CN212225830U - 一种电动缸液压盘形制动系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于矿井提升设备领域，公开了一种电动缸液压盘形制动系统，包括盘形制动器装置、加油站、电动缸装置和控制驱动系统，电动缸装置包括电动缸和直线电机装置；电动缸的油口、加油站的出油口和盘形制动器装置的制动器油口均与系统主管路连接，直线电机装置的活动端与位于电动缸内部的电动缸活塞固定连接，控制驱动系统用于驱动直线电机装置运动；制动器活塞设置在制动油缸内，连接螺栓的一端与制动器活塞固定连接，另一端穿过制动油缸与衬板固定连接，碟形弹簧组设置在连接螺栓外周并位于衬板的筒体内，制动块固定设置在衬板外侧正对制动盘的位置。本实用新型结构简单、运行可靠、效率高，可以广泛应用于矿井提升设备领域。

Description

一种电动缸液压盘形制动系统

技术领域

本实用新型属于矿井提升设备领域，具体涉及一种电动缸液压盘形制动系统。

背景技术

盘形制动系统主要应用在皮带运输机、架空索道、升船机等各种起重运输机械设备的刹车及制动系统中，特别是矿井提升设备的刹车及制动系统中。现用技术中矿井提升设备盘形制动系统是基于液压传动及液压比例控制的盘形制动系统完成的，由盘形制动器装置、液压站、控制系统、液压管路及连接电缆组成。其中盘形制动器装置是采用碟形弹簧、油缸和闸块等组件向提升设备制动盘施加正压力的制动执行单元。液压站是为制动系统执行机构提供可调节压力油以实现工作制动和安全制动的动力及控制装置。所述工作制动是提升设备正常工作常用的减速及停车操作过程，所谓安全制动是提升设备发生异常现象，需要紧急停车时，能按预先给定的程序施行紧急制动过程。

盘形制动系统中，制动力的大小变化可以通过调节制动系统配套液压站的油压高低来实现。液压站上的电液调压装置控制油压的变化，而电液调压装置在手动操作方式时用操作台上的制动手把控制，在全自动化提升时受电气控制系统的闭环控制。当提升设备在提升过程中因突发事件需要紧急制动时，制动系统油压值很快降到预先设定的某一值，延时预定的时间后，油压迅速降至零，此时制动器在制动盘上作用有最大的正压力，闸瓦与制动盘之间的摩擦力是提升系统的最大制动力，提升设备处于安全制动状态。

从盘形制动系统的工作原理可知，液压站是制动系统中关键部件，它是制动能量的源泉及制动力矩调节的控制器，其包括大油箱,油泵电动机，油泵，比例溢流阀，单向阀，电磁换向阀，及大量液压保护及控制器件。系统的抗污染能力差、成本高、系统复杂、维护工作量大、可靠性低，往往因为液压站故障影响提升设备的生产效率。如果设备维护稍有疏忽，在安全制动过程中就可能发生重大安全事故。为克服液压站缺陷，有人提出以电气传动代替液压传动的盘形制动系统，例如，有人提出了一种矿井提升机专用音圈电机传动的盘形制动器装置，解决了小型矿用提升设备制动问题。但是，由于现大力矩音圈电机等直线电机技术还不成熟，且尺寸偏大，在大型提升设备上使用尚有限制。

实用新型内容

本实用新型克服现有技术存在的不足，所要解决的技术问题为：提供一种电动缸液压盘形制动系统，以实现大型提升设备的电气传动制动。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：一种电动缸液压盘形制动系统，包括：盘形制动器装置、加油站、电动缸装置和控制驱动系统，所述电动缸装置包括电动缸和直线电机装置；所述电动缸的油口、加油站的出油口和盘形制动器装置的制动器油口均与系统主管路连接，所述直线电机装置的活动端与位于电动缸内部的电动缸活塞固定连接，所述控制驱动系统用于驱动所述直线电机装置运动；

