CN101059398A - 盘式制动闸制动性能检测方法及装置 - Google Patents

Abstract

一种盘式制动闸制动性能检测方法及装置，在盘式制动闸的碟形弹簧后端设置传感器，通过引线将传感器的信号输出，当制动闸动作时，碟形弹簧所受压力通过传感器直接测量出盘式制动闸的正压力；在盘式制动闸的支架上沿制动闸轴向设有接触式霍尔位移传感器，位移传感器的测量杆与闸瓦座侧端面相接触，能有效测量闸间隙的位移量；用数据采集与处理系统测量盘式制动闸空行程时间和制动减速度值。该方法能保证盘式制动闸在使用中的可靠性。具有测量精度高、抗干扰能力强、体积小、坚固耐用的特点，适用于提升机盘式制动闸制动性能的检测。其检测方法简便，易操作，测量准确度高，装置结构简单，安装容易，便于维护，具有广泛的实用性。

Description

盘式制动闸制动性能检测方法及装置

                        技术领域

本发明涉及盘式制动闸制动性能检测方法及装置，尤其适用于矿井提升机前置式或后置式盘式制动闸制动性能检测。

                        背景技术

目前，提升机上安装的盘式制动闸有老式的碟形弹簧后置式，也有新式的碟形弹簧前置式。矿井提升设备发生高速过卷、放大滑等事故的主要原因是由于制动闸的制动力矩不足造成的，而正压力不足又是造成制动闸制动力矩不足的主要原因。《煤矿安全规程》对矿井提升装置规定“必须每年进行1次检查，每3年进行1次测试，认定合格后方可继续使用。”测试内容包括制动闸的空动时间、制动减速度、贴闸压力、闸瓦与制动盘之间的间隙等。另外《煤矿安全规程》规定：“提升装置必须装设闸间隙保护装置，当闸间隙超过规定的值时，能自动报警或自动断电”；“盘式制动闸的闸瓦与制动盘之间的间隙应不大于2mm”。制动闸的高制动性能，是矿井提升机安全运行的重要保障。

专利号为93237335.6公布的名为：“盘式制动闸状态监测装置”具有测量制动闸的贴闸压力和空行程时间的功能。其贴闸压力的检测方法是通过测量各制动闸的贴闸油压值，然后用该油压值乘以活塞面积计算出各制动闸的贴闸压力。该方法是间接测量制动闸的贴闸压力，存在着不能直接准确测量的缺点。专利号为94242750公布的名为：“盘式制动闸状态监测及事故记录仪”其制动正压力的检测方法是将盘式制动闸的柱塞改成力-电变换器，直接测量制动闸的制动正压力。该方法对盘式制动闸的改动量大，现场安装不方便。以上两种检测装置不具有检测闸间隙和制动减速度的功能。同时，这两种装置都是基于单片机开发的测试仪器，其自动化水平低，数据存储容量小，不具有联网通信的功能，满足不了煤矿现在提出的监控一体化、数字化和网络化的要求。

                        发明内容

本发明的目的是针对已有技术中存在的不足之处，提供一种方法简单、在线检测、检测数据准确、结构简便、安装维护方便、具有联网通讯功能的盘式制动闸制动性能检测方法及装置。

本发明盘式制动闸制动性能检测方法：

a.闸间隙检测：将盘式制动闸按常规方法固定在闸座上，使其处于抱闸状态，闸瓦与制动盘的闸间隙Δ为0，此时记录位移传感器的输出值，松闸时，闸瓦脱离制动盘，位移传感器的测量杆受压缩，此时用位移传感器的输出值减去闸间隙Δ为0时位移传感器的输出值，得闸间隙Δ，当闸间隙Δ＞2mm时，调整制动闸使闸间隙Δ≤2mm，或更换闸瓦；

b.制动正压力检测：盘式制动闸抱闸时，碟形弹簧所受压力通过正压力传感器转换成电信号输给数据采集处理系统处理计算得到制动正压力；

c.空行程时间的检测：当闸瓦开始向制动盘运动瞬间，数据采集与处理系统开始记时，闸间隙Δ为0时停止记时，即为空行程时间，盘式制动闸的空行程时间不得超过0.3S；

d.制动减速度检测：当闸瓦接触制动盘瞬间，由测速电机所测的提升机滚筒转速n输出给数据采集与处理系统，同时数据采集与处理系统开始记时，滚筒运转转速度为0时停止记时，即为盘式制动器制动时间t，然后经数据采集与处理系统处理即得到盘式制动器制动减速度值。

