一种单轨吊制动闸瓦空动时间检测装置及其检测方法

1.本发明涉及单轨吊技术领域，具体涉及一种单轨吊制动闸瓦空动时间检测装置及其检测方法。


背景技术：

2.制动系统是单轨吊机车安全运行的关键部件。单轨吊制动机构的控制元件开始动作到制动闸与轨道接触的时间差为空动时间。制动空动时间是评价制动系统性能的重要参数，煤炭行业标准规定单轨吊车施闸时的空动时间应不大于0.7s。因此，有必要对制动空动时间进行精确检测。
3.目前，检测空动时间的方法主要有直接检测法和间接检测法。直接检测法是在闸块与轨道的表面贴上锡箔纸进行检测，仅能在单轨吊静止时检测，无法实现单轨吊正常运行制动过程中的空动时间检测。间接检测方法则是在驱动部制动器上安装动、静触点，以动、静触点接触信号间接测量闸块与轨道接触信号，进而得到空动时间，但该方法无法克服单轨吊驱动部各零件装配间隙对空动时间的影响，同时也无法消除闸瓦磨损对空动时间测量造成的误差。因此，亟需发明一种能够克服上述问题的单轨吊制动闸瓦空动时间检测装置及方法。


技术实现要素：

4.针对上述存在的技术不足，本发明的目的是提供一种单轨吊制动闸瓦空动时间检测装置及其检测方法，能够解决常规方法测量误差大、适应性不高以及易受干扰的问题。
5.为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
6.本发明提供一种单轨吊制动闸瓦空动时间检测装置，包括接触检测单元、公共端滚轮单元、空动时间检测单元、检测线，所述接触检测单元安装在单轨吊的制动闸上，所述公共端滚轮单元安装在单轨吊的机架上与行驶轨道对应，所述接触检测单元包括与制动闸连接的筒管，所述筒管内设置有与行驶轨道对应的金属探针，所述金属探针上形成有凸起圆柱块，所述筒管内侧壁形成有与凸起圆柱块对应的限位螺栓，所述金属探针能够在制动闸制动时与行驶轨道或限位螺栓接触，所述空动时间检测单元通过检测线与金属探针、限位螺栓以及公共端滚轮单元的轮轴电连接。
7.优选地，所述接触检测单元还包括筒管、斜面环、顶管、定向环ⅰ、定向环ⅱ、复位弹簧，所述筒管外表面与制动闸瓦螺纹连接，所述筒管底部开有用于穿入检测线的圆孔，所述筒管侧面设有用于安装限位螺栓的螺纹孔一，所述斜面环安装在筒管内部，所述斜面环内部安装有定向环ⅰ，所述斜面环靠近限位螺栓的一端开有斜面孔，所述斜面环远离限位螺栓的一端设有螺纹孔二；所述顶管的底部通过外螺纹与斜面环的螺纹孔二连接，所述顶管的顶部与制动闸瓦靠近行驶轨道的端面平齐，所述顶管内安装有定向环ⅱ；所述凸起圆柱块上设有与斜面环上斜面孔配对的环形斜面，所述金属探针远离凸起圆柱块的一端依次穿过定向环ⅰ、定向环ⅱ且伸出到制动闸瓦外部与行驶轨道对应，所述金属探针靠近凸起圆柱块
的一端套有复位弹簧，所述复位弹簧与筒管底部、金属探针的凸起圆柱块接触，所述的限位螺栓安装在筒管的螺纹孔一内。
8.优选地，所述斜面环与筒管内壁间摩擦系数大于斜面环的斜面与水平面夹角的正切值。
9.优选地，所述筒管、斜面环、顶管采用硬质绝缘材料制作。
10.优选地，所述限位螺栓的中心线与金属探针凸起圆柱块靠近限位螺栓的端面距离为11mm-12mm。
11.优选地，所述金属探针伸出制动闸瓦外部的距离为1mm-2mm。
12.优选地，所述公共端滚轮单元还包括支撑滚轮、滚动轴承、连接螺母、垫圈、卡簧、键，所述支撑滚轮安装在行驶轨道上，所述滚动轴承安装在支撑滚轮内部；所述轮轴靠近支撑滚轮的一端通过卡簧与滚动轴承固定，所述轮轴远离支撑滚轮的一端穿过机架并通过垫圈、螺栓锁紧固定，所述轮轴的中部通过键与机架固定。
13.优选地，所述支撑滚轮、滚动轴承、轮轴采用导电材料制作。
14.优选地，所述滚动轴承为高碳铬材质的深沟球轴承。
15.本发明还提供一种上述装置的检测方法，具体包括以下步骤：