所述盘形制动器装置包括组分别设置在制动盘两侧的制动器闸，所述制动器闸包括松闸油缸、制动器活塞、壳体、连接螺栓、带筒体的衬板、制动块和碟形弹簧组，所述制动器活塞设置在松闸油缸内，连接螺栓的一端与制动器活塞固定连接，另一端穿过松闸油缸与衬板固定连接，所述碟形弹簧组设置在连接螺栓外周并位于所述衬板的筒体内，所述制动块固定设置在所述衬板外侧，并正对制动盘的位置。

所述的一种电动缸液压盘形制动系统，还包括设置在系统主管路上的压力传感器和压力表，所述加油站的出油口通过出油支路与所述系统主管路连接，所述出油支路上设置依次设置有快换接头、手动开关和单向阀；所述盘形制动器装置的壳体上设置有通气螺钉，所述通气螺钉用于放气。

所述的一种电动缸液压盘形制动系统，包括多个盘形制动器装置和多个电动缸装置；所述多个盘形制动器装置、多个电动缸装置和控制驱动系统构成分布式集成制动系统。

所述的一种电动缸液压盘形制动系统，还包括紧急卸油装置，所述紧急卸油装置包括电磁换向阀和油箱，所述电磁换向阀的一端与系统主管路连接，另一端与油箱连接。

所述控制驱动系统包括第一PLC控制器、第二PLC控制器、交换机、UPS供电装置、工控机和多路伺服驱动器，所述第一PLC控制器、第二PLC控制器通过交换机与工控机连接，所述工控机通过交换机与远程监控系统连接，第一PLC控制器、第二PLC控制器的输出端与多路伺服驱动器的控制端连接，所述多路伺服驱动器用于驱动多个所述直线电机装置工作，所述UPS供电装置用于给所述控制驱动系统和直线电机装置提供不间断电源。

所述的一种电动缸液压盘形制动系统，系统中液压介质被气体介质代替，所述加油站被气源代替，所述松闸油缸被制动气缸代替。

本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果：

1）、本实用新型用电动缸代替了液压站，整个矿井提升设备系统去掉了液压站系统，无需再采用大噪音的油泵电机、油泵、冷却装置、比例溢流阀等电磁阀装置等等，解决了液压站油液泄漏、污染，系统复杂，维修困难等问题，具有结构简单、运行可靠、效率高的优点；新系统噪音低，节能，干净，高刚性，抗冲击力，超长寿命，操作维护简单。

2）、电动缸可以闭环伺服控制，控制精度达到0.01mm；精密控制推力，控制精度可达1%；很容易与PLC等控制系统连接，实现高精密运动控制。

3）、本实用新型的制动系统可以布置为分布式集成制动系统，分布式集成制动系统的执行机构靠近提升设备制动器，因此制动响应快且制动压力动态特性好。

4）、电气化将液压和气动操作转化为电气运动，通过电气化可以显著提高机器性能以及获得成本优势。电动执行部件的成本比同等功能的液压和气动系统要低。尤其采用电动缸恒减速制动系统比现用液压恒减速制动系统节约成本最少50%。且由于电动缸免维护，安装调试容易，减少了大量的售后服务成本。

5）、伺服直线电机系统集成度高：控制器、电机、传感器可以一体化设计，实现电机装置高功率密度和小型化设计。大大减少提升设备车房面积。在达到相同功能的前提下，安装电动直线执行器比安装多个液压和气动部件更迅速、更方便。对于井下提升设备或者井塔式提升设备意义更大。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的一种电动缸液压盘形制动系统的结构示意图；

