CN107500173B - 一种提升设备制动系统及摩擦式提升机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种提升设备制动系统,包括电磁转矩检测装置、提升信号检测装置、提升速度检测装置、制动系统自动调控装置等,主要利用S7‑300可编程控制器、MP370触摸屏等器件,通过系列传感器变换运算,读取摩擦式提升机电磁转矩、提升信号、提升速度、提升行程、提升负荷旋转力矩、提升方向、制动系统压力等实时参数,进行综合分析运算,向压力可调液压站输出电压信号,完成摩擦式提升机制动系统制动力矩的自动调控。本发明的制动系统既可应用在自动化控制的摩擦式提升机上,也可应用在手动控制的摩擦式提升机上,以及缠绕式提升机上,应用不局限于煤矿提升机,也适用于非煤矿意外的各类位式提升设备。

Description

一种提升设备制动系统及摩擦式提升机
技术领域
本发明属于煤矿提升电气控制技术领域,涉及一种一种提升设备制动系统以及具有该制动系统的摩擦式提升机。
背景技术
国内外大中型煤矿均设计主副井提升系统,主井提升系统用来提升井下回采出来的煤炭有益矿产,副井提升系统用来升降煤矿井下使用的各种材料、工具、设备、矸石以及作业人员等。煤矿摩擦式提升机属于典型的位式旋转机械,摩擦式提升机在摩擦滚筒上装配摩擦衬垫,摩擦衬垫上上覆提升钢丝绳,依靠摩擦衬垫与提升钢丝绳之间的摩擦力来传递动力,因其过小的摩擦滚筒、提升钢丝绳直径、紧凑的整套设备等优点而在矿山提升中得到了广泛应用,成为煤矿主副井提升系统首选的主要提升机,目前我国大中型煤矿主副井提升系统多数选用摩擦式提升机。
煤矿主井摩擦式提升机主要用来向上提升载荷,提升容器采用定重装载方式,摩擦滚筒两侧张力差值恒定,在现有技术水平状况下,易于实现自动化提升。目前国内有些煤矿主井摩擦式提升机实现了自动化提升,但需要提升机司机现场监控,防止出现意外事件时有操作人员应急操作。
煤矿副井摩擦式提升机主要用来反复提升和下放载荷,提升容器无法实现定重装载,提升负荷性质变化大。为保证两个提升容器装载偏差控制在允许范围内,依靠人工操作配重,摩擦滚筒两侧张力差值不恒定,正力提升和负力提升状况反复交替,难于实现自动化提升。目前国内煤矿副井摩擦式提升机还未实现自动化提升,需要提升机司机凭借操作程序和经验来操作摩擦式提升机。
由于煤矿摩擦式提升机属于典型的位式旋转机械,制动系统是保障摩擦式提升机安全运行的重要关键部件,目前国内所有摩擦式提升机均选用盘式制动闸作为执行机构,盘式制动闸采用事故安全型模式设计,即在失电、安全保护动作等条件下,制动系统要可靠制动,防止摩擦式提升机重载自行下坠,引发过卷过放等重大事故。
无论摩擦式提升机自动化提升,还是非自动化提升,制约摩擦式提升机安全运行的关键技术是制动系统制动力矩与提升负荷、电磁转矩、提升速度、提升方向、提升行程、提升信号等数据未实现闭环控制,制动系统解除制动和制动力矩调控与摩擦式提升机运行状态依靠时间关系延迟,处于开环状态下运行,以至于在提升机司机操作失误、摩擦式提升机机械状态不符合标准要求、数据参数调整不能有效配合、局部部件失效的情况下,就会出现摩擦式提升机停车位置不准确、启动过程倒车、甚至还会出现摩擦式提升机重载下放事故的发生,尤其是在重载提升方向与摩擦式提升机运行方向相反时,更是加速造成重载下放事故,以至于引发重载过卷过放重大恶性事故,给摩擦式提升机安全运行带来重大事故隐患。
