一种新型矿井提升机全自动控制安全保护系统的制作方法

1.本案涉及到矿井提升机领域，尤其是一种新型矿井提升机全自动控制安全保护系统。


背景技术：

2.矿井提升机包括工作机构、制动系统、机械传动装置、润滑系统、检测及操纵系统、拖动控制和自动保护系统、辅助部分；其中制动系统包括闸控制动器、液压站，制动器控制装置；检测及操纵系统包括操纵台、深度指示器及传动装置和测速电机装置；拖动控制和自动保护系统包括主电动机、电气控制系统、自动保护系统和信号系统；工作机构包括摩擦轮上的主轴装置以及主轴承；矿井提升机通过制动系统、检测及操纵系统和拖动控制和自动保护系统的相互衍接协作组成的安全保护系统来实现矿井提升机工作中的运转过失速安全保护。首先依托检测及操作系统的深度指示器和测速电机有效的计量提升机工作进程中提升机升容器在井筒中位置和运行速度，并在提升机接近井口、减速阶段、甚至过卷失速时及时自动的通过电信号控制制动系统进行安全制动，同时配合手动对电气控制系统操作调整主电动机功率调整实现对矿井提升机过速保护。
3.但是这种传统的矿井提升机控制、安全保护系统采用的是机械测量结构结合电气信号装置组成的测量机构装置发出电信号进行安全制动控制的方式，采用机械测量结构的该测量机构装置具有明显反应慢、精度差，设备重量大、体积大，占用较大空间的缺点，最重要的是该控制、安全保护系统在自动化上主要是依托机械测量机构发出电信号对制动系统的控制来实现对提升机过速安全制动保护，在自动化保护方式上较为单一，而手动操作安全保护系统在时间效率上明显不及自动化的安全保护系统。随着科学技术进步、数字技术的发展，需要一种体积小、精度高、反应快、且能在矿井提升机运转发现失速，需要过速保护的时侯不单实现对提升机机械传动系统的主轴转速进行实时自动化制动限定，而且同时也要对动力输出电机功率进行实时自动化的限定，以多种自动化方式实现提升机运行过速时的安全保护。