图2为本实用新型实施例中盘形制动器装置的安装结构示意图；

图3为本实用新型实施例中控制驱动系统的工作原理示意图；

图4为图3的左视图。

图中：1-直线电机装置，2-电动缸活塞，3-电动缸，4-电动缸油口，5-加油站，6-手动开关，7-单向阀，8-电磁换向阀，9-制动器活塞，10-碟形弹簧组，11-制动盘，12-制动块，13-通气螺钉，14-盘形制动器装置，15-制动器进油口，16-系统管路，17-紧急卸油装置，18-快换接头，19-压力传感器，20-压力表，21-控制驱动系统，22-UPS，23-松闸油缸，25-壳体，26-连接螺栓，27衬板，30-油箱，31-出油支路，1a-闸瓦磨损指示器，2a-碟簧疲劳指示器，3a-制动器闸，4a-支架，5a-进油管，6a-固定螺栓，7a渗漏油管，8a-集油器。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本实用新型中的实施例，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他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，本实用新型实施例提供了一种电动缸液压盘形制动系统，包括：盘形制动器装置14、加油站5、电动缸装置和控制驱动系统21，所述电动缸装置包括电动缸3和直线电机装置1；所述电动缸3的油口4、加油站5的出油口和盘形制动器装置14的制动器油口15均与系统主管路16连接，所述直线电机装置1的活动端与位于电动缸3内部的电动缸活塞2固定连接，所述控制驱动系统21用于驱动所述直线电机装置1运动。

其中，所述盘形制动器装置14包括松闸油缸23、制动器活塞9、壳体25、连接螺栓26、带筒体的衬板27、制动块12和碟形弹簧组10，所述制动器活塞9设置在松闸油缸23内，连接螺栓26的一端与制动器活塞9固定连接，另一端穿过松闸油缸23与衬板27固定连接，所述碟形弹簧组10设置在连接螺栓26外周并位于所述衬板27的筒体内，所述制动块12固定设置在所述衬板27外侧，并正对制动盘11的位置。

具体地，如图1所示，本实施例提供的一种电动缸液压盘形制动系统，还包括设置在系统主管路16上的压力传感器19和压力表20，所述加油站5的出油口通过出油支路31与所述系统主管路16连接，所述出油支路31上设置依次设置有快换接头18、手动开关6和单向阀7；所述盘形制动器装置14的壳体25上设置有通气螺钉13，所述通气螺钉13用于放气。其中，加油站5可以为小型移动快速加油站。

进一步地，本实施例中，所述电动缸液压盘形制动系统可以包括多个盘形制动器装置14和多个电动缸装置，如图2所示，为2个盘型制动器装置14的安装示意图，由盘型制动器装置14包括制动闸3a、支架4a、进油管5a、渗漏油管7a、闸瓦磨损指示器1a、碟簧疲劳指示器2a、集油器8a等。制动器的制动力矩是闸瓦沿轴向压制动盘时产生的摩擦力矩，为了使制动盘不产生附加变形，主轴不承受附加轴向力，盘闸都成对使用，每一对叫做一副制动闸。制动器闸3由固定螺栓6a成对地把紧在盘形制动器的支架4a上，每个支架上可以同时安装1、2、3、4对甚至更多对盘形闸，盘形闸的规格和对数根据提升设备对制动力矩的大小需求来确定，提升设备越大盘形闸的规格就越大，盘形闸的对数也越多，以满足矿井提升设备对制动力矩的要求。本实施例中，所述多个盘形制动器装置14、多个电动缸装置和控制驱动系统21构成分布式集成制动系统。分布式布置的不同数量的盘形制动器配置同等数量的电动缸装置，构成同等数量的电动缸液压盘形制动系统，这些独立工作系统通过油管全部连接起来，形成一个整体液压制动系统。它可快速建立松闸压力，动态响应迅速，提升设备制动力控制灵活、松闸压力控制精度高，满足无人值守智能操作矿井提升设备在自主制动时对动态目标松闸压力进行高精度跟随控制的要求。另外，当分布式集成制动系统其中一台电动缸因为故障（比如电机装置突然故障、专用丝杠装置卡阻）不能工作时，由于系统管路连接，其余制动器系统还会通过管路为故障制动器系统提供松闸油压，系统依然能够工作。相当于多路并联工作，增加了工作制动的冗余度。

