CN104291178A

CN104291178A - 一种全自动限速防坠装置

Info

Publication number: CN104291178A
Application number: CN201410527731.1A
Authority: CN
Inventors: 许文超; 于腾飞; 邓超群; 许亚峰; 吴子恒; 马齐江
Original assignee: Anhui University of Science and Technology
Current assignee: Anhui University of Science and Technology
Priority date: 2014-10-09
Filing date: 2014-10-09
Publication date: 2015-01-21

Abstract

本发明涉及一种全自动限速防坠装置，由位置测速装置、电气控制装置、抓捕抱闸装置、复位装置组成，位置测速传感器测得位置速度信号给PLC控制器，PLC控制器控制电气装置，收缩楔形滑块，拐臂凸轮受到拉伸弹簧的收缩力而旋转，经齿轮传动，凸轮也跟随拐臂凸轮旋转制动摩擦钢丝绳，最终实现罐笼的制动，本发明具有安装方便、自动化程度高、控制灵敏可靠、制动性能好的特点。

Description

一种全自动限速防坠装置

技术领域

本发明涉及一种立井安全设备，尤其涉及立井提升一种全自动限速防坠装置。

背景技术

目前在矿井提升设备中，1t以上的标准罐笼及防坠系统，在我国大、中型煤矿已得到普遍应用。但在大多数乡镇煤矿中，由于井型小、井筒断面小及资金问题等，立井提升容器大多数为1t以下的单绳罐笼，而矿山竖井提升自重为1t以下矿车的罐笼没有国家设计标准的防坠器，使小型竖井提升的安全得不到保障。另外，目前矿井中出现的单绳罐笼带绳坠罐事故，大多数是由于绞车出现过卷、过放故障，且提升钢丝绳未断开，断绳保护装置未起作用。同时，罐笼在提升过程中，也会出现过速等问题。现有的防坠器不能有效的解决这些上述技术难题。如专利申请200920282072.4公开了一种立井提升罐笼带绳过速跑车防坠装置，通过PLC控制电磁铁得电,使得弹簧脱扣装置脱扣后带动罐笼制动装置进行制动，该技术方案中，制动弹簧通过连接板直接与提升钢丝绳连接，罐笼在加速上升和减速下降时导致使弹簧弹性振动，极大地减少弹簧使用寿命；如专利申请201220244459.2公开一种立井单绳罐笼断绳跑车防坠器，储能式油缸内设有复位弹簧，复位弹簧一端与活塞的下端面配合，另一端与储能式油缸内壁上端面相配合，该技术方案中，在产生跑车现象时，罐内的人员需要及时下拉主拉杆的手柄，人工控制会不及时，自动化程度低；如专利申请201110291041.7公开一种立井单绳提升用限速防坠器，卡绳器中绳槽方向沿提升钢丝绳方向，电动推杆与卡绳器连接控制卡绳器动作，该技术方案中，采用电动推杆控制卡绳器动作，具有安全性能差、制动时间长、制动效果差的缺点。超出上述专利所提供的限速防过卷、过放装置的自动化控制程度较低，不能够满足使用要求，从煤矿安全角度出发，应尽可能用较少的装置，同时达到限速、防过卷、防过放的安全要求。

发明内容

本发明为了克服现有技术中的不足，提供了一种全自动限速防坠装置。

本发明是通过以下技术方案实现：

一种全自动限速防坠装置，由罐笼、摩擦轮、测速传感器、发电机、蓄电池、主控机箱、抓捕抱闸装置、复位装置组成。

所述的摩擦轮紧靠制动绳且连有发电机，摩擦轮侧边连有测速传感器，发电机连接蓄电池，蓄电池连接主控机箱，主控机箱内设有PLC处理器，测速传感器连接PLC处理器。

所述的抓捕抱闸装置包括弹簧、拐臂凸轮、凸轮、齿轮A、齿轮B、转轴，所述的弹簧一端固定安装在罐笼的侧板上，另一端固定安装在拐臂凸轮顶端的耳座上；所述的拐臂凸轮与齿轮A焊接固定连接，且拐臂凸轮和齿轮A共用同一根轴；所述的拐臂凸轮的侧边靠近制动绳，且与制动绳之间留有6～8mm的间隙；所述的凸轮与齿轮B焊接固定连接，且凸轮与齿轮B共用同一根轴；所述的凸轮的侧边靠近制动绳，且与制动绳之间留有6～8mm的间隙；所述齿轮A和齿轮B啮合连接，为齿轮传动形式。