到目前为止,煤矿摩擦式提升机在人工操作模式上,提升机司机收到开车信号后,提升机司机根据信号点数来判断提升方向,然后向前或向后推出摩擦式提升机电控系统送电主令开关,电控系统送电主令开关一般采用接点式主令开关或两相光电编码器,依靠接点式主令开关接点组合或两相光电编码器分区计数量决定摩擦式提升机加速等级。提升机司机通过推出电控系统送电主令开关,实现符合与信号点数相一致的提升方向。提升机司机推出电控系统送电主令开关后,摩擦式提升机得电运转,对提升钢丝绳短暂时间紧绳后,然后提升机司机推出制动系统控制开关,制动系统控制开关一般采用自整角机、滑线电阻或两相光电编码器,自整角机输出电压、滑线电阻分压或两相光电编码器计数量决定了压力可调液压站油压,压力可调液压站油压决定了盘式制动闸蝶形弹簧的压缩状态,盘式制动闸蝶形弹簧的压缩状态决定了制动系统制动力矩。一旦提升机司机操作配合不好,就会出现摩擦式提升机跳闸、摩擦式提升机反转或者重载下放恶性事故,摩擦式提升机一旦反转,仅仅靠方向记忆电路实现反转保护,这种提升方向记忆电路,容易被提升机司机进行复位,失去方向记忆作用,即便是方向记忆电路有效,提升机司机仍然能够控制能够压力可调液压站油压,重载提升容器在摩擦式提升机不带电的状态下,能够靠摩擦滚筒两侧的张力差值而引起重载下放事故,保护可靠性很差。
在主井摩擦式提升机自动化控制过程中,仅仅是靠可编程控制器代替提升机司机操作逻辑过程,一旦提升机司机操作失误、摩擦式提升机机械状态不符合标准要求、数据参数调整不能有效配合、局部部件失效的情况下,也会引起摩擦式提升机跳闸、摩擦式提升机反转或者重载下放恶性事故,不能实现制动系统本质上安全可靠保障作用。
由于摩擦式提升机制动系统没有实现跟踪提升负荷旋转静力矩自动调控功能,在副井摩擦式提升机提升负荷性质变化频繁、摩擦滚筒两侧张力差值不恒定的状况下,副井摩擦式提升机没有实现自动化控制。
发明内容
本发明的目的在于提供一种提升设备制动系统以及具有该制动系统的摩擦式提升机,以实现实时调节制动系统的制动力矩,确保提升设备无论提升重载还是下放重载,提升设备都能保证足够的提升力矩或制动力矩,实现可靠性启动和停车,避免提升设备停车不稳、重载倒车和重载下放继而引发过卷过放等重大事故隐患的发生。
为实现上述目的,本发明所采用以下技术方案:
一种提升设备制动系统,包括:电磁转矩检测装置,其包括DSP数字信号处理器、电流互感器、电压互感器、采样保持电路,用于完成摩擦式提升机电动机电磁转矩的取样计算,以数字量形式,发送数据至制动系统自动调控装置;
提升信号检测装置,包括S7-300可编程控制器数字量输入模块,用于根据现场提升信号的点数,判断摩擦式提升机的提升方向并将信号传送至制动系统自动调控装置;
提升速度检测装置,包括两相光电编码器、S7-300可编程控制器高速计数模块,两相光电编码器与摩擦滚筒同轴连接、同步旋转,根据单位时间内收到的脉冲数量,换算摩擦式提升机运行速度,同时根据脉冲数量累加,同步换算出摩擦式提升机提升行程,以数字量形式发送至制动系统自动调控装置;
提升负荷检测装置,包括压力传感器、多路开关、单片机、无线发射器、无线接收器、数据处理器,压力传感器安装在提升容器与提升钢丝绳之间,实时采集提升钢丝绳的绳端负荷,计算出摩擦滚筒两侧的张力差值,即为摩擦式提升机实际提升负荷,提升负荷和摩擦滚筒半径相乘,得出提升负荷旋转力矩,以数字量形式发送至制动系统自动调控装置;
压力可调液压站,包括电动机、液压泵、电液调压装置、电磁阀件、管路、油箱,电液调压装置受控于制动系统自动调控装置输出电压,压力可调液压站输出压力油的压力与制动系统自动调控装置输出电压成正比关系,调控盘式制动闸施加给摩擦滚筒制动盘的正压力,形成可调控的摩擦式提升机制动力矩;
制动系统压力检测装置,包括液压传感器、S7-300可编程控制器模拟量输入模块,液压传感器安装在压力可调液压站的压力油管路出口处,把压力可调液压站输出的压力有压力换算为数字量,以数字量形式发送至制动系统自动调控装置;
