CN113048168A - 一种圆柱传感器监测制动正压力的盘式制动器及监测方法 - Google Patents

一种圆柱传感器监测制动正压力的盘式制动器及监测方法 Download PDF

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樊瑞敏
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Abstract

一种圆柱传感器监测制动正压力的盘式制动器及监测方法，制动正压力传感器由底座、凸台和圆柱构成，制动时，闸盘对闸瓦施加制动正压力F1，经过闸瓦作用于底座上，筒体对凸台施加压力F2，底座与凸台之间圆柱在F1和F2作用下产生压缩变形，F1＝‑F2，变形量与制动正压力F1成正比，圆柱外圆面上贴有压力应变片监测制动正压力F1，根据制动正压力F1能诊断故障和给出控制指令：开车前，等于零允许开车，不等于零诊断闸打不开故障闭锁当次开车；运行时，不等于零诊断闸施闸故障启用安全制动；制动时，大于等于制动正压力的许用值允许下次开车，小于制动正压力的许用值诊断制动正压力不足故障闭锁下次开车。

Description

一种圆柱传感器监测制动正压力的盘式制动器及监测方法
技术领域
本发明涉及一种监测制动正压力的盘式制动器及监测方法，尤其是一种适用于矿井提升机的圆柱传感器监测制动正压力的盘式制动器及监测方法。
背景技术
制动正压力传感器监测的应是闸瓦压到闸盘上的制动正压力，此制动正压力不能受摩擦力的影响。专利号为ZL20071025205.5公开了一种“制动状态下监测制动正压力的盘式制动器”，该盘式制动器在制动状态下，联接螺栓上贴有压力应变片，所监测的压力并非制动正压力，而是与闸瓦施加到制动盘上的制动正压力和制动器座孔与闸瓦轴之间的摩擦力之和。由于制动状态下监测制动正压力的盘式制动器在使用过程中，曾出现制动器座孔与闸瓦轴之间充满了油泥，导致在制动状态下，制动器座孔与闸瓦轴之间的摩擦力等于碟形弹簧产生的碟簧力，不能推动闸瓦移动，闸瓦未压到闸盘上，闸瓦施加到闸盘上的制动正压力为零，从而导致坠箕斗的重大事故，没有监测到制动正压力为零原因是：联接螺栓贴有压力应变片监测的是制动器座孔与闸瓦轴之间的摩擦力，因此错误地认为等于制动正压力，没有诊断出制动正压力为零的严重故障。
发明内容
技术问题：本发明的目的是克服已有技术中的不足之处，提供一种发明用圆柱传感器监测闸瓦压到闸盘上的制动正压力的制动器。
技术方案：本发明的圆柱传感器监测制动正压力的盘式制动器，主要由闸盘、闸瓦、制动正压力传感器、筒体、碟簧组、键一、键二、制动器座、液压缸、密封圈一、活塞、调节螺钉、螺母、密封圈二和后盖组成，所述的制动正压力传感器与闸瓦连接在一起，监测闸盘对闸瓦施加制动正压力F1；所述的制动正压力传感器由底座、凸台和圆柱构成，截面呈土字形，所述的底座右端与闸瓦通过燕尾槽形式连接在一起，承受闸盘作用在闸瓦上的制动正压力F1，所述的凸台穿过筒体内孔，凸台与筒体内孔静配合之间设有键二，凸台托住筒体内孔底部，承受筒体内孔底部施加的碟簧力、摩擦力、油压力的合力F2，所述的筒体底部端面与制动正压力传感器底座左端面之间留有间隙△，筒体与制动器座的孔动配合，设有键一；制动正压力传感器的圆柱一端穿过活塞，通过螺母固定；制动正压力传感器的底座与凸台之间的圆柱表面上贴有压力应变片，应变信号由信号线引出，通过应变片监测出制动正压力F1。