技术实现要素：

4.本实用新型为了解决上述问题，提出了一种体积小、精度高、反应快、且能在矿井提升机运转发现失速，需要过速保护的时侯不单实现对提升机机械传动系统的主轴转速进行实时自动化制动限定，而且同时也要对动力输出电机功率进行实时自动化的限定，以多种自动化方式实现提升机运行过速时的安全保护。
5.本实用新型采用的技术方案是：一种新型矿井提升机全自动控制安全保护系统，包括安装在摩擦轮轴承座上的轴承盖和安装在摩擦轮主轴端面的法兰轴；法兰轴顶端安装有分配齿轮，分配齿轮上安装有轴承套杯甲和乙，两者均位于分离齿轮的两边且距离固定，增量型编码器位于轴承套杯甲上方并通过实心轴相连；轴承套杯乙远离分离齿轮表面的另一端上安装有测速编码器一体机；轴承盖是一种中空的桶状结构，倒扣安装在摩擦轮主轴
上，轴承盖上设置有两个孔，孔的大小和位置与分离齿轮上的两个轴承套杯相对应，轴承套杯上端穿过轴承盖上的孔，沿轴承套杯上端边缘设置有折边，折边上设置有多个螺纹孔，通过螺栓将轴承套杯的折边固定在轴承盖上。
6.所述增量型编码器本身方形柱体分为上下两个方柱体，上下两个方柱体均为沿轴心线中空的空心轴结构。
7.所述轴承套杯甲、轴承套杯乙均为圆柱形体，两者内部沿轴心线设有中空的空心轴结构。
8.所述实心轴的一端插入到增量型编码器的上下两个方柱体空心轴结构中并固定，另一端则插入到轴承套杯甲的空心轴结构当中固定；增量型编码器的上下两个方柱体之间设有间距，并通过螺母套装在连接两个方柱体之间的实心轴上，以对上下两个方柱体间距进行限定；增量型编码器本身两个方柱体中的下方柱体一侧设有一个柱状突起。
9.所述实心轴的轴心线也是轴承套杯甲和增量型编码器的轴心线，实心轴的轴心线与法兰轴的轴心线重合，法兰轴的轴心线则与摩擦轮主轴的轴心线重合。
10.所述实心轴插入到轴承套杯甲中的空心轴结构一端外径尺寸大于实心轴另一央插入到增量型编码器空心轴结构中的外径尺寸。
11.所述测速编码器一体机为圆柱形体，在其下方端面上安装有圆柱形插轴，该插轴另一端插入到轴承套杯乙的空心轴结构当中并固定。
12.所述增量型编码器和测速编码器一体机两者通过共同的端口向外连接两根据数据线，其中一根连接电动机控制系统；另一根连接液压站、闸控系统。
13.工作中，这种新型矿井提升机用全自动控制安全保护系统，包括增量型编码器、测速编码器一体机、轴承套杯、实心轴结构、分离齿轮等，增量型编码器和测速编码器一体机两者下端利用轴结构与轴承套杯衍接，而轴承套杯安装在分离齿轮的两边，其中增量型编码器和轴承套杯甲的轴心线与摩擦轮主轴轴心线重合，伴随着摩擦轮主轴的自旋，增量型编码器和增量型编码器下端衍接的轴承套杯甲也跟随自旋，增量型编码器设有测速装置，可以测量摩擦轮主轴自旋时的线速度，并通过程序中即有公式计算算出主轴自旋圈数。
14.而测速编码器一体机和其下端连接的轴承套杯乙安装在分离齿轮的另一边，伴随着摩擦轮主轴的自旋带动着分离齿轮及分离齿轮另一端上的轴承套杯乙和轴承套杯乙上端连接的测速编码器一体机一起围绕摩擦轮主轴的轴心线做圆周运动。测速编码器一体机的轴心和增量型编码器的轴心之间设定固定间距，测速编码器一体机上设置有测速装置，伴随摩擦轮主轴自旋，测速编码器一体机围绕摩擦轮主轴轴心线旋转，测速编码器一体机上的测速装置同时计算运转圆周的线速度，结合测速编码器一体机与增量型编码器之间设定的固定间距，测速编码器一体机会自动通过程序中即有公式计算出摩擦轮主轴自旋圈数。
15.增量型编码器和测速编码器一体机之间设有相连的数据线，通过增量型编码器和测速编码器一体机各自计算的摩擦轮主轴转速对比和计算，从而保证所测量数值基数的精准，增量型编码器和测速编码器一体机拥有共同的cpu核心计算单元和共同的数据输出端口，端口上连接有两根数据线，一根为模拟信号线连接电气控制系统，可通过电气控制系统对电动机动力输出进行实时控制；另一根为数字信号线连接制动器控制装置，通过制动器控制装置操纵制动器对摩擦轮主轴进行制动。
16.因此当矿井提升机运行当中接近井口、减速阶段、甚至过卷失速时会自动的通过数据线传输的电信号控制制动器控制装置操纵制动器对摩擦轮主轴进行制动，同时通过电气控制系统对电动机动力输出进行实时控制实现对矿井提升机过速保护，达到双管齐下的效果。
17.所述实心轴的一端插入到增量型编码器的上下两个方柱体空心轴结构中并固定，另一端则插入到轴承套杯甲的空心轴结构当中固定；增量型编码器的上下两个方柱体之间设有间距，并通过螺母套装在连接两个方柱体之间的实心轴上，以对上下两个方柱体间距进行限定；增量型编码器本身两个方柱体中的下方柱体一侧设有一个柱状突起，该柱状突起就是安装在增量型编码器上的测速装置。
18.本实用新型的有益效果为：一种新型矿井提升机全自动控制安全保护系统，当矿井提升机运行当中接近井口、减速阶段、甚至过卷失速时，可同时实现对制动器控制装置和电气控制系统及电动机功率的智能化全自动控制操作，有效的提高了矿井安全保护的反应时间、效率；在闸控系统和电气系统对永磁直驱电动机输出控制上通过系统本身的增量型编码器和测速编码一体机的智能信号比对和反馈，实现对提升设备的运行情况实现更有效的实时监控，可有效的以最小的制动系统摩擦损耗和电气控制电机功率损耗实现最大的安全保障，从而也间接的延长了矿井制动系统及电气控制系统电动机的使用寿命。
