CN114249263B - 一种提高矿井提升机制动力及应急处突方法 - Google Patents

一种提高矿井提升机制动力及应急处突方法 Download PDF

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Abstract

本公开属于矿井提升机领域，公开一种提高矿井提升机制动力及应急处突方法，其结构包括滚筒支架、制动器支架、滚筒、液压夹持机构、制动机构和液压推杆机构。设计原因为现今制动系统制动过程中，由于电机的性能因素以及转轴的安装尺寸等原因，滚筒盘面会产生一定的径向振动，容易引发制动失效；并且在制动过程中若某一制动系统发生故障，整体装置的制动性能会显著降低。本公开的结构为三面制动钳体装置，可通过液压带动三摩擦块同时接触摩擦盘面与踏面进行制动，达到提高矿井提升机制动力的作用；同时当发生液压制动失效时，可通过安装于夹板上的位移传感器与外部PLC系统进行调节，使液压推杆机构杆长缩短带动侧摩擦块接触摩擦踏面，达到应急处突的目的。

Description

一种提高矿井提升机制动力及应急处突方法
技术领域
本公开属于矿井提升机领域，具体涉及一种提高矿井提升机制动力及应急处突方法。
背景技术
目前，国内外许多矿井提升机的刹车制动系统大都采用液压盘式制动器进行作业。矿井提升机的电机通过轴带动滚筒进行转动，滚筒上缠绕着的钢绳带动重物进行升降作业。当需要进行制动时，液压装置通过油压与碟形弹簧的作用对盘面摩擦块产生制动力夹持滚筒盘面，在摩擦制动下滚筒最终停止转动。
但是在整个制动过程中，由于电机的性能因素以及转轴的安装尺寸等原因，滚筒盘面会产生显著的径向振动，这不仅会产生噪音，还会使提升机制动力降低，严重的话会引发制动失效。
同时，现今使用的液压制动系统一般安装四个子系统，每个滚筒盘面各安装两个制动系统，在制动过程中若其中一个子系统发生故障，滚筒盘面仅剩另外三个制动系统工作，制动性能会显著降低，若此时制动力达不到要求，提升机将会引发制动失效。
发明内容
针对现有技术的不足，本公开的目的在于提供一种提高矿井提升机制动力及应急处突方法，解决了背景技术中提到的问题。
本公开的目的可以通过以下技术方案实现：
一种提高矿井提升机制动力及应急处突方法，其具体结构包括滚筒、制动机构、滚筒支架、制动器支架、液压夹持机构、液压推杆机构，所述滚筒通过转轴安装在滚筒支架上，制动机构安装于制动器支架上，所述液压推杆机构与液压夹持机构安装于制动机构上。
进一步地，所述制动机构包括左右钳体结构、旋杆结构和侧摩擦结构，左右钳体结构与旋杆结构连接，旋杆结构与侧摩擦结构连接。
进一步地，所述左右夹板结构包括左钳体、右钳体、盘面摩擦块、滑轴，每个夹板的中间位置上均焊接有两滑轴，盘面摩擦块与夹板契合安装，再通过螺钉进行固定。
进一步地，所述旋杆结构包括左旋杆、右旋杆、左旋螺母、右旋螺母和互逆螺纹杆，左旋杆跟左旋螺母通过互逆螺纹杆上的左旋螺纹连接，右旋杆跟右旋螺母通过互逆螺纹杆上的右旋螺纹连接。
进一步地，所述侧摩擦结构包括连接夹具和踏面摩擦块，连接夹具上开有四个孔，通过螺钉与踏面摩擦块安装。
进一步地，所述液压夹持机构包括夹持套筒、活塞杆、碟形弹簧、夹持架、法兰挡圈；活塞杆与液压套筒同轴安装，活塞杆与碟形弹簧同轴安装于套筒两侧；液压套筒上开有液压油孔可连接油管，液压套筒通过两个法兰挡圈进行密封；活塞杆连接端开有螺纹孔与夹持架通过螺钉连接。