所述的筒体底部端面与制动正压力传感器底座之间的间隙△为2mm。
所述制动正压力传感器的底盘与凸台之间的圆柱表面上贴的压力应变片为2-4个。
所述制动正压力传感器监测的制动正压力方法，把监测闸瓦施加到闸盘的制动正压力作为诊断故障和给出控制指令的依据，其过程如下：
盘式制动器制动时：闸盘对闸瓦施加制动正压力F1，制动正压力F1经过闸瓦作用于制动正压力传感器的底座上，筒体对制动正压力传感器的凸台施加压力F2，制动正压力传感器的底座与凸台之间的圆柱上受到制动正压力F1和筒体施加压力F2两个力的作用，两个力大小相等、方向相反，即F1＝-F2，底座与凸台之间圆柱在F1和F2作用下产生压缩变形，变形量与制动正压力F1成正比；
开闸过程：盘式制动器处于合闸制动状态，作用在活塞上的油压力克服碟簧组压缩变形产生的碟簧力，以及碟簧组、制动器座、液压缸和密封圈一、后盖和密封圈二四处共同作用在筒体和活塞上的摩擦力之和将碟簧组继续压缩，使闸瓦左移离开闸盘，并保持通过调节螺钉调定小于2mm的闸间隙；
开车前监测过程：通过制动正压力传感器监测制动正压力F1，若制动正压力F1＝0，表明无故障，则允许开车；若制动正压力F1≠0，诊断闸打不开故障，则不允许开车，消除故障后方可开车；
监测无故障后，保持开闸状态开车过程，闸盘旋转提升机开车，同时制动正压力传感器监测制动正压力F1，当制动正压力F1≠0时，诊断闸施闸故障，及时报警和启用安全制动，消除故障后再次允许开车；
制动过程，卸载液压油油压力到残压，残压值小于0.5MPa，碟簧力克服作用在活塞上的油压力，以及碟簧组、制动器座、液压缸和密封圈一、后盖和密封圈二四处共同作用在筒体和活塞上的摩擦力之和推动闸瓦右移压紧闸盘，实现合闸制动；
制动结束再开闸前的监测过程，制动正压力传感器监测制动正压力F1，如果制动正压力F1大于等于制动正压力的许用值，则允许下次开车；如果制动正压力F1小于制动正压力的许用值，诊断制动正压力不足故障，则报警并闭锁下次开车，消除故障隐患后再进行开闸；
循环上述过程，完成实时监测制动正压力达到盘式制动器可靠运行。
有益效果：由于采用上述技术方案，本发明把监测的闸瓦施加到闸盘的制动正压力作为诊断故障和给出控制指令的依据：开车前，等于零允许开车，不等于零，诊断闸打不开故障，闭锁当次开车；运行时，不等于零，诊断闸施闸故障，启用安全制动；制动时，大于等于制动正压力许用值，允许下次开车，小于制动正压力许用值，诊断制动正压力不足故障，闭锁下次开车。大大提高了提升机盘式制动器的制动效果。
附图说明
图1是本发明的圆柱传感器监测制动正压力的盘式制动器合闸制动状态。
图2是本发明的圆柱传感器监测制动正压力的盘式制动器开闸开车状态。
图中：1—闸盘；2—闸瓦；3—制动正压力传感器；3-1—压力应变片；3-2—信号线；4—筒体；5—碟簧组；6—键一；7—键二；8—制动器座；9—液压缸；10—密封圈一；11—活塞；12—调节螺钉；13—螺母；14—密封圈二；15—后盖。
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：