进一步地，如图3所示，本实施例中，所述控制驱动系统21包括第一PLC控制器、第二PLC控制器、交换机、工控机和多路伺服驱动器，所述第一PLC控制器、第二PLC控制器通过交换机与工控机连接，所述工控机通过交换机与远程监控系统连接，第一PLC控制器、第二PLC控制器的输出端与多路伺服驱动器的控制端连接，所述多路伺服驱动器用于驱动多个所述直线电机装置1工作。本实用新型实施例中，制动力矩及过程控制统一由智能的控制驱动装置21来进行控制，所述控制驱动装置包括两套互为冗余的可编程控制器（PLC），多路输出伺服驱动器，交换机，远程监控装置，工控机及各种数据采集传感器装置。互为冗余的可编程控制器（PLC）根据控制信号要求，控制伺服驱动装置按照设计要求控制多台伺服电机工作，其工作参数可以通过工控机进行显示和记录，并可实现远程实时监控，满足智能控制要求。伺服电机控制器采用基于微处理器的印刷电路板，并装有允许在远程网络之间进行通讯的附加软件，内置CAN总线支持，对于电机关键参数（例如电压、速度、作用力和温度）的连续监测能够通过防止超出正常范围的运动来保护执行器和机器。内置行程末端限位开关被安装在执行器中，可确保顺畅、可重复的操作，并保护连接设备和执行器。装置可以和任何带CAN现场总线的其他设备进行额外通讯。

提升设备有多种规格及型号，大型提升设备提升货物多，其制动力矩也需要相应变大才能有效的制动住货物，对于不同力矩的制动器，按照密闭液体压强各处相等的帕斯卡定律，本实用新型实施例提供的一种电动缸液压盘形制动系统，可以根据制动器活塞面积去相应地设计制造不同的电动缸缸活塞的面积即可。这样就可以满足所有矿井提升设备制动的要求。

具体地，本实施例提供的一种电动缸液压盘形制动系统，还包括紧急卸油装置17，所述紧急卸油装置17包括电磁换向阀8和油箱30，所述电磁换向阀8的一端与系统主管路16连接，另一端与油箱30连接。紧急泄油装置来作为矿井提升设备的并联冗余的回油通道，且由于系统是分布式集成制动系统，几套独立电动缸液压盘形制动器装置通过管路相连，相当于为多通道并联冗余的回油通道，远远高于国家《煤矿安全规程》对制动器的安全冗余要求。紧急制动时，触发紧急泄油装置17的电磁换向阀8的继电器线圈，使电磁换向阀8通电，系统管路16中的油便通过电磁换向阀8放入油箱30，将系统管路油压迅速释放为残压，所述制动块12会以最快速度向制动盘11方向靠近直至完全接触，所述碟形弹簧组10便释放剩余的预压缩力至制动盘上11，所述制动块12与所述制动盘11产生摩擦力，使矿井提升设备按照一定的减速度减速并实现安全停车。

进一步地，本实施例中，如图1所示，所述电动缸液压盘形制动系统包括还包括UPS供电装置22，所述UPS供电装置22用于给所述控制驱动系统21和直线电机装置1提供不间断电源。当矿井提升设备遇到停电故障时，由于设备为势能负载，为防止溜车、飞车故障，系统必须进行紧急制动。本实用新型实施例设有矿井提升设备系统停电安全后备保护环节，当系统遇到停电故障时，控制驱动系统由于受UPS装置供电依然处于正常工作状态，安全回路断电信号动作，触发控制直线电机装置1在紧急断电状况下快速先回到设定电流，延时数秒后快速回到零点的功能，从而带动电动缸活塞2先快速回到设定位置，延时数秒后快速回到原点位置，将系统管路油压迅速释放为设定值，延时数秒后快速降到残压甚至是负压，所述制动器迅速抱闸，实现安全制动。所述制动块12会以最快速度向制动盘11方向靠近直至完全接触，所述碟形弹簧组10便释放剩余的预压缩力至制动盘上11，所述制动块12与所述制动盘11产生摩擦力，使矿井提升设备按照一定的减速度减速并实现安全停车功能。停电紧急制动在井中也执行二级或多级恒力矩制动模式，防止提升设备系统由于断电产生过大制动减速度或重力自由溜车状态，保障提升设备安全。