16.(1)在单轨吊每个制动闸瓦上分别安装接触检测单元，将公共端滚轮单元安装在机架上，完成接触检测单元、公共端滚轮单元与空动时间检测单元的接线；
17.(2)单轨吊发出制动命令，空动时间检测单元记录下当前时刻t0；
18.(3)当金属探针接触到行驶轨道后，空动时间检测单元接触信号，记录下当前时刻t；
19.(4)空动时间检测单元计算出空动时间δt，计算公式为δt＝t-t0；
20.(5)若空动时间检测单元检测到某制动器制动空动时间δt≥700ms，空动时间检测单元发出报警，提醒该制动器异常，需要立即检修；
21.(6)若空动时间检测单元检测到制动器的限位螺栓与金属探针接触信号时，空动时间检测单元发出报警，提醒该制动器闸瓦磨损量过大，需要及时更换；
22.(7)单轨吊完成该次制动，重复步骤(2)至步骤(6)。
23.本发明的有益效果在于：
24.(1)本发明解决了现有的单轨吊机车空动时间检测装置受限于制动闸瓦磨损，测量精度会逐渐下降，影响空动时间测量的准确性的问题，本发明的空动时间检测装置的触碰检测装置利用了楔形自锁特性，在制动闸瓦磨损后，在接触压夹紧力的作用下能够整体自适应后移，可以保证制动闸瓦磨损后空动时间测量准确性。
25.(2)本发明的接触检测单元可以嵌入到制动闸瓦内，能够实现单轨吊机车运行中不同位置制动空动时间检测，对制动效果的影响小。
26.(3)本发明空动时间检测装置通过绝缘材料隔离方式，有效避免了金属探针与行驶轨道的误接触，检测可靠性高。
27.(4)本发明的空动时间检测方法不仅具有空动时间检测功能，还能够在线提示制动器工作异常情况，同时还可在闸瓦磨损过大情况下发出预警，提高了单轨吊制动系统安全性。
28.(5)本发明结构简单、易于操作、维护方便、适应性强，具有很高实用性。
附图说明
29.为了更清楚地说明本发明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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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。
30.图1为本发明的空动时间检测装置安装示意图。
31.图2为本发明的接触检测单元结构图。
32.图3为本发明的公共端滚轮单元结构图。
33.图中：1、接触检测单元；101、筒管；102、金属探针；103、斜面环；104、顶管；105、定向环ⅰ；106、定向环ⅱ；107、复位弹簧；108、限位螺栓；2、公共端滚轮单元；201、支撑滚轮；202、轮轴；203、滚动轴承；204、螺母；205、垫圈；206、卡簧；207、键；3、空动时间检测单元；4、检测线；5、制动闸瓦；6、制动杆；7、行驶轨道；8、机架。
具体实施方式
34.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
35.如图1至图3所示，一种单轨吊制动闸瓦空动时间检测装置，包括接触检测单元1、公共端滚轮单元2、空动时间检测单元3与检测线4。
36.所述的接触检测单元1包括筒管101、金属探针102、斜面环103、顶管104、定向环ⅰ105、定向环ⅱ106、复位弹簧107和限位螺栓108。所述的筒管101外表面设有与制动闸瓦5配合安装的连接外螺纹，筒管101底部开有圆孔，筒管101侧面设有安装限位螺栓108的螺纹孔一；所述的斜面环103安装在筒管101内部，斜面环103内部同轴心固定安装有定向环ⅰ105，斜面环103靠近限位螺栓108的一端开有斜面孔，斜面环103远离限位螺栓108的一端设有螺纹孔二；所述的顶管104底部设有外螺纹，通过外螺纹与斜面环103的螺纹孔二相连，顶管104顶部与制动闸瓦5靠近行驶轨道7的端面平齐，顶管104内部同轴心固定安装有定向环ⅱ106；所述的金属探针102中