CN101381061B - 用于盘式制动器监测制动正压力的蝶簧座传感器 - Google Patents
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Abstract
一种用于盘式制动器监测制动正压力的蝶簧座传感器，由开有内孔直径大于碟簧卡环外径的盘体和设在盘体内成对排列的多个应变片构成；盘体靠液压缸一侧端面设有碟簧制动正压力P的台肩，盘体靠碟簧一侧设有呈阶梯状的内外凹槽，外凹槽与碟簧相配合，内凹槽底部为锥形，成对排列的多个应变片倾斜对称设在锥形凹槽内。其中碟簧座传感器与现有制动器原有碟簧座安装尺寸相同，现场可直接更换，利用现有的矿井提升机盘式制动器结构的有限空间，不需改变现有制动器原有性能参数和其它零件的结构尺寸，即可达到直接监测制动正压力，大大提高了提升机盘式制动器的可靠性。其结构简单，安装维修方便，测量精度高，具有广泛的实用性。
Description
技术领域
本发明涉及一种蝶簧座传感器，尤其是一种用于提升机的盘式制动器监测制动正压力的蝶簧座传感器。
背景技术
矿井提升机是煤矿生产的“咽喉”，它的安全可靠运转直接关系到矿工的生命安全和矿井的安全生产。制动器的制动性能对提升机的安全起着决定性的作用，因制动失灵导致的提升机坠入井底及冲上天轮的重大事故时有发生。图1所示是目前国内外矿井提升机常用的一种带碟簧卡环的盘式制动器，它由制动盘1、与制动盘1相连的闸瓦组件2、设在闸瓦组件2内的碟簧3和与闸瓦组件2连为一体的液压缸6构成，液压缸6与碟簧3之间设有碟簧座4，设在闸瓦组件2内的碟簧3的前端部设有直径为d的碟簧卡环5。制动时油压为零，通过蝶簧3产生制动正压力将闸瓦组件2前移闸住制动盘1实现制动，松闸时高压油使闸瓦组件2后移离开制动盘1并保持一定的闸间隙，使提升机运行。从制动器动作过程看，蝶簧3是实现制动最关键的零件之一，若碟簧片疲劳会导致制动正压力减小，若碟簧片断裂会使闸瓦组件2在液压缸中卡死不能松闸，不能及时发现导致闸瓦严重磨损，以及导致提升机滚筒轴向移动，影响提升机制动性能和提升性能，若直接在线监测制动正压力可及时发现碟簧片疲劳和断裂。制动器制动取决于制动力矩的值，制动正压力乘上摩擦系数和制动半径即得到制动力矩，若在线监测制动正压力就能在线监测制动力矩，可大大提高制动器制动的可靠性。图1所示的已有制动器结构虽然对提升机具有很好制动的效果，但它没有直接监测制动正压力的功能，只是通过在线监测闸瓦组件2和制动盘1之间的闸间隙来间接地反映制动情况，制动力矩只能在提升机不工作时才能进行测量，因此要保证制动器的正常运行，在线监测制动正压力是现场迫切需要解决的问题。
发明内容
本发明的目的是克服已有技术的不足之处，提供一种结构简单，在线监测制动力矩，可靠性高的用于盘式制动器监测制动正压力的蝶簧座传感器。
本发明的用于盘式制动器监测制动正压力的蝶簧座传感器，由开有内孔直径大于碟簧卡环外径的盘体和设在盘体内成对排列的多个应变片构成；盘体靠液压缸一侧端面设有碟簧制动正压力P的台肩，盘体靠碟簧一侧设有呈阶梯状的内外凹槽，外凹槽与碟簧相配合，内凹槽底部为锥形，成对排列的多个应变片倾斜对称设在锥形凹槽内。
所述倾斜对称排列的多个应变片为8片；所述锥形凹槽的水平夹角α为15°～20°。
本发明的碟簧座传感器，适用于提升机和输送机带碟簧卡环的的盘式制动器，利用现有的矿井提升机盘式制动器结构的有限空间，与原有碟簧座安装尺寸相同，现场可直接更换，不需改变现有制动器原有性能参数和其它零件的结构尺寸，即可达到直接监测制动正压力，将制动正压力乘上摩擦系数和制动半径是制动力矩，就能实现制动力矩的在线监测，大大提高了提升机盘式制动器的可靠性。由于可在线直接监测盘式制动器的制动正压力，因此可判断碟簧疲劳和断裂情况，确保施加制动正压力的碟簧完好，其结构简单，安装维修方便，测量精度高，具有广泛的实用性。