本实用新型的工作原理如下：

矿井提升设备电动缸液压盘形制动装置是靠盘形制动器中碟形弹簧产生制动力，而靠电动缸传动和控制的液体压力克服碟形弹簧制动力来松闸工作。制动状态时，利用碟形弹簧组的弹簧力进行制动。当伺服直线电机电流从最大降低到零时(制动过程)，碟形弹簧预紧产生的弹簧力通过衬板27作用于制动块（闸块）上，施加的正向弹簧力使制动块与制动盘贴合产生制动正压力，从而可以制约制动盘的旋转趋势。松闸状态时，伺服直线电机电流增加，当电流逐步升高至额定工作电流时，与制动块12相连的制动器活塞受驱动作用，克服碟形弹簧组的预紧力并压缩碟簧而产生向制动盘相反方向位移，活塞通过连接螺柱、碟簧中置连接轴而带动制动块12后移，制动块12与制动盘之间形成间隙，从而解除了制动盘上作用的制动正压力，制动器处于松闸状态。

其工作过程如下：

控制驱动系统21给所述电动缸3的直线电机装置1的定子线圈通电后，转子在此磁场的作用下转动，为保证控制精度，直线电机装置均采用伺服直线电机装置；所述直线电机装置1的旋转运动，经过专用丝杠后变换成具有一定增量推力的直线运动，所述电动缸活塞2向非电机侧推动，系统密闭液压系统压力开始增加，通过所述系统连接管路16将压力油通过所述盘形制动器14的制动器进油口15进入松闸油缸23中。随着直线电机装置1的电流增大，电动缸活塞2推力也增大，系统管路16压力也增大，并施加到盘形制动器装置14的松闸油缸23中，所述盘形制动器装置14的制动器活塞9克服碟形弹簧组10的预应力，带动制动块12向离开制动盘11方向移动，通过操作台手柄继续提高伺服电机电流至最大设计电流值，所述直线电机装置1的推力最大，所述碟形弹簧组10即处于最大的预压缩状态。所述制动块12离开制动盘11一定距离，此即为松闸状态。一般调整其间隙为1-2mm，松闸过程结束。当需要制动时，操作台控制手柄反向旋转，所述直线电机装置1的电流减小，系统管路16压力也减小，在碟形弹簧组10释放的内力推动下，所述盘形制动器装置14的制动器活塞9推力小于碟形弹簧组10的预应力，带动制动块12向制动盘方向移动，继续减小电机电流至最小电流值，所述直线电机装置1的推力最小，碟形弹簧组10便释放剩余的预压缩力至所述制动盘11上，提升设备便处于制动状态，此时的力即为盘形制动器装置14产生的最大制动力。制动过程结束。反复重复上述过程，制动器就反复的进行松闸与制动过程。所述盘型制动器14根据矿井提升设备工艺要求，在操作台手柄控制下反复在制动状态和松闸状态下工作，实现矿井提升设备正常工作制动功能。

当矿井提升设备在提升过程中因异常突发事件需要紧急安全制动时，无论所述电动缸活塞2工作于任何位置，由于所述伺服电机装置1设计有紧急断电快速先回到设定电流值，延时数秒后快速回到零点功能，它会带动电动缸活塞2先回到设定位置延时数秒后快速回到原点，使系统油压快速降到缓冲设定值，延时数秒后快速降到残压甚至是负压，将系统管路油压迅速释放为残压甚至是负压，所述制动器迅速抱闸，实现安全制动。所述制动块12会以最快速度向制动盘11方向靠近直至完全接触，所述碟形弹簧组10便释放剩余的预压缩力至制动盘11上，所述制动块12与所述制动盘11产生摩擦力，使矿井提升设备按照一定的减速度减速并实现安全停车功能。