所述的拐臂凸轮设有方形槽,且方形槽为楔形；所述的拐臂凸轮侧边设有弧形光滑面；所述的拐臂凸轮顶端设有耳座。

在电路系统的控制下，矿井提升的罐笼上下运行时，摩擦轮旋转，经发电机收集电能给蓄电池充电，同时，摩擦轮侧面安装有测速传感器，对提升罐笼的速度、位移进行实时监控，当罐笼出现过速、过卷、过放等意外情况时，测速传感器输出电信号经PLC处理，输出控制信号给主控机箱，经主控机箱的驱动电路控制，实现楔形滑块从拐臂凸轮的方形槽中缩回，拐臂凸轮受到拉伸弹簧的收缩力而旋转，经齿轮A、齿轮B传动，凸轮也跟随拐臂凸轮旋转，开始挤压摩擦制动绳，最终实现罐笼的制动。

所述的复位装置包括电动推杆、顶块、销轴、螺栓、螺母、滚动轴承，所述的电动推杆基座端固定安装在罐笼的侧板上，所述的电动推杆伸缩杆端固定安装有顶块，所述的顶块上设有耳座,耳座的数量为两个；所述的滚动轴承置于两耳座之间；所述的螺栓穿过顶块的耳座和滚动轴承。

当罐笼出现过速、过卷和过放等意外情况，通过防坠装置完成制动。故障排除后，打开复位装置开关，电动推杆伸缩杆伸出，滚动轴承推动拐臂凸轮的弧形光滑面，使得拐臂凸轮绕转轴旋转，当拐臂凸轮旋转恢复至制动前位置时，开启主控机箱的驱动电路，实现楔形滑块的复位，从而使得楔形滑块卡住拐臂凸轮的方形槽，打开复位装置开关，电动推杆伸缩杆收回，完成复位工作。

与现有的技术相比，本发明的有益效果是：

(1)本发明通过摩擦轮转动、测速传感器和位置传感器的监测，实现对罐笼的速度和位置实时监控，当罐笼出现过速、跑车等情况时，能够及时有效的实现制动。

(2)本发明利用拐臂凸轮和凸轮来实现对制动钢丝绳的制动，能够有效的解决罐笼过卷、过速和过放等技术难题。

(3)本发明所设计的方形槽与楔形滑块的接触面为斜坡面，既减少了楔形滑块的受压，同时也方便收缩楔形滑块。

(4)本发明通过复位装置的电动推杆、顶块、滚动轴承，实现了复位时拐臂凸轮的旋转复位，减少复位时的摩擦阻力。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的控制电路框图；

图3为本发明抓捕装置的结构示意图；

图4为本发明拐臂凸轮的结构示意图；

图5为本发明楔形滑块的结构示意图；

图6为本发明回复装置的结构示意图。

图中：1、罐笼；2、摩擦轮；3、测速位移传感器；4、发电机；5、蓄电池；6主控机箱；7、抓捕抱闸装置；8、复位装置；701、拐臂凸轮；702、凸轮；703、齿轮A；704、齿轮B；705、转轴；706、弹簧；707、楔形滑块；801、电动推杆；802、顶块；803、销轴；804、螺栓；805、螺母；806、滚动轴承。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1、图2、图3、图4、图5和图6，图1为本发明的结构示意图，图2为本发明的控制电路框图，图3为本发明抓捕装置的结构图，图4为本发明拐臂凸轮的结构示意图，图5为本发明楔形滑块的结构示意图，图6为本发明回复装置的结构示意图。

一种全自动限速防坠装置，由罐笼1、摩擦轮2、测速传感器3、发电机4、蓄电池5、主控机箱6、抓捕抱闸装置7、复位装置8组成。

所述的摩擦轮2紧靠制动绳且连有发电机4，摩擦轮2侧边连有测速传感器3，发电机4连接蓄电池5，蓄电池5连接主控机箱6，主控机箱6内设有PLC处理器，测速传感器3连接PLC处理器。