本发明的圆柱传感器监测制动正压力的盘式制动器，主要由闸盘1、闸瓦2、制动正压力传感器3、筒体4、碟簧组5、键一6、键二7、制动器座8、液压缸9、密封圈一10、活塞11、调节螺钉12、螺母13、密封圈二14和后盖15组成，所述的制动正压力传感器3与闸瓦2连接在一起，监测闸盘1对闸瓦2施加制动正压力F1；所述的制动正压力传感器3由底座、凸台和圆柱构成，截面呈土字形，所述制动正压力传感器3的底盘与凸台之间的圆柱表面上贴的压力应变片3-1为2-4个。所述的底座右端与闸瓦2通过燕尾槽形式连接在一起，承受闸盘1作用在闸瓦2上的制动正压力F1，所述的凸台穿过筒体4内孔，凸台与筒体4内孔静配合之间设有键二7，凸台托住筒体4内孔底部，承受筒体4内孔底部施加的碟簧力、摩擦力、油压力的合力F2，所述的筒体4底部端面与制动正压力传感器3底座左端面之间留有间隙△，间隙△为2mm。筒体4与制动器座8的孔动配合，设有键一6；制动正压力传感器3的圆柱一端穿过活塞11，通过螺母13固定；制动正压力传感器3的底座与凸台之间的圆柱表面上贴有压力应变片3-1，应变信号由信号线3-2引出，通过应变片3-1监测出制动正压力F1。
本发明的制动正压传感器监测的制动正压力方法，把监测闸瓦施加到闸盘的制动正压力作为诊断故障和给出控制指令的依据，具体过程如下：
盘式制动器制动时：如图1所示盘式制动器处于合闸制动状态，闸盘1对闸瓦2施加制动正压力F1，制动正压力F1经过闸瓦2作用于制动正压力传感器3的底座上，筒体4对制动正压力传感器3的凸台施加压力F2，制动正压力传感器3的底座与凸台之间的圆柱上受到制动正压力F1和筒体4施加压力F2两个力的作用，两个力大小相等、方向相反，即F1＝-F2，底座与凸台之间圆柱在F1和F2作用下产生压缩变形，变形量与制动正压力F1成正比；
开闸过程：如图1所示盘式制动器处于合闸制动状态，作用在活塞11上的油压力克服碟簧组5压缩变形产生的碟簧力，以及碟簧组5、制动器座8、液压缸9和密封圈一10、后盖15和密封圈二14四处共同作用在筒体4和活塞11上的摩擦力之和将碟簧组5继续压缩，使闸瓦2左移离开闸盘1，并保持通过调节螺钉12调定小于2mm的闸间隙如图2所示；
开车前监测过程：通过制动正压力传感器3监测制动正压力F1，根据制动正压力F1是否为0判断是否可以开车：若制动正压力F1＝0，表明无故障，则允许开车；若制动正压力F1≠0，诊断闸打不开故障，则报警并闭锁当次开车，消除故障后方可开车；
监测无故障后，如图2所示保持开闸开车状态，闸盘1旋转提升机开车，同时制动正压力传感器3监测制动正压力F1，当制动正压力F1≠0时，诊断闸施闸故障，及时报警和启用安全制动，消除故障后再次允许开车；
制动过程，如图2所示保持开闸开车状态，卸载液压油油压力到残压，残压值小于0.5MPa，碟簧力克服作用在活塞11上的油压力，以及碟簧组5、制动器座8、液压缸9和密封圈一10、后盖15和密封圈二14四处共同作用在筒体4和活塞11上的摩擦力之和推动闸瓦2右移压紧闸盘1，实现合闸制动状态如图1所示；
制动结束再开闸前的监测过程，制动正压力传感器3监测制动正压力F1，如果制动正压力F1大于等于制动正压力的许用值，则允许下次开车；如果制动正压力F1小于制动正压力的许用值，诊断制动正压力不足故障，则报警并闭锁下次开车，消除故障隐患后再进行开闸；
循环上述过程，完成实时监测制动正压力达到盘式制动器可靠运行。

