齿带式深度指示器的制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种齿带式深度指示器，包括底座及壳体，其特征在于：底座内设水平传动轴，水平传动轴一端与提升机主轴连接，另一端与摆线减速机的输入端相连，摆线减速机的输出轴上固定有主动齿带轮Ⅰ；壳体内上、下两端分别固定两个从动齿带轮Ⅰ，主动齿带轮Ⅰ与四个从动齿带轮Ⅰ利用同步带Ⅰ连接；壳体靠近从动齿带轮Ⅰ端面的一侧设置面板，面板内表面上、下两端分别设有一组接近开关，同步带Ⅰ对应上、下两组接近开关之间的位置设有用于接通接近开关的被检测体；同步带Ⅰ上固定有指针，面板左、右边缘设有对应指针的纵向通槽，指针的针部穿过纵向通槽后指向面板的刻度标记。其结构简单、轻便，生产成本低，工作可靠性高，基本免维护。
【专利说明】
齿带式深度指示器
技术领域
[0001]本发明涉及矿井提升机深度指示器，特别是一种新型的齿带式深度指示器。
【背景技术】
[0002]深度指示器是矿井提升机的重要组成部分，主要用来指示提升机罐笼等提升容器在井筒中上、下运行时的位置，为司机操纵提供很直观的信息。当容器接近井口、井底时，发出减速信号；当提升机发生过卷时，切断运行回路，启动安全回路，进行安全制动;在减速阶段参与速度控制并实现过速保护。
[0003]目前，我国单绳缠绕式提升机上使用的深度指示器比较有代表性的是牌坊式深度指示器，其工作原理是传动轴将提升机主轴的转动传递给深度指示器，使两根垂直丝杠以相反方向旋转，带有指针的两个螺母在丝杠上也以互为相反的方向移动，即一个向上、一个向下，深度指示器丝杠的转数与提升机主轴的转数成正比，而主轴转数与提升容器在井中的位置相对应，因此实现指针位置与提升容器位置相对应，完成指示提升容器的位置功能。牌坊式深度指示器由于指示清楚、直观的特点，受到提升机用户的普遍青睐，但存在如下问题:1、属于纯机械式深度指示器，要求指示器各组成部分加工精度高，因此生产效率相对较低，故障率高，生产成本高。如指示器的螺母上不仅装有指针，还装有掣子和碰铁，当提升容器接近井口卸载位置时，掣子带动信号拉杆上的销子，将信号拉杆渐渐抬起，同时销子在水平方向也在移动，当到达减速点时销子脱离掣子下落，装在信号拉杆上的撞针敲击信号铃，发出减速开始信号，在信号拉杆旁边的立柱上固定一个限位开关，当提升容器到达一定位置时，信号拉杆上的碰块碰触限位开关上的滚子进行减速，直至停车;若提升机发生过卷，则螺母上的碰铁将过卷极限开关撞开，进行安全制动。上述各功能组件都是指示器不可或缺的，组装配合要精准，一旦出现问题，工作可靠性大大降低，甚至失去指示功能，维护维修费时费力；2、减速装置采用蜗轮蜗杆机构，需要定期加润滑油维护，而且蜗轮、蜗杆材质为铜，生产成本过高；3、笨重，运输、使用均不方便。综上，现有的单绳缠绕式提升机上使用的深度指示器仍需改进。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是为了提供一种解决现有牌坊式深度指示器存在的上述问题的齿带式深度指示器，其结构简单、轻便，生产成本低，工作可靠性高，基本免维护。
[0005]本发明的技术方案是:
[0006]—种齿带式深度指示器，包括底座及设于底座顶部的壳体，其特征在于:所述底座内利用轴承支撑有水平传动轴，所述水平传动轴一端伸出底座，用于利用传动机构与提升机主轴连接，所述水平传动轴另一端与摆线减速机的输入端相连，所述摆线减速机的输出轴上固定有主动齿带轮I;所述壳体内上、下两端对应主动齿带轮I分别固定两个从动齿带轮I，所述从动齿带轮I的轮轴与摆线减速机的输出轴平行且四个从动齿带轮I呈矩形排布，所述主动齿带轮I与四个从动齿带轮I利用同步带I连接，通过主动齿带轮I轴心线的垂直面为四个从动齿带轮I的对称中心面;所述壳体靠近从动齿带轮I端面的一侧设置外表面带有刻度和数字标记的面板，所述面板内表面上、下两端分别设有一组接近开关，所述同步带I对应上、下两组接近开关之间的位置设有用于接通接近开关的被检测体，位于面板下端的这组接近开关由从上至下依次布置的减速开关、停车开关和过卷开关组成，位于面板上端的这组接近开关由从下至上依次布置的减速开关、停车开关和过卷开关组成;所述同步带I上固定有指针，所述面板左、右边缘设有对应指针的纵向通槽，所述指针的针部穿过纵向通槽后指向面板的刻度标记;所述壳体内侧对应其中一个从动齿带轮I的轮毂外周面的位置设有失效保护用接近开关，且该从动齿带轮I的轮毂外周面上均匀设有多个被检测块;所述水平传动轴的中部设有主动齿带轮Π，所述底座对应主动齿带轮Π下方的位置固定有编码器，所述编码器的输入轴上设有利用同步带Π与主动齿带轮Π连接的被动齿带轮Π;所述壳体顶部设有声光警报器。
[0007]上述的齿带式深度指示器，所述同步带I上设有拉紧装置，所述拉紧装置由利用螺栓固定于同步带I上的两块夹板、连接于两块夹板之间的弹簧组成，所述被检测体设于其中一块夹板上。
[0008]上述的齿带式深度指示器，所述指针的数量为一个，位于面板左侧或右侧。适用于单卷筒的提升机使用。
[0009]上述的齿带式深度指示器，所述指针的数量为两个，分别位于面板左、右两侧且一上一下相对布置。适用于双卷筒的提升机使用。
[0010]上述的齿带式深度指示器，所述水平传动轴的端部与摆线减速机的输入端的联轴器相连，所述水平传动轴的轴心线与摆线减速机的轴心线重合。
[0011]上述的齿带式深度指示器，所述水平传动轴利用一对齿轮传动副与摆线减速机的输入轴相连，所述水平传动轴的轴心线与摆线减速机的轴心线平行。
[0012]上述的齿带式深度指示器，所述壳体呈长方体状，所述壳体顶部与底座上表面之间设有连接柱，以增加连接强度，所述壳体与面板的相对侧设有拉门，方便安装。
[0013]上述的齿带式深度指示器，所述面板上的两组接近开关以及失效保护用接近开关均为磁性接近开关，所述被检测体和被检测块均为磁钢块。
[0014]上述的齿带式深度指示器，所述传动机构为一对伞齿轮，所述水平传动轴利用联轴器与其中一个伞齿轮所在转轴连接，另一个伞齿轮固定于提升机主轴上。
[0015]上述的齿带式深度指示器，所述面板上的两组接近开关以及失效保护用接近开关的安装孔均为长条孔，以便于根据同步带I和从动齿带轮I的位置调整接近开关的安装位置。
[0016]本发明的有益效果是:
[0017]1、提升机主轴通过传动机构将动力传递给水平传动轴，使其随之转动，水平传动轴通过摆线减速机将动力传递给主动齿带轮I，主动齿带轮I利用同步带I带动其他从动齿带轮I转动，同时同步带I的回转运动带动指针上、下往复运动，指针移动的位置与提升容器在井筒中的运动位置相对应，指针在带有刻度和数字标记的面板上移动时，向现场工作人员清楚明了的指出井下提升容器的所处位置；
[0018]2、与现有牌坊式深度指示器相比，取消了丝杠和螺母及相关传动组件，其利用齿带轮和同步带作传动，减少了机械加工量，减轻了整机重量，节约了生产成本；
[0019]3、取消了蜗轮蜗杆减速机构，采用新型摆线减速机进行减速，不仅降低了生产成本，而且产品在使用过程中几乎不用维修、维护，使用寿命长；