提升方向检测装置,包括S7-300可编程控制器数字量输入模块或相序鉴别器,通过读取摩擦式提升机换向接触器的合闸状态或鉴别输入电动机定子的电压相序,判断摩擦式提升机实际的送电方向,以开关量形式发送至制动系统自动调控装置;
提升机电控系统,包括S7-300可编程控制器、变频器或整流器、保护装置、传感装置,完成摩擦式提升机各种工况的运行控制和安全保护功能;
制动系统自动调控装置,包括S7-300可编程控制器、MP370触摸屏,通过读取电磁转矩检测装置、提升信号检测装置、提升速度检测装置、提升负荷检测装置、提升方向检测装置、制动系统压力检测装置输入实时电磁转矩、实际提升负荷旋转力矩、提升速度和行程、提升方向和信号点数、制动系统反馈压力数据,进行综合运算分析判断,向压力可调液压站输出电压信号,实现提升设备制动系统的综合闭环控制,完成提升设备制动系统制动力矩的自动调控。
作为本发明进一步的方案,制动系统自动调控装置对提升设备提升重载、下放重载启动过程智能分析判断过程中,制动系统自动调控装置对电磁转矩、提升信号、提升速度、提升负荷旋转力矩、提升方向综合分析计算,实时调控制动系统制动力矩,实现提升设备提升重载启动时不倒车、下放重载启动时不过速,保障提升设备平稳可靠启动;对提升设备提升重载、下放重载运行过程智能分析判断过程中,制动系统自动调控装置对电磁转矩、提升信号、提升速度、提升负荷旋转力矩、提升方向综合分析计算,实时调控制动系统制动力矩,实现提升设备提升重载运行时电磁转矩与提升负荷旋转力矩保持基本一致、在给定速度下下放重载运行时电磁转矩,此时为负电磁力矩,提升设备向电网回馈电能或向电阻设备耗能与提升负荷旋转力矩保持基本一致,保障提升设备平稳可靠运行;对提升设备提升重载、下放重载停车过程进行智能分析判断过程中,制动系统自动调控装置对电磁转矩、提升信号、提升速度、提升行程、提升负荷旋转力矩、提升方向综合分析计算,实时调控制动系统制动力矩,减小盘式制动闸动作时间,实现提升设备提升重载停车时不倒车、在给定速度下下放重载停车时不过位。
具有上述制动系统的摩擦式提升机,包括摩擦滚筒、摩擦滚筒制动盘、提升机盘式制动闸、导向轮,摩擦式提升机主轴由电动机直接驱动或由减速机输出轴间接驱动,摩擦滚筒与摩擦式提升机主轴联接在一起同步旋转,摩擦滚筒周边安装固定具有一定摩擦系数的摩擦衬垫,摩擦衬垫上搭覆提升钢丝绳,提升钢丝绳两端分别连接有提升容器,摩擦滚筒旋转通过提升钢丝绳与摩擦滚筒上的摩擦衬垫之间的摩擦力带动提升容器在井筒上下往复运行;提升容器用于装载煤矿井下开采出来的矿产物以及提升煤矿生产所使用的材料、设备、人员;井筒是连接地面与煤矿井下的通道;其中地面通道作为地面连接井筒的空间;井下通道作为煤矿井下作业场所连接井筒的空间;
摩擦滚筒制动盘为一圆环钢板,固定在摩擦滚筒上,由提升机盘式制动闸施加压力,产生制动力矩;盘式制动闸通过预压缩的蝶形弹簧施加正压力给摩擦滚筒制动盘,产生摩擦力,形成制动力矩;导向轮用于调整提升钢丝绳与摩擦滚筒的围包角,同时调整钢丝绳在井筒中的间距;平衡钢丝绳用于平衡提升钢丝绳在摩擦滚筒两侧的重量差值,保证摩擦式提升机在任何提升位置时,摩擦滚筒两侧的张力差值基本处于恒定值。