部设有凸起圆柱块，凸起圆柱块上设有与斜面环103斜面孔配对的环形斜面，金属探针102靠近限位螺栓108的一端套有复位弹簧107，金属探针102远离限位螺栓108的一端依次穿过定向环ⅰ105与定向环ⅱ106，复位弹簧107分别与筒管101底部和金属探针102凸起圆柱块接触，金属探针102凸起圆柱块上的环形斜面在复位弹簧107作用下压紧在斜面环103上的斜面孔内，金属探针102穿过定向环ⅰ105、定向环ⅱ106的一端伸出到制动闸瓦5外部；所述的限位螺栓108安装在筒管101侧面螺纹孔内。
37.所述的公共端滚轮单元2包括支撑滚轮201、轮轴202、滚动轴承203、连接螺栓204、垫圈205、卡簧206与键207，所述的支撑滚轮201安装在行驶轨道7上，支撑滚轮201内部设有滚动轴承203；所述的轮轴202靠近支撑滚轮201的一端通过卡簧206与滚动轴承203连接，轮轴202的远离支撑滚轮201的一端穿过机架8且通过垫圈205、螺母204与机架8锁紧固定，轮轴202中部设有键槽，轮轴202中部通过键207安装在机架8上。
38.所述的空动时间检测单元3通过检测线4分别与金属探针102、轮轴202和限位螺栓
108相连。
39.斜面环103与筒管101内壁间摩擦系数大于斜面环103斜面与水平面夹角的正切值。
40.筒管101、斜面环103和顶管104材料为本领域技术人员所熟知的硬质绝缘材料。
41.公共端滚轮单元2支撑滚轮201、滚动轴承203和轮轴202材料为本领域技术人员所熟知的导电材料。
42.与金属探针102相连的检测线4穿过筒管101底部圆孔。
43.与限位螺栓108相连的检测线4穿过筒管101底部圆孔。
44.限位螺栓108的中心线与金属探针102上凸起圆柱块靠近限位螺栓108的端面的距离为11mm-12mm。
45.安装后的限位螺栓108不超出筒管101外表面。
46.金属探针102穿过定向环ⅰ105与定向环ⅱ106的一端超出制动闸瓦5表面1mm-2mm。
47.本实施例设置冗余的公共端滚轮单元2以提高检测可靠性。
48.本实施例的制动闸瓦5连接有制动杆6。
49.公共端滚轮单元2上的滚动轴承203采用高碳铬材质的深沟球轴承。
50.本实施例的接触检测单元1、筒管101、金属探针102、斜面环103、顶管104、定向环ⅰ105、定向环ⅱ106、复位弹簧107、限位螺栓108、公共端滚轮单元2、支撑滚轮201、轮轴202、滚动轴承203、螺母204、垫圈205、卡簧206、键207、空动时间检测单元3、检测线4、制动闸瓦5、制动杆6、行驶轨道7、机架8采用本领域技术人员所熟知的现有产品或结构，其相互之间的连接方式也采用本领域技术人员所熟知的现有连接方式，在此不再做具体描述。
51.利用上述装置进行单轨吊空动时间检测，包括以下步骤：
52.a)、在单轨吊每个制动闸瓦5上分别安装接触检测单元1，将公共端滚轮单元2安装在机架8上，完成接触检测单元1、公共端滚轮单元2与空动时间检测单元3的接线；
53.b)、单轨吊发出制动命令，空动时间检测单元3记录下当前时刻t0；
54.c)、当金属探针102接触到行驶轨道7后，空动时间检测单元3接触信号，记录下当前时刻t；
55.d)、空动时间检测单元3计算出空动时间，计算公式为δt＝t-t0；
56.e)、若空动时间检测单元3检测到某制动器制动空动时间δt≥700ms，空动时间检测单元3发出报警，提醒该制动器异常，需要立即检修；
57.f)、若空动时间检测单元3检测到某制动器限位螺栓108与金属探针102接触信号时，空动时间检测单元3发出报警，提醒该制动器闸瓦磨损量过大，需要及时更换；
58.g)、单轨吊完成该次制动，重复步骤b)至步骤f)。
59.显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。