在矿井提升设备中，制动器是成对对称使用的，并固定安装在制动器装置上。根据提升设备大小使用对数不一样，小型提升设备提升载荷轻，一个制动器装置上安装1对制动器闸，大型提升设备提升载荷重，常使用2-4对制动器闸。而制动器装置是分布在卷筒两侧的，单滚筒矿井提升设备使用两套制动器装置，双滚筒矿井提升设备使用四套制动器装置，这样对制动盘和卷筒不会产生附加的侧向载荷。本实用新型实施例中，采用一套电动缸控制一套制动器装置的方案，由于一套矿井提升设备需要2-4套制动器装置，也就意味着一台矿井提升设备需要2-4套电动缸液压盘形制动装置，而每套电动缸液压盘形制动装置同时要控制1-4对制动闸。一台矿井提升设备的2-4套电动缸液压盘形制动装置通过油管全部连接起来，形成一个集成整体液压系统，而2-4套电动缸液压盘形制动装置分别布于提升设备不同位置，这种多套独立制动装置通过管路并联连接形成一个统一制动系统，而安装分别就近控制制动器的方式，我们把它称为分布式集成制动系统。它可快速建立制动压力，动态响应迅速，提升设备制动力控制灵活、制动压力控制精度高，满足无人值守智能操作矿井提升设备在自主制动时对动态目标制动压力进行高精度跟随控制的要求。并且具有以下优点：1），当分布式集成制动系统其中一套电动缸因为自身故障（比如电机装置突然故障、专用丝杠装置卡阻）不能工作时，由于系统管路连接，其余制动器系统还会通过管路为故障制动器系统提供工作压力，系统依然能够工作。相当于多路并联工作，增加了工作制动的冗余度。2），为减小安全紧急制动时对矿井提升设备的冲击，在进行6.4.1条所述安全制动过程中，可让分布式制动系统中各独立系统按照时间延时分段工作，也就是先投入一组独立制动器装置工作，间隔预定时间后，再投入第二组（第N组）独立制动器装置工作，这样能够实现二级（多级）恒力矩制动模式。具体过程为一套电动缸装置会使直线电机装置快速回到原点，瞬时制动即产生第一级制动力矩，使提升设备产生符合《煤矿安全规程》规定的减速度，以确保整个提升系统平稳、可靠减速。延时一段经过计算的时间后另外1套电动缸装置快速回到原点，把第二级制动力矩全部施加上去，使提升设备产生符合《煤矿安全规程》规定的制动力矩，最终使提升设备安全地处于静止状态。3）为减小安全紧急制动时对矿井提升设备的冲击，可让分布式制动系统按照油压分级降低的工作方式制动，从而形成分级减速的功能。从而实现多级恒力矩制动模式或恒减速制动模式，最大限度保障了矿井提升设备的安全。

进一步地，本实施例中，系统中液压介质被气体介质代替，所述加油站5被气源代替，所述松闸油缸被制动气缸代替。本实施例中，若将液压介质更改为气体介质，同样可以完成上述制动工作过程，其工作装置和工作原理不变。

本实用新型实施例提供的一种电动缸液压盘形制动系统，省去了液压站部分，因此彻底杜绝了液压站造成的油污染、故障率高、维修不方便、跑冒滴漏等难以解决的现象、生产效率低等液压传动共性问题。其结构简单，成本显著降低。同时，分布式伺服电机控制容易，精度提高，安全冗余度高，基本属于免维护系统。此外，本实用新型实施例中，伺服电机装置1内部自带通信装置及集成电流监控功能，在电动缸的电机运行过载时，装置会自动切断电源，使电机不会烧毁，同时向提升机电控系统发出故障反馈信号，确保矿井提升设备安全运行。

另一方面，本实用新型的工作过程如下：

S1、将盘形制动器装置14、加油站5、紧急卸油装置17和电动缸装置与系统管路16连接。

S2、打开手动开关6，通过单向阀7以0.5Mpa的油压给整个系统加油。

S3、拧松盘形制动器通气螺钉13，把系统管路中的空气排出，直到冒油无气泡时结束放气，拧紧通气螺钉13，继续加油至压力表20显示为0.5Mpa残压的临界状态，关闭手动开关6，加油工作结束。此时紧急泄油装置17中的电磁换向阀8由于在非紧急制动状态下，不通电，为截止状态，这样系统液压就形成了一个接近于0.5Mpa残压的带压临界状态，系统准备工作结束。加油站5可以撤离也可以保持连接状态。