提升机盘式制动闸包括盘式制动闸端盖、进油端盖、进油咀、泄油咀,盘式制动闸端盖用于防止灰尘进入盘式制动闸内部;进油端盖通过多个螺栓和油缸紧固在一起,且上方开有进油孔,压力可调液压站压力油经过进油咀进入油孔,继而进入油缸和活塞之间的空腔内,油缸两侧镶有两道防止泄油的唇形密封,下方开有泄油孔,油缸和活塞之间的压力油一旦通过密封渗透到蝶形弹簧空腔,则通过此泄油孔排出到外界,用于防止渗油污染制动闸瓦;进油咀与进油端盖通过螺纹连接,且与压力可调液压站进油管相通;泄油咀与进油端盖通过螺纹连接,且与压力可调液压站回油管相通;调整螺母内表面与油缸装配在一起,其外表面通过螺纹和盘式制动闸壳体内螺纹连接,油缸储存一定容积的压力可调液压站压力油,使制动闸瓦和摩擦滚筒制动盘之间保持间隙,并通过调整螺母调整制动闸瓦和摩擦滚筒制动盘之间的间隙大小;连接螺栓通过螺纹与蝶形弹簧筒体连接,以一定扭矩预紧蝶形弹簧;活塞作为压力可调液压站压力油的作用面,产生正压力;盘式制动闸壳体固定在盘式制动闸的基座上,其上配置放气孔,以便蝶形弹簧被压缩时排出蝶形弹簧筒体和油缸之间的空气;蝶形弹簧有多片叠放在一起,并固定于蝶形弹簧基座上,根据摩擦式提升机所需制动力矩产生一定的预压缩量,作用在摩擦滚筒制动盘上,摩擦式提升机运行时,蝶形弹簧继续被压缩,使制动闸瓦和摩擦滚筒制动盘之间保持一定的间隙;蝶形弹簧筒体作为蝶形弹簧承压构件,其上装配制动闸瓦,作用于摩擦滚筒制动盘,产生一定的摩擦力。
制动闸瓦组成成份为复合材料,耐磨、摩擦系数高,具有一定的厚度,直接和摩擦滚筒制动盘接触,产生摩擦力,制动闸瓦受材料成分、污染、温度因素影响时,其与摩擦滚筒制动盘之间的摩擦系数容易发生变化,受磨损因素影响,其厚度逐渐减小,与摩擦滚筒制动盘之间的间隙逐渐增大,此时需要调整,当制动闸瓦厚度减小到一定程度时,更换新的制动闸瓦,防止盘式制动闸制动失效。
一种缠绕式提升机,具有所述的摩擦式提升机制动系统。
一种提升设备,具有所述的摩擦式提升机制动系统。
本发明的有益效果是:本发明根据摩擦式提升机位式旋转机械设备特点,对摩擦式提升机电磁转矩、提升负荷旋转力矩以及运转状态进行综合分析计算,实现了制动系统制动力矩的闭环自动调控,消除了摩擦式提升机无论自动化提升还是非自动化提升模式中制动系统制动力矩的开环控制状态,解决了摩擦式提升机运行、停车、启动过程中倒车、停车不可靠、重载下放等事故隐患,能够保障摩擦式提升机制动系统制动力矩始终与运转状况相适应,解决了煤矿主副井摩擦式提升机自动化提升可靠性技术难题,也是保障摩擦式提升机非自动化提升安全可靠提升的技术关键。本发明的制动系统既可应用在自动化控制的摩擦式提升机上,也可应用在手动控制的摩擦式提升机上,以及缠绕式提升机上,应用不局限于煤矿提升机,也适用于非煤矿意外的各类位式提升设备。
附图说明
图1为本发明提升设备制动系统原理框图;
图2为本发明提升设备制动系统自动控制流程图;
图3为本发明摩擦式提升机示意图;
图4为本发明提升机盘式制动闸结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
如图1所示,一种提升设备制动系统,包括:电磁转矩检测装置11,其包括DSP数字信号处理器、电流互感器、电压互感器、采样保持电路,用于完成摩擦式提升机电动机电磁转矩的取样计算,以数字量形式,发送数据至制动系统自动调控装置19;
提升信号检测装置12,包括S7-300可编程控制器数字量输入模块,用于根据现场提升信号的点数,判断摩擦式提升机的提升方向并将信号传送至制动系统自动调控装置19;
提升速度检测装置13,包括两相光电编码器、S7-300可编程控制器高速计数模块,两相光电编码器与摩擦滚筒同轴连接、同步旋转,根据单位时间内收到的脉冲数量,换算摩擦式提升机运行速度,同时根据脉冲数量累加,同步换算出摩擦式提升机提升行程,以数字量形式发送至制动系统自动调控装置19;
提升负荷检测装置14,包括压力传感器、多路开关、单片机、无线发射器、无线接收器、数据处理器,压力传感器安装在提升容器与提升钢丝绳之间,实时采集提升钢丝绳的绳端负荷,计算出摩擦滚筒两侧的张力差值,即为摩擦式提升机实际提升负荷,提升负荷和摩擦滚筒半径相乘,得出提升负荷旋转力矩,以数字量形式发送至制动系统自动调控装置19;