进一步的，所述液压推杆机构包括推杆套筒、活塞杆、碟形弹簧、推杆架、法兰挡圈；活塞杆与推杆套筒同轴安装，活塞杆与碟形弹簧同轴安装于套筒两侧；推杆套筒上开有液压油孔可连接油管，推杆套筒通过两个法兰挡圈进行密封；活塞杆连接端具有螺纹可与推杆架上的螺纹孔进行配合。
进一步地，所述制动器支架包括滑轴支架、滑动支架和固定支架；固定支架由底板、肋板和支撑板焊接而成，滑轴支架与滑动支架通过螺栓进行连接，滑动支架与固定支架之间通过互相配合的工字槽口进行连接，二者可相互滑移。
本公开的有益效果：
本公开通过液压带动夹板上的连杆机构实现盘面与踏面同步制动，卸去油压后碟形弹簧恢复弹性使得制动解除；制动过程中盘面摩擦块与踏面摩擦块同时与滚筒的盘面和踏面接触，有效抑制了制动过程中滚筒轴向与径向剧烈振动问题，使制动过程更加稳定；同时实现了矿井提升机滚筒摩擦面的三面摩擦，有效增加了摩擦面积，进而提升了摩擦效率，实现提高制动力的作用；并且本公开中设计的旋杆结构可对制动系统的安装进行细调，有利于提高制动系统的安装效率。
本公开中设计的液压推杆机构在正常制动过程中内部油压保持恒定，使得同一制动盘面上的制动系统间距保持不变；但若是某一液压制动系统发生故障时，制动机构钳体上的位移传感器将检测到盘面摩擦块与制动盘面之间的位置信息有误，随即会将信号传输至PLC控制系统，PLC控制系统会根据输入信号的信息产生一输出信号，之后控制液压推杆机构上的液压压力值降低来使得同一制动盘面上的间距减小，从而带动侧摩擦块径向移动以此压紧滚筒踏面，使得制动过程安全平稳进行，达到应急处突的目的。
附图说明
为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本公开实施例的整体装置示意图；
图2是本公开实施例的制动钳体装置示意图；
图3是本公开实施例的制动机构示意图；
图4是本公开实施例的左钳体结构示意图；
图5是本公开实施例的右钳体结构示意图；
图6是本公开实施例的旋杆结构示意图；
图7是本公开实施例的旋杆结构爆炸视图；
图8是本公开实施例的侧摩擦结构示意图；
图9是本公开实施例的液压夹持机构示意图；
图10是本公开实施例的液压夹持机构剖面视图；
图11是本公开实施例的制动器支架示意图；
图12是本公开实施例的液压推杆机构示意图；
图13是本公开实施例的液压推杆机构剖视图；
图14是本公开实施例的制动过程流程图；
具体实施方式
下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本公开保护的范围。
如图1与图2所示，一种提高矿井提升机制动力及应急处突方法，其实施结构包括滚筒支架1、制动器支架2、滚筒3、液压夹持机构4、制动机构5和制动推杆机构6，滚筒3安装于滚筒支架1上，制动机构5安装于制动器支架2上，液压夹持机构4与液压推杆机构6安装于制动机构5上。
如图3所示，制动机构5由左钳体51、右钳体52、侧摩擦结构53、旋杆54组成，左钳体51边缘有均匀分布的三个固定支座分别与三根旋杆54通过螺杆连接，右钳体52边缘有均匀分布的两个固定支座分别与两根旋杆54通过螺杆连接，五根旋杆54的另一端通过螺杆与侧摩擦结构53相连接。
如图4所示，左钳体51包括盘面摩擦块511、滑轴512和板面513，左钳体51夹持端开有一槽口可与盘面摩擦块511契合安装，盘面摩擦块511开有圆周分布的螺钉孔可与左钳体槽口通过螺钉连接，左钳体51的板面513上焊接有两空心滑轴512，滑轴512一端为焊接端，另一端为阻挡端可阻止制动机构5脱离制动器支架2。
如图5所示，右钳体52与左钳体51仅夹持端支座数量不同，左钳体51含有三个与旋杆54连接的支座，右钳体52含有两个与旋杆54连接的支座。