本发明盘式制动闸制动性能检测装置，包括测速电机，数据采集与处理系统，在前置或后置盘式制动闸内的碟形弹簧后端设有正压力传感器；前置或后置盘式制动闸的支架上沿制动闸轴向设有与闸瓦座侧端面相接触的接触式霍尔位移传感器。

所述正压力传感器由盘形挡圈和设在盘形挡圈上的应变片构成，盘形挡圈上设有便于引线通过的引线孔；所述接触式霍尔位移传感器由设在后端盖内的霍尔元件、弹簧、顶在弹簧上的测量杆构成，测量杆后端的内孔中设有磁钢，前端设有可转动的滚珠。

本发明在原有盘式制动闸的基础上，对原有盘式制动闸进行改造，在碟形弹簧挡圈的前端设置正压力传感器，既能起到挡圈的作用，又能检测碟形弹簧的正压力，该压力传感器安装方便，对原有盘式制动闸的改动量微小，对制动性能不受任何影响。既避免了传统检测方法中更换闸瓦时也要更换传感器的麻烦，又保证了盘式制动闸在使用中的可靠性。在盘式制动闸上设置接触式霍尔位移传感器，该传感器根据现场强电磁干扰环境、测量精度和测量范围要求专门用于测量闸间隙的位移，它具有测量精度高、抗干扰能力强、体积小、坚固耐用的特点。其检测方法简便，易操作，测量准确度高；其装置结构简单，紧凑合理，安装容易，便于维护，具有广泛的实用性。

                        附图说明

图1是本发明前置盘式制动闸结构图。

图2是本发明后置盘式制动闸结构图。

图3是本发明前置盘式制动闸的正压力传感器结构图。

图4是本发明后置盘式制动闸的正压力传感器结构图。

图中：1-支架，2-弹簧，3-位移传感器，4-测量杆，5-闸瓦座，6-闸瓦，7-制动盘，8-正压力传感器，9-引线，10-排气孔，11-碟形弹簧，12-引线孔，13-后端盖，8-1-盘形挡圈，8-2-应变片，8-3-引线孔。

                        具体实施方式

下面结合附图中的实施例对本发明作进一步的描述：

本发明的盘式制动闸制动性能检测方法，采用数据采集处理系统，集闸间隙检测、制动正压力检测、空行程时间的检测、制动减速度检测于一身。盘式制动闸的贴闸压力由正压力传感器检测；位移量由接触式霍尔位移传感器检测；通过数据采集处理系统完成空行程时间和制动减速度的检测。具体检测如下：

a.闸间隙检测：将前置或后置盘式制动闸按常规方法固定在闸座上，使其处于抱闸状态，闸瓦6与制动盘7的闸间隙Δ为0，此时记录位移传感器3的输出值，松闸时，闸瓦6脱离制动盘7，位移传感器的测量杆4受压缩，此时用位移传感器3的输出值减去闸间隙Δ为0时位移传感器3的输出值，得闸间隙Δ，当闸间隙Δ＞2mm时，调整制动闸使闸间隙Δ≤2mm，制动闸的闸瓦无法调整时更换闸瓦6。安装位移传感器3时其内的弹簧2要有一定的预压缩量，预压缩量要大于闸间隙Δ的1.5倍，以保证在制动时测量杆4能始终顶着闸瓦座5，随着闸瓦座5的移动而移动。

b.制动正压力检测：当盘式制动闸抱闸时，碟形弹簧11所受压力通过正压力传感器8转换成电信号输给数据采集处理系统处理计算得到制动正压力。碟形弹簧11的力作用在盘形挡圈8-1上，通过应变片8-2直接测量碟形弹簧11的正压力，即测出盘式制动闸的正压力。正压力传感器8的应变片8-2采用四线制全桥测量方式，四组应变片8-2互为温度补偿。当应变片8-2发生变形时，桥路输出电压变化。该电压送到数据采集处理系统中的信号调理模块调理成0-5V输出的标准信号，该标准信号接着送入数据采集器。数据采集器采集的数据送入工控机进行存储、分析和显示。

c.空行程时间的检测：当闸瓦6开始向制动盘7运动瞬间，数据采集与处理系统开始记时，闸间隙Δ为0时停止记时，即为空行程时间；

d.制动减速度检测：当闸瓦6接触制动盘7瞬间，由测速电机所测的提升机滚筒转速n输出给数据采集与处理系统，同时数据采集与处理系统开始记时，滚筒运转转速度为0时停止记时，即为盘式制动器制动时间t，然后经数据采集与处理系统根据公式 $\mathrm{\α}=\frac{\mathrm{\πDn}}{60t}$ 处理即得到盘式制动器制动减速度值a，式中D为制动盘的直径。