[0020]4、取消了所有机械式开关组件，采用电子开关(接近开关)形式，不仅减轻了整机重量，而且安装方便，省时省力，且工作可靠性高；
[0021]5、当指针指示到相应位置时，被检测体接近相应的接近开关(减速开关、停车开关、过卷开关)，接近开关发出相应信号给电气控制系统，电气控制系统发出减速、停车、过卷指令，保证提升容器在井下安全运行；
[0022]6、新增失效保护用接近开关，主要功能是在提升过程中向电气控制系统发送通、断交替信号，当指示器不论由于何种原因造成同步带不转动，即指示失灵时，该信号变为通、断不变信号，经电气控制系统处理后使提升机立即进行安全制动，以达到安全保护的目的。
[0023]7、独特新颖的壳体、底座设计及采用声光报警器的方式均让人耳目一新。
【附图说明】
[0024]图1是本发明的原理图；
[0025]图2是本发明的结构示意图；
[0026]图3是图2的左视图；
[0027]图4是图3的后视图；
[0028]图5是本发明的底座内部结构放大图；
[0029]图6是图3中B部放大图；
[0030]图7是图2中A部放大图；
[0031]图8是图5中C-C向剖面图。
[0032]图中:1.提升机主轴、2.伞齿轮、3.水平传动轴、4.摆线减速机、5.主动齿带轮1、6.从动齿带轮1、7.底座、8.编码器、9.轴承、10.主动齿带轮Π、11.拉门、12.壳体、13.连接柱、
14.声光警报器、15.接近开关、1501.减速开关、1502.停车开关、1503.过卷开关、16.支撑座、17.同步带Π、18.同步带1、19.纵向支架、20.面板、21.指针、22.拉紧装置、2201.螺栓、2202.夹板、2203.弹簧、23.失效保护用接近开关、24.接线端子排、25.被检测体、26.被检测块、27.小支撑板、28.安装孔、29.安装孔、30.被动齿带轮Π。
【具体实施方式】
[0033]实施例1
[0034]如图1-图8所示，该齿带式深度指示器，包括底座7及设于底座7顶部的壳体12，所述壳体12呈长方体状，所述壳体12顶部与底座7上表面之间设有连接柱13，以增加连接强度。所述底座7内利用轴承9支撑有水平传动轴3，所述水平传动轴3—端伸出底座7，用于利用传动机构与提升机主轴I连接，所述水平传动轴3另一端与摆线减速机4的输入端相连，SP所述水平传动轴3的端部与摆线减速机4的输入端的联轴器相连，所述水平传动轴3的轴心线与摆线减速机4的轴心线重合。所述摆线减速机4的输出轴上固定有主动齿带轮15，所述底座7内设有对应摆线减速机4的支撑座16。所述传动机构为一对伞齿轮2，使用时，所述水平传动轴3利用联轴器与其中一个伞齿轮2所在转轴连接，另一个伞齿轮2固定于提升机主轴I上。
[0035]所述壳体12内上、下两端对应主动齿带轮15分别固定两个从动齿带轮16，所述从动齿带轮16的轮轴与摆线减速机4的输出轴平行且四个从动齿带轮16呈矩形排布，所述主动齿带轮15与四个从动齿带轮16利用同步带118连接，通过主动齿带轮15轴心线的垂直面为四个从动齿带轮16的对称中心面。所述壳体12靠近从动齿带轮16端面的一侧设置外表面带有刻度和数字标记的面板20，刻度和数字标记可根据现场提升机提升高度设定。所述面板20内表面上、下两端分别设有一组接近开关15，即在面板20内表面先固定一个纵向支架19，再在纵向支架19上、下两端分别固定一组接近开关15，方便整体移动、调整接近开关15的位置(X轴和y轴方向)。