如图6与图7所示，旋杆54包含有左旋杆541、左旋螺母542、互逆螺纹杆543、右旋螺母544和右旋杆545；互逆螺纹杆543两轴端为互逆的左右螺纹，分别与左旋杆541和右旋杆545连接，互逆螺纹杆543中段为六棱柱可通过扳手拧动来调节旋杆的整体长度，目的在于方便调节侧摩擦块531与滚筒3踏面的间距；左旋螺母542与右旋螺母544安装于互逆螺纹杆543上，起到调整旋杆54后紧定的作用。
如图8所示，侧摩擦结构53包含有侧摩擦块531与连接夹具532，侧摩擦块531侧面开有两槽口可与连接夹具532契合安装，除此之外侧摩擦块531顶端开有四个螺钉孔可通过螺钉与连接夹具532连接，连接夹具532顶端含有五个等距的支座可与五根旋杆54通过螺杆进行连接。
如图9与图10所示，液压夹持机构4由夹持架41、活塞杆42、法兰挡圈43、夹持套筒44、碟形弹簧45构成；夹持架41一端开有一小孔通过螺钉与活塞杆42轴端的螺钉孔连接，另一端开有两个关于夹持架41左右对称小孔通过螺栓与制动机构5连接；活塞杆42的轴段与夹持套筒44同轴安装；每一个液压夹持机构4均含有成对的活塞杆42和碟形弹簧45；夹持套筒44通过相互对称的法兰挡圈43进行螺栓连接；夹持套筒44上开有油管孔，液压油可通过该孔进入液压夹持机构4中。在安装时，液压夹持机构4应成对安装于制动机构5的两钳体上，并关于钳体呈对称分布，液压夹持机构4上的夹持架41槽口应与制动机构5上的左钳体51、右钳体52表面保持紧密贴合。
如图11所示，制动器支架2包括固定支架21、滑动支架22和滑轴支架23，固定支架21由开有四个均匀分布的地脚螺栓孔的底板、四个相同的梯形肋板以及支撑板焊接而成，滑轴支架23与滑动支架22通过螺栓进行连接，支架间的圆形轴孔用来与制动机构5上的滑轴512进行连接，该结构可保证制动过程中制动机构5的制动方向为垂直盘面的直线方向。
如图12与图13所示，液压推杆机构6包括推杆架61、活塞杆62、法兰挡圈63、推杆套筒64和碟形弹簧65；活塞杆62与推杆套筒64同轴安装，碟形弹簧65同轴安装于活塞杆62上；推杆套筒64上开有液压油孔以连接油管，推杆套筒64通过两个法兰挡圈63进行密封；活塞杆62连接端具有螺纹可与推杆架61上的螺纹孔进行配合。液压推杆机构6成对安装于制动器支架2上的滑动支架22上，采用螺栓进行连接。
工作原理及步骤如图14所示：
步骤一：制动开始，液压夹持机构4卸去油压，碟形弹簧45恢复弹性；
步骤二：正常制动过程中液压推杆机构6内油压保持恒定，并且油管阀门控制器闭阀，液压夹持机构4内由于碟形弹簧45的作用产生轴向拉力带动对称活塞杆42向内部挤压，同时活塞杆42带动夹持架41向轴向移动；
步骤三：位移传感器测盘面摩擦块511与制动盘面间距并输出位移数据至PLC系统进行检测与调节；
步骤四：若制动位移正常，夹持架41与制动机构5内的钳体结构相连接，并将运动传递过来，由于左钳体51上的两滑轴512被制动器支架2约束运动，所以迫使左钳体51向右钳体52进行挤压运动：同时右钳体52由于经历与左钳体51相同的受力过程而受到等大的力，运动方向与左钳体51相反；由于左钳体51与右钳体52的相向运动，进而带动钳体结构上所连接的两块盘面摩擦块511与滚筒3制动面轴向盘面接触，同时钳体结构上的所连接的五根等长旋杆54带动侧摩擦结构53向滚筒3制动面径向踏面接触，进而完成三面制动过程；
