一种煤矿用盘式可控制动装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种煤矿用盘式可控制动装置，包括液压控制系统、电控系统、制动盘、制动油缸，液压控制系统控制制动油缸，制动油缸控制制动盘，液压控制系统与电控系统电连接，电控系统分别连接压力传感器和距离传感器、电磁球阀、电磁换向阀、比例溢流阀、UPS电源。液压控制系统采用用于备用的对称的双回路形式。制动油缸包括两对或复数对，均安装在制动油缸座上，两对或复数对制动油缸分布在制动盘的两侧，制动盘安装在制动盘底座上。本实用新型主要在于采用电液比例控制系统，能在实际制动过程中达到精确控制制动力矩的目的，在系统正常开机工作时，通过球阀实现液压系统保压，提高装置的工作可靠性，节能环保，采用大制动力的液压油缸。
【专利说明】一种煤矿用盘式可控制动装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种可控制动装置，特别是涉及一种采用电液比例控制系统，能在实际制动过程中达到精确控制制动力矩的煤矿用盘式可控制动装置。
【背景技术】
[0002]煤矿上使用的盘式制动器是依靠油缸中的油压与碟形弹簧共同作用使闸瓦与制动盘之间产生摩擦制动转矩的制动装置，是利用液压油压缩碟簧松闸、卸压后碟簧产生压力施闸的常闭式制动装置，具有定车功能，系统失电时仍能可靠制动，其工作原理是通过制动油缸对制动盘施加制动力而产生摩擦制动转矩，通过液压控制系统调整制动油缸中油压的大小来调整制动正压力，从而调整制动力矩的大小。
[0003]国内的煤矿上使用的盘式制动器主要通过节流阀和溢流阀同时作用控制油压，从而控制制动力矩。系统工作时，液压系统油泵电机常开。国内目前应用的产品制动力矩较小。
[0004]国外的煤矿上使用的盘式制动器为保压系统，系统工作时，液压系统根据情况开关油泵电机，节约能源。但控制系统简单。不能精确控制系统制动力矩变化。
实用新型内容
[0005]针对上述问题，本实用新型的主要目的在于提供一种采用电液比例控制系统，能在实际制动过程中达到精确控制制动力矩的煤矿用盘式可控制动装置。
[0006]本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题的:一种煤矿用盘式可控制动装置，所述装置包括液压控制系统、电控系统、制动盘、制动油缸，液压控制系统控制制动油缸，制动油缸控制制动盘，液压控制系统与电控系统电连接，电控系统分别连接压力传感器和距离传感器、电磁球阀、电磁换向阀、比例溢流阀、油泵电机、UPS电源。
[0007]在本实用新型的具体实施例子中:所述液压控制系统采用用于备用的对称的双回路形式。
[0008]在本实用新型的具体实施例子中:所述液压控制系统的双回路中其中第一个回路包括粗滤油器、油泵、电机、精滤油器、单向阀、蓄能器、压力表、电磁球阀、电磁换向阀、比例溢流阀、第一溢流阀、第二溢流阀、节流阀、压力传感器和二位三通球阀，其中，粗滤油器和油泵的一端连接，油泵采用电机控制，油泵的另一端连接精滤油器，精滤油器的另一端连接单向阀，比例溢流阀、第二溢流阀和节流阀的和电磁换向阀的同一端连接，电磁换向阀的另一端连接在电磁球阀上，电磁球阀的另一端连接有压力传感器，单向阀的远离精滤油器的一端与电磁球阀远离电磁换向阀的一端连接在一起，连接在一起的一端连有蓄能器，蓄能器还与第一溢流阀连接，蓄能器和第一溢流阀连接之间的管道分为两路，一路上连接有压力表，另一路连接在电磁球阀和压力传感器之间，第一个回路中的连接均采用管道连接；
[0009]所述液压控制系统的双回路中另个回路和弟Iv回路中的结构和连接关系完全对称，两个回路之间采用二位三通球阀连接。[0010]在本实用新型的具体实施例子中:所述制动油缸包括复数对，均安装在制动油缸座上，复数对制动油缸分布在制动盘的两侧，制动盘安装在制动盘底座上。