所述同步带118对应上、下两组接近开关15之间的位置设有用于接通接近开关15的被检测体25，位于面板20下端的这组接近开关15由从上至下依次布置的减速开关1501、停车开关1502和过卷开关1503组成，位于面板20上端的这组接近开关由从下至上依次布置的减速开关1501、停车开关1502和过卷开关1503组成。所述同步带118上设有拉紧装置22，所述拉紧装置22由利用螺栓2201固定于同步带118上的两块夹板2202、连接于两块夹板2202之间的弹簧2203组成，所述被检测体25设于其中一块夹板上2202。所述同步带118上固定有指针21，所述指针21的数量为两个，分别位于面板20左、右两侧且一上一下相对布置，适用于双卷筒的提升机使用，所述面板20左、右边缘设有对应指针21的纵向通槽，所述指针21的针部穿过纵向通槽后指向面板20的刻度标记。
[0036]所述壳体12内侧对应其中一个从动齿带轮16的轮毂外周面的位置设有失效保护用接近开关23，且该从动齿带轮16的轮毂外周面上均匀设有多个被检测块26，为便于安装，本实施例中，选择位于壳体12下端的一个从动齿带轮16，该从动齿带轮16的轮轴上固定有小支撑板27，失效保护用接近开关23安装于该小支撑板27上。所述面板20上的两组接近开关15在纵向支架19上的安装孔28以及失效保护用接近开关23在小支撑板27上的安装孔29均为长条孔，以便于根据同步带118和主、从动齿带轮I的位置微量调整接近开关15的安装位置(z轴方向)。所述面板20上的两组接近开关15以及失效保护用接近开关23均为磁性接近开关，所述被检测体25和被检测块26均为磁钢块。
[0037]所述水平传动轴3的中部设有主动齿带轮Π10，所述底座7对应主动齿带轮Π 10下方的位置固定有编码器8，所述编码器8的输入轴上设有利用同步带Π 17与主动齿带轮Π 10连接的被动齿带轮Π 30。所述壳体12顶部设有声光警报器14。壳体12及底座7外表面均采用静电喷塑，所述壳体12对应与面板20的相对侧设有拉门11，方便壳体12内零部件的安装。
[0038]本发明通过选择摆线减速机4的速比，适应不同井深的行程指示需要。两组接近开关15、失效保护用接近开关23、声光警报器14的线缆通过接线端子排24与外部电气控制系统相连。
[0039]工作过程:
[0040]提升机主轴I运转后，通过伞齿轮2将动力传递给水平传动轴3，水平传动轴3—方面通过摆线减速机4、主、从动齿带轮15、6带动同步带118转动，进而带动指针21上、下移动实现指示功能；另一方面通过主动齿带轮Π 10、同步带Π 17和从动齿带轮Π 30带动编码器8运转，编码器8将机械转动转变为电信号传送给电气控制系统，进而实现对提升机主轴I转速的监测。在此过程中，当提升容器快到达井口或井底位置时，由于被检测体25的靠近，首先接通减速开关1501，电气控制系统下达制动减速指令，然后接通停机开关1502，电气控制系统下达制动停机指令，当出现过卷现象时，即提升容器超过正常终端停止位置(指针21移动出行程上限或下限)，被检测体25接近并接通过卷开关1503，电气控制系统下达安全闸制动指令，防止危险事故的发生。而提升机主轴I运转过程中，失效保护用接近开关23向电气控制系统发送通、断交替信号(脉冲频率相同)，一旦该信号变为通、断不变信号，表示指示器指示失灵，经电气控制系统处理后使提升机立即进行安全制动，以达到安全保护的目的。[0041 ] 实施例2
[0042]本实施例中，指针21的数量为一个，位于面板20左侧或右侧，即固定于同步带118的左侧或右侧的带体上。适用于单卷筒的提升机使用。其他同实施例1。
[0043]实施例3