压力可调液压站15,包括电动机、液压泵、电液调压装置、电磁阀件、管路、油箱,电液调压装置受控于制动系统自动调控装置输出电压,压力可调液压站15输出压力油的压力与制动系统自动调控装置19输出电压成正比关系,调控盘式制动闸3施加给摩擦滚筒制动盘2的正压力,形成可调控的摩擦式提升机制动力矩;
制动系统压力检测装置16,包括液压传感器、S7-300可编程控制器模拟量输入模块,液压传感器安装在压力可调液压站15的压力油管路出口处,把压力可调液压站输出的压力有压力换算为数字量,以数字量形式发送至制动系统自动调控装置19;
提升方向检测装置17,包括S7-300可编程控制器数字量输入模块或相序鉴别器,通过读取摩擦式提升机换向接触器的合闸状态或鉴别输入电动机定子的电压相序,判断摩擦式提升机实际的送电方向,以开关量形式发送至制动系统自动调控装置19;
提升机电控系统18,包括S7-300可编程控制器、变频器或整流器、保护装置、传感装置,完成摩擦式提升机各种工况的运行控制和安全保护功能;
制动系统自动调控装置19,包括S7-300可编程控制器、MP370触摸屏,通过读取电磁转矩检测装置11、提升信号检测装置12、提升速度检测装置13、提升负荷检测装置14、提升方向检测装置17、制动系统压力检测装置16输入实时电磁转矩、实际提升负荷旋转力矩、提升速度和行程、提升方向和信号点数、制动系统反馈压力数据,进行综合运算分析判断,向压力可调液压站输出电压信号,实现提升设备制动系统的综合闭环控制,完成提升设备制动系统制动力矩的自动调控。
制动系统自动调控装置19对摩擦式提升机提升重载、下放重载启动过程智能分析判断过程中,制动系统自动调控装置对电磁转矩、提升信号、提升速度、提升负荷旋转力矩、提升方向综合分析计算,实时调控制动系统制动力矩,实现提升设备提升重载启动时不倒车、下放重载启动时不过速,保障提升设备平稳可靠启动;对提升设备提升重载、下放重载运行过程智能分析判断过程中,制动系统自动调控装置对电磁转矩、提升信号、提升速度、提升负荷旋转力矩、提升方向综合分析计算,实时调控制动系统制动力矩,实现提升设备提升重载运行时电磁转矩与提升负荷旋转力矩保持基本一致、在给定速度下下放重载运行时电磁转矩,此时为负电磁力矩,提升设备向电网回馈电能或向电阻设备耗能与提升负荷旋转力矩保持基本一致,保障提升设备平稳可靠运行;对提升设备提升重载、下放重载停车过程进行智能分析判断过程中,制动系统自动调控装置对电磁转矩、提升信号、提升速度、提升行程、提升负荷旋转力矩、提升方向综合分析计算,实时调控制动系统制动力矩,减小盘式制动闸动作时间,实现提升设备提升重载停车时不倒车、在给定速度下下放重载停车时不过位。
如图2所示,制动系统自动调控装置19送电后,首先进行初始化,调用主程序和分支程序,等待各个数据单元赋值、扫描、运算,一旦有开车信号输入,制动系统自动调控装置19立即调用提升负荷旋转力矩数据单元,在提升负荷旋转力矩数据单元提供有效数据的条件下,制动系统自动调控装置19向压力可调液压站15和提升机电控系统18输出控制启动信号,同时判断电磁转矩与提升负荷旋转力矩差值信号和判断提升方向信号,如果启动过程正常,制动系统自动调控装置19则进入运行过程、停车过程的制动系统闭环控制,无论启动、运行过程,还是停车过程,一旦制动系统自动调控装置19计算出提升设备工况不正常,则分别向提升机电控系统18和压力可调液压站15分别发出失电和抱闸信号,实现提升设备安全停止。