S4、需要制动时，通过控制驱动系统21减小直线电机装置1的电流，使电动缸活塞2向外运动，减小系统管路16压力，使碟形弹簧组10的预应力推动制动块12至制动盘11上产生制动力，需要松闸时，通过控制驱动系统21增加直线电机装置1的电流，使电动缸活塞2向内运动，增加系统管路16压力，使制动器活塞9克服碟形弹簧组10的预应力拉动制动块12离开制动盘11一定距离；需要紧急制动时，通过控制驱动系统21减小直线电机装置1的电流，使电动缸活塞2向外运动，减小系统管路16压力，使碟形弹簧组10的预应力推动制动块12至制动盘11上产生制动力，需要松闸时，通过控制驱动系统21增加直线电机装置1的电流，使电动缸活塞2向内运动，增加系统管路16压力，使制动器活塞9克服碟形弹簧组10的预应力拉动制动块12离开制动盘11一定距离；需要紧急制动时，控制驱动系统21发送控制信号，使直线电机装置1的电流先回到设定电流，延时数秒后再回到零点；此时，电动缸活塞2快速回到缓冲设定位置，延时数秒后快速回到原点，进而将系统管路16油压先释放为缓冲设定值，延时数秒后快速降到抱闸设定值，油压的抱闸设定值为残压或者是负压，盘形制动器装置14迅速抱闸，实现安全制动。

进一步地，本实施例中，所述电动缸液压盘形制动系统包括多个盘形制动器装置14和多个电动缸装置，所述多个盘形制动器装置14成对设置在制动盘11两侧的不同位置；所述多个盘形制动器装置14、多个电动缸装置和控制驱动系统21构成分布式集成制动系统；所述多个电动缸装置被分为两组或多组，制动时按组先后投入工作，实现二级或多级恒力矩制动模式。

进一步地，本实施例中，根据提升机上升和下放的制动力矩要求，所述电动缸装置被配置为基于方向自动识别的双二级制动恒力矩制动模式。它具有对提升设备上提，下放的自动方向识别控制系统，根据上提，下放工况方向不同紧急制动力矩不同要求，按不同紧急制动要求实施二级制动，达到方向自动识别双二级制动恒力矩制动功能的要求。另外，不需要增加任何硬件设施，紧急安全制动模式配套专用恒减速控制软件还可以设计为恒减速制动模式。

当矿井提升设备遇到停电故障时，由于设备为势能负载，为防止溜车、飞车故障，系统必须进行紧急制动。本实用新型实施例设有矿井提升设备系统停电安全后备保护环节，当系统遇到停电故障时，控制驱动系统21由于受UPS装置供电依然处于正常工作状态，安全回路断电信号触发同时受UPS装置供电的伺服电机装置1的紧急断电快速先回到设定电流值，延时数秒后快速回到零点功能，它会带动电动缸活塞2先快速回到设定位置延时数秒后快速回到原点快速回到原点位置，使系统管路油压先快速降到设定值，延时数秒后快速降到残压甚至是负压，所述制动器迅速抱闸，实现安全制动。所述制动块12会以最快速度向制动盘11方向靠近直至完全接触，所述碟形弹簧组10便释放剩余的预压缩力至制动盘11上，所述制动块12与所述制动盘11产生摩擦力，使矿井提升设备按照一定的减速度减速并实现安全停车功能。停电紧急制动在井中也按照6.4.2条所述执行二级或多级恒力矩制动模式，在井口执行一级恒力矩制动模式，防止提升设备系统由于断电进入重力自由溜车状态，保障提升设备安全。

此外，本实用新型实施例中，每一套通电动缸液压盘形制动器装置除通过电动缸快速回零进行紧急制动外，还设有紧急泄油装置来作为矿井提升设备的并联冗余的回油通道。由于实施例是分布式集成制动系统，几套独立电动缸液压盘形制动器装置通过管路相连，相当于为多通道并联冗余的回油通道，任何一套紧急泄油装置工作就可以实现紧急制动功能，远远高于国家《煤矿安全规程》对制动器的安全冗余要求。紧急制动时，触发电磁换向阀8的继电器线圈，使电磁换向阀8通电，系统管路16中的油便通过电磁换向阀8放入油箱，将系统管路油压迅速释放为残压，所述制动块12会以最快速度向制动盘11方向靠近直至完全接触，所述碟形弹簧组10便释放剩余的预压缩力至制动盘上11，所述制动块12与所述制动盘11产生摩擦力，使矿井提升设备按照一定的减速度减速并实现安全停车。