附图说明
图1为现有提升机盘式制动器示结构图；
图2为本发明的碟簧座传感器结构图；
图3为本发明的碟簧座传感器安装结构图。
图中：1—制动盘；2—闸瓦组件；3—碟簧；4—碟簧座；5—碟簧卡环；6—液压缸；7—盘体，7—1—应变片，D—盘体内孔直径，d—碟簧卡环外径，α—锥形凹槽的水平夹角，P—碟簧制动正压力，P′—液压缸支反力。
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：
图2所示，碟簧座传感器由盘体7和设在盘体7内成对排列的多个应变片7-1构成。盘体7是一个薄厚不等的圆环应变梁，按厚度和受力不同分成三环，大环c支承在碟簧4的大径上，小环a支承在液压缸7上。大环c较厚承受碟簧3产生的制动正压力P，小环a也较厚承受液压缸7的支反力P′，中间环b较薄，中间环b在制动正压力P与支反力P′的作用下产生应变。盘体7上开有直径D大于碟簧卡环5外径d的内孔，盘体7靠液压缸6一侧端面设有承受碟簧制动正压力P的台肩c；盘体7靠碟簧3一侧开有呈阶梯状的两个凹槽，外凹槽与碟簧3相配合，阶梯端面宽度a为承受液压缸支反力P′的宽度，台肩a的高度约为1～2mm，内凹槽底部为锥形，锥形凹槽的水平夹角α为15°—20°，宽度为b中间环在制动正压力P与支反力P′的作用下产生应变，宽度b越大应变越大，支反力精度越高。成对排列的8个应变片7-1倾斜对称设在锥形凹槽内，倾斜对称设置的多个应变片7-1的导线7-2从锥形凹槽的底部引出。
图3所示，为现有带有碟簧卡环5的提升机和输送机的盘式制动器的改装实例。它包括制动盘1、与制动盘1相连的闸瓦组件2、设在闸瓦组件2内的碟簧3和与闸瓦组件2连为一体的液压缸6，碟簧3的前端部设有直径为d的碟簧卡环5。在液压缸6与碟簧3之间用由盘体7和设在盘体7内成对排列的多个应变片7-1构成的碟簧座传感器替换原有的碟簧座4，不改变原有盘式制动器的任何尺寸，使盘体7的内孔直径D大于碟簧卡环5外径d。由于碟簧座传感器的内径D要求比碟簧卡环5的外径要d大，使得碟簧座传感器的中间环b的尺寸较小，为了保证有较高的测量精度，中间环b径向尺寸段制成锥形凹槽状，在锥形槽的两边边上各贴应变片7-1四片，共八片，在两个斜槽周边上各均匀贴应变片7-1四片共八片，应变片上受径向弯曲和轴向剪切的复合应力，复合应变值与所受力P和P′成正比，这样可达到即使中间环的尺寸b较小测量精度也较高，并由引出线7-2输出，由此得出制动正压力P值。
Claims (3)
1.一种用于盘式制动器监测制动正压力的蝶簧座传感器，其特征在于：它由开有内孔直径(D)大于碟簧卡环(5)外径(d)的盘体(7)和设在盘体(7)内成对排列的多个应变片(7-1)构成；盘体(7)靠液压缸(6)一侧端面设有承受碟簧制动正压力P的台肩，盘体(7)靠碟簧(3)一侧设有呈阶梯状的内凹槽和外凹槽，外凹槽与碟簧(3)相配合，内凹槽底部为锥形，成对排列的多个应变片(7-1)倾斜对称设在底部为锥形的内凹槽构成成的锥形凹槽内。
2.根据权利要求1所述的用于盘式制动器监测制动正压力的蝶簧座传感器，其特征在于：所述倾斜对称排列的多个应变片为8片。
3.根据权利要求1所述的用于盘式制动器监测制动正压力的蝶簧座传感器，其特征在于：所述锥形凹槽的水平夹角α为15°-20°。
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