步骤五：若制动过程中某一制动系统故障，导致制动失效时，安装于制动机构5钳体上的位移传感器会检测到盘面摩擦块511与制动盘面之间的位移非电量异常，进而传输信号给PLC控制系统，经PLC控制系统处理后产生输出信号调节液压推杆机构6的油管控制阀，从而减少液压推杆机构6内的油压使得杆长缩短带动滑动支架22径向滑移，最终带动侧摩擦块531径向接触滚筒3的踏面，完成应急处突过程。
当侧摩擦块531与盘面摩擦块511磨损过多而导致无法完成三面制动时，可通过调节旋杆54的互逆螺纹杆543旋距，使旋杆54伸长或缩短从而影响摩擦块与滚筒3的同步接触；亦或者在安装制动系统时，对于制动器支座2可初步安装，之后通过调节旋杆54的长度来达到细调侧摩擦块531位置的要求。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本公开的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上显示和描述了本公开的基本原理、主要特征和本公开的优点。本行业的技术人员应该了解，本公开不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本公开的原理，在不脱离本公开精神和范围的前提下，本公开还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本公开范围内。

Claims (10)

1.一种提高矿井提升机制动力及应急处突方法，包括滚筒支架(1)、制动器支架(2)、滚筒(3)、液压夹持机构(4)、制动机构(5)和液压推杆机构(6)；所述制动器支架(2)包括固定支架(21)、滑动支架(22)和滑轴支架(23)；所述滚筒(3)安装于滚筒支架(1)上，制动机构(5)安装于制动器支架(2)上，液压夹持机构(4)与液压推杆机构(6)安装于制动机构(5)上；所述液压夹持机构(4)由夹持架(41)、活塞杆(42)、法兰挡圈(43)、夹持套筒(44)、碟形弹簧(45)构成；所述制动机构(5)包括左钳体(51)、右钳体(52)、侧摩擦结构(53)、旋杆(54)；所述左钳体(51)包括盘面摩擦块(511)、滑轴(512)和板面(513)；所述侧摩擦结构(53)包含有侧摩擦块(531)与连接夹具(532)；所述液压推杆机构(6)包括推杆架(61)、活塞杆(62)、法兰挡圈(63)、推杆套筒(64)和碟形弹簧(65)；其制动步骤在于：
步骤一：制动开始，液压夹持机构(4)卸去油压，碟形弹簧(45)恢复弹性；
步骤二：正常制动过程中液压推杆机构(6)内油压保持恒定，并且油管阀门控制器闭阀，液压夹持机构(4)内由于碟形弹簧(45)的作用产生轴向拉力带动对称活塞杆(42)向内部挤压，同时活塞杆(42)带动夹持架(41)向轴向移动；
步骤三：位移传感器测盘面摩擦块(511)与制动盘面间距并输出位移数据至PLC系统进行检测与调节；
步骤四：若制动位移正常，夹持架(41)与制动机构(5)内的钳体结构相连接，并将运动传递过来，由于左钳体(51)上的两滑轴(512)被制动器支架(2)约束运动，所以迫使左钳体(51)向右钳体(52)进行挤压运动：同时右钳体(52)由于经历与左钳体(51)相同的受力过程而受到等大的力，运动方向与左钳体(51)相反；由于左钳体(51)与右钳体(52)的相向运动，进而带动钳体结构上所连接的两块盘面摩擦块(511)与滚筒(3)制动面轴向盘面接触，同时钳体结构上的所连接的五根等长旋杆(54)带动侧摩擦结构(53)向滚筒(3)制动面径向踏面接触，进而完成三面制动过程；