实施例1:如图3所示,一种具有上述制动系统的摩擦式提升机,包括摩擦滚筒1、摩擦滚筒制动盘2、提升机盘式制动闸3、导向轮4,摩擦式提升机主轴由电动机直接驱动或由减速机输出轴间接驱动,摩擦滚筒1与摩擦式提升机主轴联接在一起同步旋转,摩擦滚筒1周边安装固定具有一定摩擦系数的摩擦衬垫,摩擦衬垫上搭覆提升钢丝绳5,提升钢丝绳5两端分别连接有提升容器(6-1、6-2),摩擦滚筒1旋转通过提升钢丝绳5与摩擦滚筒1上的摩擦衬垫之间的摩擦力带动提升容器(6-1、6-2)在井筒7上下往复运行;提升容器(6-1、6-2)用于装载煤矿井下开采出来的矿产物以及提升煤矿生产所使用的材料、设备、人员;井筒7是连接地面与煤矿井下的通道;其中地面通道8作为地面连接井筒7的空间;井下通道9作为煤矿井下作业场所连接井筒7的空间;
摩擦滚筒制动盘2为一圆环钢板,固定在摩擦滚筒1上,由提升机盘式制动闸3施加压力,产生制动力矩;盘式制动闸3通过预压缩的蝶形弹簧施加正压力给摩擦滚筒制动盘2,产生摩擦力,形成制动力矩;导向轮4用于调整提升钢丝绳5与摩擦滚筒1的围包角,同时调整钢丝绳5在井筒7中的间距;平衡钢丝绳10用于平衡提升钢丝绳5在摩擦滚筒1两侧的重量差值,保证摩擦式提升机在任何提升位置时,摩擦滚筒1两侧的张力差值基本处于恒定值。
如图4所示,提升机盘式制动闸3包括盘式制动闸端盖3.1、进油端盖3.2、进油咀3.3、泄油咀3.4,盘式制动闸端盖3.1用于防止灰尘进入盘式制动闸3内部;进油端盖3.2通过多个螺栓和油缸3.9紧固在一起,且上方开有进油孔,压力可调液压站15压力油经过进油咀3.3进入油孔,继而进入油缸3.9和活塞3.8之间的空腔内,油缸3.9两侧镶有两道防止泄油的唇形密封,下方开有泄油孔,油缸3.9和活塞3.8之间的压力油一旦通过密封渗透到蝶形弹簧3.11空腔,则通过此泄油孔排出到外界,用于防止渗油污染制动闸瓦3.13;进油咀3.3与进油端盖3.2通过螺纹连接,且与压力可调液压站进油管相通;泄油咀3.4与进油端盖3.2通过螺纹连接,且与压力可调液压站回油管相通;调整螺母3.5内表面与油缸3.9装配在一起,其外表面通过螺纹和盘式制动闸壳体3.10内螺纹连接,油缸3.9储存一定容积的压力可调液压站15压力油,使制动闸瓦3.13和摩擦滚筒制动盘2之间保持间隙,并通过调整螺母3.5调整制动闸瓦3.13和摩擦滚筒制动盘2之间的间隙大小;连接螺栓3.6通过螺纹与蝶形弹簧筒体3.12连接,以一定扭矩预紧蝶形弹簧3.11;活塞3.8作为压力可调液压站15压力油的作用面,产生正压力;盘式制动闸壳体3.10固定在盘式制动闸3的基座上,其上配置放气孔,以便蝶形弹簧3.11被压缩时排出蝶形弹簧筒体3.12和油缸3.9之间的空气;蝶形弹簧3.11有多片叠放在一起,并固定于蝶形弹簧基座3.14上,根据摩擦式提升机所需制动力矩产生一定的预压缩量,作用在摩擦滚筒制动盘2上,摩擦式提升机运行时,蝶形弹簧3.11继续被压缩,使制动闸瓦3.13和摩擦滚筒制动盘2之间保持一定的间隙;蝶形弹簧筒体3.12作为蝶形弹簧3.11承压构件,其上装配制动闸瓦3.13,作用于摩擦滚筒制动盘2,产生一定的摩擦力。
制动闸瓦3.13组成成份为复合材料,耐磨、摩擦系数高,具有一定的厚度,直接和摩擦滚筒制动盘2接触,产生摩擦力,制动闸瓦3.13受材料成分、污染、温度因素影响时,其与摩擦滚筒制动盘2之间的摩擦系数容易发生变化,受磨损因素影响,其厚度逐渐减小,与摩擦滚筒制动盘2之间的间隙逐渐增大,此时需要调整,当制动闸瓦3.13厚度减小到一定程度时,更换新的制动闸瓦,防止盘式制动闸3制动失效。
实施例2:一种缠绕式提升机,具有所述的摩擦式提升机制动系统。
实施例3:一种提升设备,具有所述的摩擦式提升机制动系统。