附图说明
19.图1为一种新型矿井提升机全自动控制、安全保护系统的剖视图；
20.图2为一种新型矿井提升机全自动控制、安全保护系统的顶视图；
21.如图所示：
22.1增量型编码器；2测速编码器一体机；3轴承套杯乙；4轴承套杯甲；5实心轴；6分离齿轮；7法兰轴；8摩擦轮主轴；9轴承盖。
具体实施方式
23.一种新型矿井提升机全自动控制安全保护系统，安装在矿井提升机摩擦轮主轴上，包括安装在摩擦轮轴承座上的轴承盖9和安装在摩擦轮主轴8端面的法兰轴7，法兰轴7顶端套合安装有分配齿轮6，分配齿轮6上安装有两个轴承套杯，分别为轴承套杯甲4和轴承套杯乙3，两者均位于分离齿轮6的两边且距距离固定，轴承套杯甲4与增量型编码器1通过实心轴5相连，增量型编码器1位于轴承套杯甲4的上方；轴承套杯乙3远离分离齿轮6表面的另一端上安装有测速编码器一体机2；轴承盖9是一种中空的桶状结构，倒扣安装在摩擦轮主轴8上，轴承盖9上设置有两个孔，孔的大小和位置与分离齿轮上的两个轴承套杯相对应，轴承套杯上端穿过轴承盖上的孔，沿轴承套杯边缘设置有折边，折边上设置有多个螺纹孔，通过螺栓将轴承套杯的折边固定在轴承盖9上。
24.所述增量型编码器1本身方形柱体分为上下两个方柱体，上下两个方柱体均为沿轴心线中空的空心轴结构。
25.所述轴承套杯甲4、轴承套杯乙3均为圆柱形体，两者内部沿轴心线设有中空的空心轴结构。
26.所述实心轴5的一端插入到增量型编码器1的上下两个方柱体空心轴结构中并固
定，另一端则插入到轴承套杯甲4的空心轴结构当中固定；增量型编码器1的上下两个方柱体之间设有间距，并通过螺母套装在连接两个方柱体之间的实心轴上，以对上下两个方柱体间距进行限定；增量型编码器1本身两个方柱体中的下方柱体一侧设有一个柱状突起。
27.所述实心轴5的轴心线也是轴承套杯甲4和增量型编码器1的轴心线，实心轴5的轴心线与法兰轴7的轴心线重合，法兰轴7的轴心线则与摩擦轮主轴8的轴心线重合。
28.所述实心轴5插入到轴承套杯甲4中的空心轴结构一端外径尺寸大于实心轴另一央插入到增量型编码器1空心轴结构中的外径尺寸。
29.所述测速编码器一体机2为圆柱形体，在其下方端面上安装有圆柱形插轴，该插轴另一端插入到轴承套杯乙3的空心轴结构当中并固定。
30.所述增量型编码器1和测速编码器一体机2两者通过共同的端口向外连接两根据数据线，其中一根连接电动机控制系统；另一根连接液压站、闸控系统。
31.工作中，这种新型矿井提升机全自动控制安全保护系统，包括增量型编码器1、测速编码器一体机2、轴承套杯、实心轴5结构、分离齿轮6等，增量型编码器1和测速编码器一体机2两者下端利用轴结构与轴承套杯衍接，而轴承套杯安装在分离齿轮6的两边，其中增量型编码器1和轴承套杯甲的轴心线与摩擦轮主轴8轴心线重合，伴随着摩擦轮主轴8的自旋，增量型编码器1和增量型编码器1下端衍接的轴承套杯甲4也跟随自旋，增量型编码器1设有测速装置，可以测量摩擦轮主轴8自旋时的线速度，并通过程序中即有公式计算算出摩擦轮主轴8自旋圈数。
32.而测速编码器一体机2和其下端连接的轴承套杯乙3安装在分离齿轮6的另一边，伴随着摩擦轮主轴8的自旋带动着分离齿轮6及分离齿轮6另一端上的轴承套杯乙3和轴承套杯乙3上端连接的测速编码器一体机2一起围绕摩擦轮主轴8的轴心线做圆周运动。测速编码器一体机2的轴心和增量型编码器1的轴心之间设定固定间距，测速编码器一体机2上设置有测速装置，伴随摩擦轮主轴8自旋，测速编码器一体机2围绕摩擦轮主轴8轴心线旋转，测速编码器一体机2上的测速装置同时计算运转圆周的线速度，结合测速编码器一体机2与增量型编码器1之间设定的固定间距，测速编码器一体机2会自动通过程序中即有公式计算出摩擦轮主轴8自旋圈数。
33.增量型编码器1和测速编码器一体机2之间设有相连的数据线，通过增量型编码器1和测速编码器一体机2各自计算的摩擦轮主轴8转速对比和计算，从而保证所测量数值基数的精准，增量型编码器1和测速编码器一体机2拥有共同的cpu核心计算单元和共同的数据输出端口，端口上连接有两根数据线，一根为模拟信号线连接电气控制系统，可通过电气控制系统对电动机动力输出进行实时控制；另一根为数字信号线连接制动器控制装置，通过制动器控制装置操纵制动器对摩擦轮主轴8进行制动。
34.因此当矿井提升机运行当中接近井口、减速阶段、甚至过卷失速时会自动的通过数据线传输的电信号控制制动器控制装置操纵制动器对摩擦轮主轴8进行制动，同时通过电气控制系统对电动机动力输出进行实时控制实现对矿井提升机过速保护，达到双管齐下的效果。
35.一种新型矿井提升机全自动控制安全保护系统，当矿井提升机运行当中接近井口、减速阶段、甚至过卷失速时，可同时实现对制动器控制装置和电气控制系统及电动机功率的智能化全自动控制操作，有效的提高了矿井安全保护的反应时间、效率；在闸控系统和
电气系统对永磁直驱电动机输出控制上通过系统本身的增量型编码器和测速编码一体机的智能信号比对和反馈，实现对提升设备的运行情况实现更有效的实时监控，可有效的以最小的制动系统摩擦损耗和电气控制电机功率损耗实现最大的安全保障，从而也间接的延长了矿井制动系统及电气控制系统电动机的使用寿命。