本发明用于上述检测方法的检测装置，包括测速电机，数据采集处理系统，在前置或后置盘式制动闸内的碟形弹簧11后端装有正压力传感器8，正压力传感器8由盘形挡圈8-1和设在盘形挡圈8-1上的应变片8-2构成，盘形挡圈8-1上设有便于引线9通过的引线孔8-3。正压力传感器8安装在盘式制动器的活塞杆上，碟形弹簧11的前端压在正压力传感器8的侧端面，正压力传感器8的引线9从前置式盘式制动闸的排气孔10引出，图1所示；正压力传感器8的引线9从后置式盘式制动闸的引线孔12引出，引线孔12设在后端盖13上，图2所示。前置式盘式制动闸的传感器8结构如图3所示；后置式盘式制动闸的传感器8结构如图4所示。在盘式制动闸的筒体1上沿制动闸轴向装有接触式霍尔位移传感器3，位移传感器3的测量杆4在内部弹簧2的作用下顶住闸瓦座5；接触式霍尔位移传感器3由装在后端盖内的霍尔元件、弹簧2、顶在弹簧2上的测量杆4构成，测量杆4后端的内孔中设有磁钢，前端设有与闸瓦座5侧端面相接触的可自由转动的滚珠，以保证测量杆4所受压力始终沿轴向方向。

Claims (5)

1.盘式制动闸制动性能检测方法，其特征在于：

a.闸间隙检测：将前置或后置盘式制动闸按常规方法固定在闸座上，使其处于抱闸状态，闸瓦(6)与制动盘(7)的闸间隙Δ为0，此时记录位移传感器(3)的输出值，松闸时，闸瓦(6)脱离制动盘(7)，位移传感器的测量杆(4)受压缩，此时用位移传感器(3)的输出值减去闸间隙Δ为0时位移传感器(3)的输出值，得闸间隙Δ，当闸间隙Δ＞2mm时，调整制动闸使闸间隙Δ≤2mm，或更换闸瓦(6)；

b.制动正压力检测：盘式制动闸抱闸时，碟形弹簧(11)所受压力通过正压力传感器(8)转换成电信号输给数据采集处理系统处理计算得到制动正压力；

c.空行程时间的检测：当闸瓦(6)开始向制动盘(7)运动瞬间，数据采集与处理系统开始记时，闸间隙Δ为0时停止记时，即为空行程时间，盘式制动闸的空行程时间不得超过0.3S；

d.制动减速度检测：当闸瓦(6)接触制动盘(7)瞬间，由测速电机所测的提升机滚筒转速n输出给数据采集与处理系统，同时数据采集与处理系统开始记时，滚筒运转转速度为0时停止记时，即为盘式制动器制动时间t，然后经数据采集与处理系统处理即得到盘式制动器制动减速度值。

2.盘式制动闸制动性能检测装置，包括测速电机，数据采集与处理系统，其特征在于：在前置或后置盘式制动闸内的碟形弹簧(11)后端设有正压力传感器(8)；前置或后置盘式制动闸的支架(1)上沿制动闸轴向设有与闸瓦座(5)侧端面相接触的接触式霍尔位移传感器(3)。

3.根据权利要求2所述的盘式制动闸制动性能险测装置，其特征在于：所述正压力传感器(8)由盘形挡圈(8-1)和设在盘形挡圈(8-1)上的应变片(8-2)构成，盘形挡圈(8-1)上设有便于引线(9)通过的引线孔(8-3)。

4.根据权利要求2所述的盘式制动闸制动性能检测装置，其特征在于：所述接触式霍尔位移传感器(3)由设在后端盖内的霍尔元件、弹簧(2)、顶在弹簧(2)上的测量杆(4)构成，测量杆(4)后端的内孔中设有磁钢，前端设有可转动的滚珠。

5.根据权利要求2或4所述的盘式制动闸制动性能检测装置，其特征在于：所述接触式霍尔位移传感器(3)可以设置一个，也可以对称设置两个。

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