以上所述为本发明较佳实施例,对于本领域的普通技术人员而言,根据本发明的教导,在不脱离本发明的原理与精神的情况下,对实施方式所进行的改变、修改、替换和变形仍落入本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种提升设备制动系统,其特征在于,包括:
电磁转矩检测装置,其包括DSP数字信号处理器、电流互感器、电压互感器、采样保持电路,用于完成摩擦式提升机电动机电磁转矩的取样计算,以数字量形式,发送数据至制动系统自动调控装置;
提升信号检测装置,包括S7-300可编程控制器数字量输入模块,用于根据现场提升信号的点数,判断摩擦式提升机的提升方向并将信号传送至制动系统自动调控装置;
提升速度检测装置,包括两相光电编码器、S7-300可编程控制器高速计数模块,两相光电编码器与摩擦滚筒同轴连接、同步旋转,根据单位时间内收到的脉冲数量,换算摩擦式提升机运行速度,同时根据脉冲数量累加,同步换算出摩擦式提升机提升行程,以数字量形式发送至制动系统自动调控装置;
提升负荷检测装置,包括压力传感器、多路开关、单片机、无线发射器、无线接收器、数据处理器,压力传感器安装在提升容器与提升钢丝绳之间,实时采集提升钢丝绳的绳端负荷,计算出摩擦滚筒两侧的张力差值,即为摩擦式提升机实际提升负荷,提升负荷和摩擦滚筒半径相乘,得出提升负荷旋转力矩,以数字量形式发送至制动系统自动调控装置;
压力可调液压站,包括电动机、液压泵、电液调压装置、电磁阀件、管路、油箱,电液调压装置受控于制动系统自动调控装置输出电压,压力可调液压站输出压力油的压力与制动系统自动调控装置输出电压成正比关系,调控盘式制动闸施加给摩擦滚筒制动盘的正压力,形成可调控的摩擦式提升机制动力矩;
制动系统压力检测装置,包括液压传感器、S7-300可编程控制器模拟量输入模块,液压传感器安装在压力可调液压站的压力油管路出口处,把压力可调液压站输出的压力有压力换算为数字量,以数字量形式发送至制动系统自动调控装置;
提升方向检测装置,包括S7-300可编程控制器数字量输入模块或相序鉴别器,通过读取摩擦式提升机换向接触器的合闸状态或鉴别输入电动机定子的电压相序,判断摩擦式提升机实际的送电方向,以开关量形式发送至制动系统自动调控装置;
提升机电控系统,包括S7-300可编程控制器、变频器或整流器、保护装置、传感装置,完成摩擦式提升机各种工况的运行控制和安全保护功能;
制动系统自动调控装置,包括S7-300可编程控制器、MP370触摸屏,通过读取电磁转矩检测装置、提升信号检测装置、提升速度检测装置、提升负荷检测装置、提升方向检测装置、制动系统压力检测装置输入实时电磁转矩、实际提升负荷旋转力矩、提升速度和行程、提升方向和信号点数、制动系统反馈压力数据,进行综合运算分析判断,向压力可调液压站输出电压信号,实现提升设备制动系统的综合闭环控制,完成提升设备制动系统制动力矩的自动调控。
2.如权利要求1所述的一种提升设备制动系统,其特征在于,制动系统自动调控装置对提升设备提升重载、下放重载启动过程智能分析判断过程中,制动系统自动调控装置对电磁转矩、提升信号、提升速度、提升负荷旋转力矩、提升方向综合分析计算,实时调控制动系统制动力矩,实现提升设备提升重载启动时不倒车、下放重载启动时不过速,保障提升设备平稳可靠启动;对提升设备提升重载、下放重载运行过程智能分析判断过程中,制动系统自动调控装置对电磁转矩、提升信号、提升速度、提升负荷旋转力矩、提升方向综合分析计算,实时调控制动系统制动力矩,实现提升设备提升重载运行时电磁转矩与提升负荷旋转力矩保持基本一致、在给定速度下下放重载运行时电磁转矩,此时为负电磁力矩,提升设备向电网回馈电能或向电阻设备耗能与提升负荷旋转力矩保持基本一致,保障提升设备平稳可靠运行;对提升设备提升重载、下放重载停车过程进行智能分析判断过程中,制动系统自动调控装置对电磁转矩、提升信号、提升速度、提升行程、提升负荷旋转力矩、提升方向综合分析计算,实时调控制动系统制动力矩,减小盘式制动闸动作时间,实现提升设备提升重载停车时不倒车、在给定速度下下放重载停车时不过位。