Claims (6)

1.一种圆柱传感器监测制动正压力的盘式制动器，包括：闸盘(1)、闸瓦(2)、制动正压力传感器(3)、筒体(4)、碟簧组(5)、制动器座(8)、液压缸(9)、密封圈一(10)、活塞(11)、调节螺钉(12)、密封圈二(14)和后盖(15)，其特征在于：所述的制动正压力传感器(3)由底座、凸台和圆柱构成，截面呈土字形，制动正压力传感器(3)的底座右端面与闸瓦(2)连接在一起，承受闸盘(1)作用在闸瓦(2)上的制动正压力F1，制动正压力传感器(3)的凸台穿过筒体(4)内孔，凸台与筒体(4)内孔静配合，凸台托住筒体(4)内孔底部，承受筒体(4)内孔底部碟簧组(5)施加的碟簧力、摩擦力和油压力的合力F2，所述的筒体(4)底部端面与制动正压力传感器(3)的底座左端面之间留有间隙△，筒体(4)与制动器座(8)的孔动配合；制动正压力传感器(3)的圆柱一端穿过活塞(11)，通过螺母(13)固定；制动正压力传感器(3)的底座与凸台之间的圆柱表面上贴有压力应变片(3-1)，压力应变片(3-1)与伸出制动正压力传感器(3)外的的信号线(3-2)相连，实时将应变片(3-1)监测制动正压力F1的信号输出。
2.根据权利要求1所述的圆柱传感器监测制动正压力的盘式制动器，其特征在于：所述的筒体(4)底部端面与制动正压力传感器(3)底座之间的间隙△为2mm。
3.根据权利要求1所述的圆柱传感器监测制动正压力的盘式制动器，其特征在于：所述制动正压力传感器(3)的底座与凸台之间的圆柱表面上贴的压力应变片(3-1)为2-4个。
4.根据权利要求1或3所述的圆柱传感器监测制动正压力的盘式制动器，其特征在于：所述制动正压力传感器(3)的底座为与圆柱连为一体、直接与闸瓦(2)通过燕尾槽形式连接在一起的盘形结构。
5.根据权利要求1所述圆柱传感器监测制动正压力的盘式制动器的制动正压力方法，其特征在于：将监测闸瓦施加到闸盘的制动正压力作为诊断故障和给出控制指令的依据，实时监测制动正压力达到盘式制动器可靠运行，具体过程如下：
盘式制动器制动时：闸盘(1)对闸瓦(2)施加制动正压力F1，制动正压力F1经过闸瓦(2)作用于制动正压力传感器(3)的底座上，筒体(4)对制动正压力传感器(3)的凸台施加压力F2，制动正压力传感器(3)的底座与凸台之间的圆柱上受到制动正压力F1和筒体(4)施加压力F2两个力的作用，两个力大小相等、方向相反，即F1＝-F2，底座与凸台之间圆柱在制动正压力F1和施加压力F2作用下产生压缩变形，变形量与制动正压力F1成正比；
开闸过程：盘式制动器处于合闸制动状态，作用在活塞(11)上的油压力克服碟簧组(5)压缩变形产生的碟簧力，以及碟簧组(5)、制动器座(8)、液压缸(9)和密封圈一(10)、后盖(15)和密封圈二(14)四处共同作用在筒体(4)和活塞(11)上的摩擦力之和将碟簧组(5)继续压缩，使闸瓦(2)向左移离开闸盘(1)，并保持通过调节螺钉(12)调定小于2mm的闸间隙；
开车前监测过程：通过制动正压力传感器(3)监测制动正压力F1，若制动正压力F1＝0，表明无故障，则允许开车；若制动正压力F1≠0，诊断闸打不开故障，则不允许开车，消除故障后方可开车；
监测无故障后，保持开闸状态开车过程，闸盘(1)旋转提升机开车，同时制动正压力传感器(3)监测制动正压力F1，当制动正压力F1≠0时，诊断闸施闸故障，及时报警和启用安全制动，消除故障后再次允许开车；
制动过程中，卸载液压缸(9)的液压油油压力到残压，残压值小于0.5MPa，碟簧力克服作用在活塞(11)上的油压力，以及碟簧组(5)、制动器座(8)、液压缸(9)和密封圈一(10)、后盖(15)和密封圈二(14)四处共同作用在筒体(4)和活塞(11)上的摩擦力之和，推动闸瓦(2)右移动压紧闸盘(1)，实现合闸制动；
循环上述过程，完成实时监测制动正压力达到盘式制动器可靠运行。
6.根据权利要求5所述的制动正压力方法，其特征在于：再次开闸时，制动正压力传感器(3)监测制动正压力F1，如果制动正压力F1大于等于制动正压力的许用值，则允许下次开车；如果制动正压力F1小于制动正压力的许用值，诊断制动正压力不足故障，则报警并闭锁下次开车，消除故障隐患后再进行开闸。
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