòng)，安全回路(7)斷電時(shí)，接點(diǎn)K閉合，PC0口由高電平變?yōu)榈碗娖健?br> 9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的盤式制動(dòng)器狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于當(dāng)各閘瓦(6)貼上制動(dòng)盤(1)時(shí)，8155的PA口、PB口的輸入信號(hào)為低電平；當(dāng)各閘瓦(6)離開制動(dòng)盤(1)時(shí)，8155的PA口、PB口的輸入信號(hào)為高電平。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的盤式制動(dòng)器狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于狀態(tài)監(jiān)測(cè)儀(12)中8155的PC1口輸出接報(bào)警器。
專利摘要一種盤式制動(dòng)器狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置，是由裝在油壓管路上的油壓傳感器、裝在各制動(dòng)器閘瓦中部的閘瓦監(jiān)測(cè)探頭、安全制動(dòng)信號(hào)接點(diǎn)和狀態(tài)監(jiān)測(cè)儀組成，當(dāng)制動(dòng)器工作時(shí)，監(jiān)測(cè)儀根據(jù)對(duì)油壓信號(hào)和各閘瓦貼閘信號(hào)檢測(cè)，得出各制動(dòng)器的實(shí)際制動(dòng)正壓力和系統(tǒng)總制動(dòng)正壓力；根據(jù)安全制動(dòng)斷電時(shí)間和各制動(dòng)器的貼閘時(shí)間檢測(cè)，得出各制動(dòng)器在緊急制動(dòng)時(shí)的空動(dòng)時(shí)間大??；并顯示和打印出被測(cè)結(jié)果，為制動(dòng)器的工作性能和故障分析提供可靠的依據(jù)。
文檔編號(hào)B60T17/22GK2173733SQ9323733
公開日1994年8月10日 申請(qǐng)日期1993年7月22日 優(yōu)先權(quán)日1993年7月22日
發(fā)明者陳軍, 周智仁, 肖志寬, 葛世榮 申請(qǐng)人:中國礦業(yè)大學(xué)