3.一种具有如权利要求1-2任一所述制动系统的摩擦式提升机,其特征在于,包括摩擦滚筒、摩擦滚筒制动盘、提升机盘式制动闸、导向轮,摩擦式提升机主轴由电动机直接驱动或由减速机输出轴间接驱动,摩擦滚筒与摩擦式提升机主轴联接在一起同步旋转,摩擦滚筒周边安装固定具有一定摩擦系数的摩擦衬垫,摩擦衬垫上搭覆提升钢丝绳,提升钢丝绳两端分别连接有提升容器,摩擦滚筒旋转通过提升钢丝绳与摩擦滚筒上的摩擦衬垫之间的摩擦力带动提升容器在井筒上下往复运行;提升容器用于装载煤矿井下开采出来的矿产物以及提升煤矿生产所使用的材料、设备、人员;井筒是连接地面与煤矿井下的通道;其中地面通道作为地面连接井筒的空间;井下通道作为煤矿井下作业场所连接井筒的空间;
摩擦滚筒制动盘为一圆环钢板,固定在摩擦滚筒上,由提升机盘式制动闸施加压力,产生制动力矩;盘式制动闸通过预压缩的蝶形弹簧施加正压力给摩擦滚筒制动盘,产生摩擦力,形成制动力矩;导向轮用于调整提升钢丝绳与摩擦滚筒的围包角,同时调整钢丝绳在井筒中的间距;平衡钢丝绳用于平衡提升钢丝绳在摩擦滚筒两侧的重量差值,保证摩擦式提升机在任何提升位置时,摩擦滚筒两侧的张力差值基本处于恒定值。
4.如权利要求3所述的摩擦式提升机,其特征在于,所述提升机盘式制动闸包括盘式制动闸端盖、进油端盖、进油咀、泄油咀,盘式制动闸端盖用于防止灰尘进入盘式制动闸内部;进油端盖通过多个螺栓和油缸紧固在一起,且上方开有进油孔,压力可调液压站压力油经过进油咀进入油孔,继而进入油缸和活塞之间的空腔内,油缸两侧镶有两道防止泄油的唇形密封,下方开有泄油孔,油缸和活塞之间的压力油一旦通过密封渗透到蝶形弹簧空腔,则通过此泄油孔排出到外界,用于防止渗油污染制动闸瓦;进油咀与进油端盖通过螺纹连接,且与压力可调液压站进油管相通;泄油咀与进油端盖通过螺纹连接,且与压力可调液压站回油管相通;调整螺母内表面与油缸装配在一起,其外表面通过螺纹和盘式制动闸壳体内螺纹连接,油缸储存一定容积的压力可调液压站压力油,使制动闸瓦和摩擦滚筒制动盘之间保持间隙,并通过调整螺母调整制动闸瓦和摩擦滚筒制动盘之间的间隙大小;连接螺栓通过螺纹与蝶形弹簧筒体连接,以一定扭矩预紧蝶形弹簧;活塞作为压力可调液压站压力油的作用面,产生正压力;盘式制动闸壳体固定在盘式制动闸的基座上,其上配置放气孔,以便蝶形弹簧被压缩时排出蝶形弹簧筒体和油缸之间的空气;蝶形弹簧有多片叠放在一起,并固定于蝶形弹簧基座上,根据摩擦式提升机所需制动力矩产生一定的预压缩量,作用在摩擦滚筒制动盘上,摩擦式提升机运行时,蝶形弹簧继续被压缩,使制动闸瓦和摩擦滚筒制动盘之间保持一定的间隙;蝶形弹簧筒体作为蝶形弹簧承压构件,其上装配制动闸瓦,作用于摩擦滚筒制动盘,产生一定的摩擦力。
5.如权利要求4所述的摩擦式提升机,其特征在于,制动闸瓦组成成份为复合材料,耐磨、摩擦系数高,具有一定的厚度,直接和摩擦滚筒制动盘接触,产生摩擦力,制动闸瓦受材料成分、污染、温度因素影响时,其与摩擦滚筒制动盘之间的摩擦系数容易发生变化,受磨损因素影响,其厚度逐渐减小,与摩擦滚筒制动盘之间的间隙逐渐增大,此时需要调整,当制动闸瓦厚度减小到一定程度时,更换新的制动闸瓦,防止盘式制动闸制动失效。
6.一种缠绕式提升机,其特征在于,具有如权利要求1-2任一所述的提升设备制动系统。
7.一种提升设备,其特征在于,具有如权利要求1-2任一所述的提升设备制动系统。
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