[0011]本实用新型的积极进步效果在于:本实用新型提供的煤矿用盘式可控制动装置具有以下优点:主要在于采用电液比例控制系统，能在实际制动过程中达到精确控制制动力矩的目的。同时，在系统正常开机工作时，通过球阀实现液压系统保压，提高装置的工作可靠性，节能环保。机械结构方面，设计采用大制动力的液压油缸。本实用新型具有运行可靠、功能齐全、节能、有多重保护功能、有可靠的停电制动措施等特点。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1为煤矿用盘式可控制动装置的总体结构示意图。
[0013]图2为液压控制系统的原理图。
[0014]图3为机械装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图给出本实用新型较佳实施例，以详细说明本实用新型的技术方案。
[0016]图1为煤矿用盘式可控制动装置的总体结构示意图。如图1所示:本适用新型包括液压控制系统、电控系统、制动盘、制动油缸，液压控制系统控制制动油缸，制动油缸控制制动盘，液压控制系统与电控系统电连接，电控系统分别连接压力传感器和距离传感器、电磁球阀、电磁换向阀、比例溢流阀、油泵电机、UPS电源。
[0017]图2为液压控制系统的原理图，液压控制系统采用用于备用的对称的双回路形式。液压控制系统的双回路中其中第一个回路包括粗滤油器1、油泵2、电机3、精滤油器4、单向阀5、蓄能器6、压力表7、电磁球阀8、电磁换向阀9、比例溢流阀10、第一溢流阀11、第二溢流阀12、节流阀13、压力传感器14和二位三通球阀15，其中，粗滤油器I和油泵2的一端连接，油泵2采用电机3控制，油泵2的另一端连接精滤油器4，精滤油器4的另一端连接单向阀5，比例溢流阀10、第二溢流阀12和节流阀13的和电磁换向阀9的同一端连接，电磁换向阀9的另一端连接在电磁球阀8上，电磁球阀8的另一端连接有压力传感器14,单向阀5的远离精滤油器4的一端与电磁球阀8远离电磁换向阀9的一端连接在一起，连接在一起的一端连有蓄能器6，蓄能器6还与第一溢流阀11连接，蓄能器6和第一溢流阀11连接之间的管道分为两路，一路上连接有压力表7，另一路连接在电磁球阀8和压力传感器14之间，第一个回路中的连接均采用管道连接；液压控制系统的双回路中另一个回路和第一个回路中的结构和连接关系完全对称，两个回路之间采用二位三通球阀15连接。
[0018]图3为机械装置的结构示意图。本实用新型中，制动油缸400包括两对，均安装在制动油缸座100上，两对制动油缸400分布在制动盘200的两侧，制动盘200安装在制动盘底座300上。
[0019]制动油缸内装多片碟形弹簧，提供制动所需的正压力。为了避免产生附加的轴向力，制动油缸在制动盘两侧对称布置。当对制动盘施加该正压力时，在制动盘表面产生摩擦制动力进而产生制动力矩。通过液压控制系统中电液比例阀调整制动油缸中油压的大小可以调整正压力，从而调整制动力矩的大小。
[0020]制动盘采用具有良好综合性能的16Mn为材料，结构设计上借鉴离心风机的设计理论，在制动盘内开设曲线通风道。当制动盘转动时，气流纵向流过通风道表面，从而产生强迫对流散热，有利于制动盘的散热。根据研究可知，相比于实心制动盘，采用通风道结构能有效提高制动盘的散热性能。
[0021 ] 制动闸瓦采用了无石棉环保型闸瓦，此类闸瓦现已广泛应用于煤矿用提升机上。该闸瓦摩擦系数高，力学强度好，热衰退效，磨耗低，使用周期长；闸瓦材料不含高硬度摩擦剂和钢棉，运行中无高频噪音，不产生火花，不易损伤盘闸；材料中不含石棉，绿色环保。此类闸瓦是应用在煤矿工况中的盘式可控制动装置的理想部件。
[0022]液压控制系统的作用就是根据所需要的制动力矩的大小，通过其中的电液比例阀来调节制动油缸的工作油压，使之获得一个合适的油压。本系统采用了电液比例压力控制，可以实现无级调压，使升压、降压过程平稳且迅速，提高了系统的性能。图3为液压控制系统原理图。