[0044]本实施例中，水平传动轴3利用一对齿轮传动副与摆线减速机4的输入轴相连，所述水平传动轴3的轴心线与摆线减速机4的轴心线平行。适用于与实施例1中卷筒出绳方向相反的提升机。其他同实施例1。
【主权项】
1.一种齿带式深度指示器，包括底座及设于底座顶部的壳体，其特征在于:所述底座内利用轴承支撑有水平传动轴，所述水平传动轴一端伸出底座，用于利用传动机构与提升机主轴连接，所述水平传动轴另一端与摆线减速机的输入端相连，所述摆线减速机的输出轴上固定有主动齿带轮I;所述壳体内上、下两端对应主动齿带轮I分别固定两个从动齿带轮I，所述从动齿带轮I的轮轴与摆线减速机的输出轴平行且四个从动齿带轮I呈矩形排布，所述主动齿带轮I与四个从动齿带轮I利用同步带I连接，通过主动齿带轮I轴心线的垂直面为四个从动齿带轮I的对称中心面;所述壳体靠近从动齿带轮I端面的一侧设置外表面带有刻度和数字标记的面板，所述面板内表面上、下两端分别设有一组接近开关，所述同步带I对应上、下两组接近开关之间的位置设有用于接通接近开关的被检测体，位于面板下端的这组接近开关由从上至下依次布置的减速开关、停车开关和过卷开关组成，位于面板上端的这组接近开关由从下至上依次布置的减速开关、停车开关和过卷开关组成;所述同步带I上固定有指针，所述面板左、右边缘设有对应指针的纵向通槽，所述指针的针部穿过纵向通槽后指向面板的刻度标记;所述壳体内侧对应其中一个从动齿带轮I的轮毂外周面的位置设有失效保护用接近开关，且该从动齿带轮I的轮毂外周面上均匀设有多个被检测块;所述水平传动轴的中部设有主动齿带轮Π，所述底座对应主动齿带轮Π下方的位置固定有编码器，所述编码器的输入轴上设有利用同步带Π与主动齿带轮Π连接的被动齿带轮Π;所述壳体顶部设有声光警报器。2.根据权利要求1所述的齿带式深度指示器，其特征在于:所述同步带I上设有拉紧装置，所述拉紧装置由利用螺栓固定于同步带I上的两块夹板、连接于两块夹板之间的弹簧组成，所述被检测体设于其中一块夹板上。3.根据权利要求1所述的齿带式深度指示器，其特征在于:所述指针的数量为一个，位于面板左侧或右侧。4.根据权利要求1所述的齿带式深度指示器，其特征在于:所述指针的数量为两个，分别位于面板左、右两侧且一上一下相对布置。5.根据权利要求1所述的齿带式深度指示器，其特征在于:所述水平传动轴的端部与摆线减速机的输入端的联轴器相连，所述水平传动轴的轴心线与摆线减速机的轴心线重合。6.根据权利要求1所述的齿带式深度指示器，其特征在于:所述水平传动轴利用一对齿轮传动副与摆线减速机的输入轴相连，所述水平传动轴的轴心线与摆线减速机的轴心线平行。7.根据权利要求1所述的齿带式深度指示器，其特征在于:所述壳体呈长方体状，所述壳体顶部与底座上表面之间设有连接柱，所述壳体与面板的相对侧设有拉门。8.根据权利要求1所述的齿带式深度指示器，其特征在于:所述面板上的两组接近开关以及失效保护用接近开关均为磁性接近开关，所述被检测体和被检测块均为磁钢块。9.根据权利要求1所述的齿带式深度指示器，其特征在于:所述传动机构为一对伞齿轮，所述水平传动轴利用联轴器与其中一个伞齿轮所在转轴连接，另一个伞齿轮固定于提升机主轴上。10.根据权利要求1所述的齿带式深度指示器，其特征在于:所述面板上的两组接近开关以及失效保护用接近开关的安装孔均为长条孔。
【文档编号】F16H7/02GK106006261SQ201610556917
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年7月14日
【发明人】冷奎, 戴浙生, 郭晓冬, 梁鹏飞
【申请人】锦州矿山机器(集团)有限公司