CN100350168C - 轮式防爆液压制动器 - Google Patents

Abstract

一种轮式防爆液压制动器，属一种液压驱动机械抱闸制动装置，适合于在倾斜带式输送机上使用；其目的是具有无级调速和无级制动功能、用一套制动器可实现多电机驱动机械设备软制动。本发明包括有轮式制动架、泵—缸液压系统和控制装置；泵—缸液压系统包括有液压泵、单作用油缸、溢流阀、防爆电磁球阀、单向阀、压力表开关、比例节流阀、比例压力阀、防爆电机、过滤器、带空气滤清器的筒式油箱和系统油箱；控制装置包括有变压器、断路器、交流接触器、热继电器、继电器、漏电保护器、直流驱动电源、可编程控制器、本安隔离栅、点动按钮和非接触式接近开关；非接触式接近开关安装在单作用油缸的侧面，带空气滤清器的筒式油箱安装在单作用油缸的非供液油腔。

Description

轮式防爆液压制动器

技术领域

本发明涉及一种液压驱动机械抱闸制动装置。

背景技术

目前应用在各种机械上的制动器主要以常闭式为主。例如申请号为CN02135847.8的中国专利“轮式防爆液压机械闸”，缺乏有效的控制制动功能，它所产生的制动力矩大小仅取决于制动器松闸时的压缩制动弹簧的预紧程度，只有一个不变的制动力矩，显然不能适应机器经常变化的载荷和外围等实际需要。虽然有方法可以实现有级制动，例如专利号为CN92231346.6常闭式多级制动器，但对于倾斜带式输送机，特别是煤矿井下倾斜带式输送机，其数公里的胶带是一种弹性体，并且是倾斜布置，有时在停车制动和松闸启动过程中，胶带上还存放有相当数量的物料，如在这种情况下，使用一般的常闭式制动器或者使用有级制动器，都会给制动架和液压系统很大的冲击，对制动装置和倾斜带式输送机带来很大的危害，甚至妨碍生产。因此在停车制动过程中必须要求制动器进行无级调速运行，当然所对应的制动力矩也是无级可调的，已有的有级制动装置显然与这种工况不匹配。同时，有级制动装置从结构和控制上来看，整个液压系统过于复杂，电控要求高，因此在大多为三电机驱动、且每个驱动轴上都需要布置一套制动装置的倾斜带式输送机上很不适用。

发明内容

本发明的目的就是克服上述已有技术的不足，提供一种具有无级调速和无级制动功能、而且用一套制动器可实现多电机驱动机械设备软制动的轮式防爆液压制动器。

本发明包括有轮式制动架、泵一缸液压系统和控制装置；轮式制动架是一种双闸瓦的制动架，它的末级松闸杠杆是一个三角板，其一侧上下端的两个铰接点分别通过拉杆直接与左、右制动臂连接，另一侧的一个铰接点则用于与松闸器相连；泵一缸液压系统包括有液压泵、单作用油缸、溢流阀、防爆电磁球阀、单向阀、压力表开关、比例节流阀、比例压力阀、防爆电机、过滤器、带空气滤清器的筒式油箱和系统油箱；防爆电机通过联轴器与液压泵相连，液压泵吸油口与系统油箱相连，液压泵排油口与比例压力阀、单向阀相连；比例压力阀回液口与系统油箱相连，单向阀出液口分别与单作用油缸和防爆电磁球阀进液口相连，防爆电磁球阀回液口经比例压力阀与系统油箱相连，单作用油缸体下端的单耳环与杠杆三角板右端的铰接点相连，活塞杆上端的双耳环与制动架的底板铰接相连，单作用油缸的供液油腔与液压传动系统相连。控制装置包括有变压器、断路器、交流接触器、热继电器、继电器、漏电保护器、直流驱动电源、可编程控制器、显示面板、本安隔离栅、点动按钮和非接触式接近开关；断路器经交流接触器和热继电器后接电机；非接触式接近开关经本安隔离栅后接入可编程控制器。非接触式接近开关安装在单作用油缸的侧面，来限制制动器的开合程度，并给可编程控制器以信号来控制整个系统。带空气滤清器的筒式油箱安装在单作用油缸的非供液油腔。

本发明适合于在倾斜带式输送机上使用。与已有的常闭式制动器或有级制动装置比较，由于应用了比例压力阀，使制动系统能够完全达到无级调速和无级制动的效果。采用防爆电磁球阀有可靠的保压性能，完全避免了内泄露的问题，有显著的节能效果，能满足某些机械对制动的特殊要求，如露天使用的门式起重机防风制动。本装置为瞬时工作，松闸到位后利用液压元件进行保压以实现持续松闸。采用带空气滤清器筒式油箱不仅能够保证单供液油缸能够正常工作，而且非常有效地保护了非供液油腔，既能很好地润滑各个滑动副，又能防止恶劣作业环境中产生的粉尘进入液压系统。PLC为核心的电控系统，不仅保证了制动器工作全过程的在线监测与故障报警，同时与被制动系统的控制系统能够进行数据和信号的交流，有利于形成大系统的集中控制。使用简便，容易操作，用一套制动器可以实现多电机驱动机械设备软制动。

附图说明

图1为本发明液压系统图。

图2为本发明机械部分及轮式制动架结构示意图。

图3为本发明电控系统图。

图中：1、比例节流阀，2、单向阀，3、压力表，4、压力表开关，5、液压泵，6、单作用油缸，7、油箱，8、防爆电磁球阀，9、比例压力阀，10、溢流阀，11、防爆电机，12、过滤器，13、油箱，14、左制动臂，15、拉杆，16、制动弹簧，17、杠杆三角板，18、右制动臂，19、油缸体，20、带空气滤清器的桶式油箱，21、活塞杆，22、非接触式接近开关，23、接近开关安装架，24、闸瓦，25、制动轮。