所述的抓捕抱闸装置7包括拐臂凸轮701,凸轮702、齿轮A703、齿轮B704、转轴705、弹簧706，所述的弹簧706一端固定安装在罐笼1的侧板上，另一端固定安装在拐臂凸轮701顶端的耳座上；所述的拐臂凸轮701与齿轮A703焊接固定连接，且拐臂凸轮701和齿轮A703共用同一根轴；所述的拐臂凸轮701的侧边靠近制动绳，且与制动绳之间留有6～8mm的间隙；所述的凸轮702与齿轮B704焊接固定连接，且凸轮702与齿轮B704共用同一根轴；所述的凸轮702的侧边靠近制动绳，且与制动绳之间留有6～8mm的间隙；所述齿轮A 703和齿轮B704啮合连接，为齿轮传动形式。

所述的拐臂凸轮701设有方形槽,且方形槽为楔形；所述的拐臂凸轮701侧边设有弧形光滑面；所述的拐臂凸轮701顶端设有耳座。

在电路系统的控制下，矿井提升的罐笼1上下运行时，摩擦轮2旋转，经发电机4收集电能给蓄电池5充电，同时，摩擦轮2侧面安装有测速传感器3，对提升罐笼1的速度、位移进行实时监控，当罐笼1出现过速、过卷、过放等意外情况时，测速传感器3输出电信号经PLC处理，输出控制信号给主控机箱6，经主控机箱6的驱动电路控制，实现楔形滑块707从拐臂凸轮701的方形槽中缩回，拐臂凸轮701受到拉伸弹簧706的收缩力而旋转，经齿轮A703、齿轮B704传动，凸轮702也跟随拐臂凸轮701旋转，开始挤压摩擦制动绳，最终实现罐笼1的制动。

所述的复位装置8包括电动推杆801、顶块802、销轴803、螺栓804、螺母805、滚动轴承806，所述的电动推杆801基座端固定安装在罐笼1的侧板上，所述的电动推杆801伸缩杆端固定安装有顶块802，所述的顶块802上设有耳座,耳座的数量为两个；所述的滚动轴承806置于两耳座之间；所述的螺栓804穿过顶块802的耳座和滚动轴承806。

当罐笼1出现过速、过卷和过放等意外情况，通过防坠装置7完成制动。故障排除后，打开复位装置8开关，电动推杆801伸缩杆伸出，滚动轴承806推动拐臂凸轮701的弧形光滑面，使得拐臂凸轮701绕转轴705旋转，同时，凸轮702也跟随拐臂凸轮701的旋转而旋转，当拐臂凸轮701旋转恢复至制动前位置时，开启主控机箱6的驱动电路，实现楔形滑块707的复位，从而使得楔形滑块707卡住拐臂凸轮701的方形槽，打开复位装置8开关，电动推杆801伸缩杆收回，完成复位工作。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种全自动限速防坠装置，包括罐笼、摩擦轮、测速传感器、发电机、蓄电池、主控机箱、抓捕抱闸装置、复位装置；摩擦轮紧靠制动绳且连有发电机，摩擦轮侧边连有测速传感器，发电机连接蓄电池，蓄电池连接主控机箱，主控机箱内设有PLC处理器，测速传感器连接PLC处理器；抓捕抱闸装置包括拐臂凸轮、凸轮、齿轮A、齿轮B、转轴、弹簧,复位装置包括电动推杆、顶块、销轴、螺栓、螺母、滚动轴承，其主要特征在于：所述弹簧一端固定安装在罐笼的侧板上，另一端固定安装在拐臂凸轮顶端的耳座上；所述拐臂凸轮与齿轮A焊接固定连接，且拐臂凸轮与齿轮A共用同一根轴；所述齿轮A和齿轮B相啮合；所述凸轮与齿轮B焊接固定连接，且凸轮与齿轮B共用同一根轴。

2.根据权利要求1所述的一种全自动限速防坠装置，其特征在于：所述电动推杆基座固定在罐笼侧板上，所述电动推杆伸出杆通过销轴连接顶块；所述螺栓穿过顶块耳座、滚动轴承，且通过螺母固定。

3.根据权利要求1所述的一种全自动限速防坠装置，其特征在于：所述的拐臂凸轮设有方形槽，且拐臂凸轮方形槽为楔形。

4.根据权利要求1所述的一种全自动限速防坠装置，其特征在于：所述的拐臂凸轮侧边设有弧形光滑面；所述的拐臂凸轮顶端设有耳座。