步骤五：若制动过程中某一制动系统故障，导致制动失效时，安装于制动机构(5)钳体上的位移传感器会检测到盘面摩擦块(511)与制动盘面之间的位移非电量异常，进而传输信号给PLC控制系统，经PLC控制系统处理后产生输出信号调节液压推杆机构(6)的油管控制阀，从而减少液压推杆机构(6)内的油压使得杆长缩短带动滑动支架(22)径向滑移，最终带动侧摩擦块(531)径向接触滚筒(3)的踏面，完成应急处突过程。
2.根据权利要求1所述的一种提高矿井提升机制动力及应急处突方法，其特征在于，左钳体(51)边缘有均匀分布的三个固定支座分别与三根旋杆(54)通过螺杆连接，右钳体(52)边缘有均匀分布的两个固定支座分别与两根旋杆(54)通过螺杆连接，旋杆(54)的另一端通过螺杆与侧摩擦结构(53)相连接。
3.根据权利要求1所述的一种提高矿井提升机制动力及应急处突方法，其特征在于，制动机构(5)夹持端开有一槽口可与盘面摩擦块(511)契合安装，盘面摩擦块(511)开有圆周分布的螺钉孔可与左钳体(51)槽口通过螺钉连接，滑轴(512)焊接于左钳体(51)的板面(513)上。
4.根据权利要求1所述的一种提高矿井提升机制动力及应急处突方法，其特征在于，所述右钳体(52)的结构与左钳体(51)仅夹持端支座数量不同，左钳体(51)含有三个与旋杆(54)连接的支座，右钳体(52)含有两个与旋杆(54)连接的支座。
5.根据权利要求1所述的一种提高矿井提升机制动力及应急处突方法，其特征在于，侧摩擦块(531)与连接夹具(532)契合安装，连接夹具(532)与旋杆(54)通过螺杆进行连接。
6.根据权利要求1所述的一种提高矿井提升机制动力及应急处突方法，其特征在于，所述旋杆(54)包含有左旋杆(541)、左旋螺母(542)、互逆螺纹杆(543)、右旋螺母(544)和右旋杆(545)，旋杆(54)与左钳体(51)、右钳体(52)、侧摩擦结构(53)通过螺栓连接；所述旋杆(54)上的互逆螺纹杆(543)两轴端为相反旋向的螺纹，分别与左旋杆(541)和右旋杆(545)上的螺纹孔连接，左旋螺母(542)与右旋螺母(544)安装于互逆螺纹杆(543)上。
7.根据权利要求1所述的一种提高矿井提升机制动力及应急处突方法，其特征在于，夹持架(41)通过螺钉与活塞杆(42)轴端连接，另一端通过螺栓与制动机构(5)连接；活塞杆(42)的轴段与夹持套筒(44)同轴安装；夹持套筒(44)与相互对称的法兰挡圈(43)通过螺栓组连接。
8.根据权利要求1所述的一种提高矿井提升机制动力及应急处突方法，其特征在于，所述液压夹持机构(4)成对安装于制动机构(5)的两钳体上，并关于钳体呈上下对称分布，液压夹持机构(4)上的夹持架(41)槽口与制动机构(5)上的左钳体(51)、右钳体(52)表面接触。
9.根据权利要求1所述的一种提高矿井提升机制动力及应急处突方法，其特征在于，固定支架(21)与滑动支架(22)通过相互契合的工字槽口进行连接，二者可沿一方相互滑移，滑轴支架(23)与滑动支架(22)通过螺栓进行连接，支架间的圆形轴孔与制动机构(5)上的滑轴(512)相连接。
10.根据权利要求1所述的一种提高矿井提升机制动力及应急处突方法，其特征在于，活塞杆(62)与推杆套筒(64)同轴安装，碟形弹簧(65)同轴安装于活塞杆(62)上；推杆套筒(64)上开有液压油孔以连接油管，推杆套筒(64)通过两个法兰挡圈(63)进行密封；活塞杆(62)连接端具有螺纹可与推杆架(61)上的螺纹孔进行配合，液压推杆机构(6)成对安装于制动器支架(2)内的滑动支架(22)上，采用螺栓进行连接。
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