具体实施方式

防爆电磁球阀8采用二位二通电磁球阀，可编程控制器采用西门子公司S7-200系列中的基本单元为CPU224型的PLC。

将660V电源、防爆电磁球阀8，比例压力阀9的电源线和信号线与电控柜连接，将制动弹簧16按照额定制动力矩要求预紧变形，此时的制动力为额定制动力。当单作用油缸6工作时，活塞杆21使制动架末级杠杆三角板17的右端受一个向上的推力，经拉杆15传到左右制动臂14、18上。由单作用油缸6的油压力到左右制动臂14、18上的作用力为松闸力，其方向与额定制动力方向相反，然后调节溢流阀10控制液压系统的系统压力，保证制动器的完全松闸。

将一个单作用单伸出杆的油缸作为松闸油缸，竖直地安装在制动架上，其油缸体19上端的单耳环与杠杆三角板17右端的铰接点相连，活塞杆21下端的双耳环与制动架的底板铰接相连，油缸的供液油腔与液压传动系统相连，通过电控操作和液压传动使松闸油缸工作，带空气滤清器的筒式油箱20安装在单作用油缸的非供液油腔。

在设备启动前，非接触式接近开关22始终发出脉冲信号，使PLC确定为制动架闸瓦24与制动轮25为抱闸状态。在运输设备启动时，上位机给轮式防爆液压制动器的控制部分PLC一个启动信号，当控制部分检查设备正常时，防爆电磁球阀8得电，电机11带动液压泵5通过单向阀2向单作用油缸6注油，由于此时液压系统为溢流阀10调定的系统压力，松闸力大于额定制动力，松闸力将克服额定制动力并继续压缩弹簧16。使油缸体19上移，逐渐将闸瓦24与制动轮25分离。当油缸体19运行到一定行程后(根据实际工况可调)，非接触式接近开关22停止发出脉冲信号，松闸过程结束，电机11断电并通过单向阀2的保压作用来维持机械闸的松闸状态，使运输设备正常工作。在此过程中，PLC不供给比例压力阀9电信号，比例压力阀9处于失电状态。当运输设备需要减速停车时，上位机使电机11停止运行，此时防爆电磁球阀8失电，比例压力阀9得电，单作用油缸6里的油液经防爆电磁球阀8、比例压力阀9流回油箱，在此制动过程中，PLC的扩展模块根据带式输送机的带速信号来控制比例压力阀9的压力(带速快、压力高；带速慢、压力低)。此压力通过活塞杆21继续推动油缸体19来抵消一部分制动力，减小抱闸时的加速度，缓减冲击。当PLC的扩展模块检测到带式输送机的带速信号为零时，比例压力阀9维持到一定的压力值，此时的制动力矩将小于额定制动力矩。起到在正常状态下的制动力矩。当整个控制部分断电后，比例压力阀9将达到最小压力值，此时制动力矩等于额定制动力矩，实施了完全制动。由于停车制动过程中，带速信号是一个连续信号，比例压力阀9为连续工作，这样就达到了轮式防爆液压制动器在制动过程中抱闸速度无级可调，制动力矩的无级可调。

660V电源接入断路器、变压器，变压器变为220V后接直流驱动电源ZQD、漏电检测电源LJD和漏电保护器LDB，接近开关JJKG经过本安隔离栅BAGL进入PLC。直流驱动电源ZQD给PLC供电，PLC根据程序来控制电机M和电磁球阀DF的启闭。继电器线圈KA3吸合后，触点1KA3闭合，防爆电磁球阀DF1导通，液压油经过防爆电磁球阀DF1作用于单作用油缸6，油缸体19上升。

Claims (3)

1.一种轮式防爆液压制动器，包括轮式制动架，其特征是还包括泵—缸液压系统和控制装置；泵—缸液压系统包括有液压泵、单作用油缸、溢流阀、防爆电磁球阀、单向阀、压力表开关、比例节流阀、比例压力阀、防爆电机、过滤器、带空气滤清器的筒式油箱和系统油箱；防爆电机通过联轴器与液压泵相连，液压泵吸油口与系统油箱相连，液压泵排油口与比例压力阀、单向阀相连；比例压力阀回液口与系统油箱相连，单向阀出液口分别与单作用油缸和防爆电磁球阀进液口相连，防爆电磁球阀回液口经比例压力阀与系统油箱相连；控制装置包括有变压器、断路器、交流接触器、热继电器、继电器、漏电保护器、直流驱动电源、可编程控制器、显示面板、本安隔离栅、点动按钮和非接触式接近开关；断路器经交流接触器和热继电器后接电机；非接触式接近开关经本安隔离栅后接入可编程控制器；非接触式接近开关安装在单作用油缸的侧面，带空气滤清器的筒式油箱安装在单作用油缸的非供液油腔。

2.如权利要求1所述的轮式防爆液压制动器，其特征是防爆电磁球阀采用二位二通电磁球阀。

3.如权利要求1所述的轮式防爆液压制动器，其特征是轮式制动架是一种双闸瓦的制动架，它的末级松闸杠杆是一个三角板，其一侧上下端的两个铰接点分别通过拉杆直接与左、右制动臂连接，另一侧的一个铰接点则用于与松闸器相连。

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