紧急制动结束，修复完引起紧急制动的故障，并检查矿井提升机没有问题后。欲重新恢复正常状态时，执行以下步骤：

S5、打开手动开关6，通过单向阀7以0.5Mpa的油压给整个系统加油。

S6、拧松盘形制动器通气螺钉13，把系统管路中的空气排出，直到冒油无气泡时结束放气，拧紧通气螺钉13，继续加油至压力表20显示为0.5Mpa残压的临界状态，关闭手动开关6，加油工作结束。此时紧急泄油装置17中的电磁换向阀8由于在非紧急制动状态下，不通电，为截止状态，这样系统液压就形成了一个接近于0.5Mpa残压的带压临界状态，系统准备工作结束。加油站5可以撤离也可以保持连接状态。系统恢复到正常工作状态。

本实用新型除可以应用在矿井提升机，矿井提升绞车等矿井提升设备外，也可以应用在皮带传输设备、建筑卷扬机、升船机、起重机、电梯设备中，其制动工作原理同矿井提升设备一致，不再进行叙述。由于电动缸液压盘形制动器装置只是将原液压站动力源改为电动缸动力源，其执行装置盘形制动器还采用原有装置，不用改变原矿井提升设备制动器机械尺寸，故本实用新型对于改造现用设备也非常容易实现，有很大的应用前景。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (5)

1.一种电动缸液压盘形制动系统，其特征在于，包括：盘形制动器装置（14）、加油站（5）和电动缸装置，所述电动缸装置包括电动缸（3）和直线电机装置（1）；所述电动缸（3）的油口（4）、加油站（5）的出油口和盘形制动器装置（14）的制动器油口（15）均与系统主管路（16）连接，所述直线电机装置（1）的活动端与位于电动缸（3）内部的电动缸活塞（2）固定连接；

所述盘形制动器装置（14）包括2组分别设置在制动盘（11）两侧的制动器闸，所述制动器闸包括松闸油缸（23）、制动器活塞（9）、壳体（25）、连接螺栓（26）、带筒体的衬板（27）、制动块（12）和碟形弹簧组（10），所述制动器活塞（9）设置在松闸油缸（23）内，连接螺栓（26）的一端与制动器活塞（9）固定连接，另一端穿过松闸油缸（23）与衬板（27）固定连接，所述碟形弹簧组（10）设置在连接螺栓（26）外周并位于所述衬板（27）的筒体内，所述制动块（12）固定设置在所述衬板（27）外侧，并正对制动盘（11）的位置。

2.根据权利要求1所述的一种电动缸液压盘形制动系统，其特征在于，还包括设置在系统主管路（16）上的压力传感器（19）和压力表（20），所述加油站（5）的出油口通过出油支路（31）与所述系统主管路（16）连接，所述出油支路（31）上设置依次设置有快换接头（18）、手动开关（6）和单向阀（7）；所述盘形制动器装置（14）的壳体（25）上设置有通气螺钉（13），所述通气螺钉（13）用于放气。

3.根据权利要求1所述的一种电动缸液压盘形制动系统，其特征在于，包括多个盘形制动器装置（14）、多个电动缸装置和控制驱动系统（21），所述控制驱动系统（21）用于驱动所述直线电机装置（1）运动；所述多个盘形制动器装置（14）、多个电动缸装置和控制驱动系统（21）构成分布式集成制动系统。

4.根据权利要求3所述的一种电动缸液压盘形制动系统，其特征在于，还包括紧急卸油装置（17），所述紧急卸油装置（17）包括电磁换向阀（8）和油箱（30），所述电磁换向阀（8）的一端与系统主管路（16）连接，另一端与油箱（30）连接。

5.根据权利要求1~4任一所述的一种电动缸液压盘形制动系统，其特征在于，系统中液压介质被气体介质代替，所述加油站（5）被气源代替，所述松闸油缸（23）被制动气缸代替。

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