[0023]在闸瓦打开，带式输送机正常运行过程中，此时本液压系统的油泵电机停机、电磁球阀通电，系统进入保压状态。随着泄漏等原因，系统的压力降低到一定程度，电控系统中PLC控制系统将开启油栗电机，给系统打压。当系统压力升闻到设定值后，控制系统将关闭油泵电机。如此以来，本系统中油泵电机不用在工作中一直开机，不仅节约了电能，而且大大提高了系统的可靠性。
[0024]系统中采用了具有较大容积的蓄能器，它能充分维持液压系统的油压。在系统处于保压状态，油泵电机停机时，它能弥补由于泄漏等原因造成的系统油压的降低。在系统处于制动状态时，此时油泵电机不开机，蓄能器作为紧急动力源投入系统的制动工作，其较大的容积确保了系统的可靠制动。
[0025]液压控制系统采取双回路形式确保运行安全，既可备用又便于维护。
[0026]电控系统用于控制液压系统，利用防爆箱实现井下防爆功能，适合于煤矿井下的工况。其原理是PLC接受开机、制动指令以及各个保护装置(传感器)反馈回来的信号，根据事先输入的程序来控制液压系统完成所要求的动作。同时该制动装置还可以与输送机主机通讯，从而可以实现远程的监控。
[0027]在实际生产应用中，带式输送机的可控制动就是通过控制制动装置的制动力矩来实现的。因此，衡量带式输送机制动系统工作可靠性的尺度就是制动力矩，而制动力矩的大小又与闸瓦摩擦系数有很大的关系，由于本系统的制动力矩是靠闸瓦与制动盘之间的摩擦而产生的，因此闸瓦受到磨损就会导致闸瓦间隙的增加，同样由于碟形弹簧的疲劳也会造成闸瓦间隙的增加。这样在同样的油压下可能会导致正压力的减少，这就会导致制动力矩的减少。因此，本系统采用了距离传感器来实时监控闸瓦磨损量以及闸瓦与制动盘之间的间隙，并配有自动报警系统，通知维护人员对闸瓦进行更换或对闸瓦与制动盘之间的间隙进行调节，确保了系统制动的稳定可靠。
[0028]由于盘式制动装置主要应用在下运带式输送机中，煤矿生产的特殊性其存在着停电的可能性。处于正在工作的下运带式输送机，如果遇到停电，由于系统物料惯性及自身的惯性很大，更需要安全进行制动。本系统采用了双重措施保证停电工况下安全的制动:第一，在电控系统中采用了 UPS电源，保证停电状态下，依然能对控制系统中的各电磁阀进行供电，通过控制电磁比例阀，保证油压的正常降低，控制系统的制动力矩，保证了系统的制动减速度；第二，如果在UPS电源失效的情况下，全部电磁阀处于断电状态，无法进行工作，系统仍然能由紧急液压回路，在溢流阀和节流阀及蓄能器的联合作用下，保证闸瓦的贴闸油压以及控制卸压时间，也能实现二级制动，保证系统的安全。
[0029]本实用新型的工作原理如下:根据使用工况该盘式可控制动装置有以下几种工作过程。
[0030]1、松闸过程
[0031]液控系统收到松闸指令后，油泵2工作，电磁换向阀9通电。比例溢流阀10电流逐渐增大，油压上升，蓄能器6充液，制动器制动力矩减小，带式输送机在负载带动下缓慢起动。在系统压力达到最大后，电磁球阀8通电，系统封闭。带式输送机正常工作过程中，系统保压，由于泄漏当油压降低到设定的最低压力时，PLC发出信号，使油泵电机开机打压，系统压力升高；当油压升高到PLC设定的最高压力时，PLC发出信号，使油泵电机停机。第一溢流阀11设定系统最高压力，起安全阀作用。
[0032]2、正常停车
[0033]液控系统接受正常停车指令后，电磁球阀8断电。由于电磁换向阀9处于带电状态，油液通过比例溢流阀10卸压。比例溢流阀的电流按电控系统的要求降低来调节油压和制动力矩，使输送机停车减速度保持在0.1?0.3m/s2。当输送机停止运行后，油泵电机3、电磁换向阀9和比例溢流阀10断电，系统停止工作。
[0034]3、工作制动
[0035]输送机运行过程中，若由于某种原因引起超速，带式输送机的测速传感器将信号传至电控系统，电控系统发出控制信号，使电磁球阀8断电，油液由比例溢流阀卸压，比例溢流阀电流降低，施加制动力，待输送机达到稳定运行速度时，电磁球阀8通电，解除制动，系统保压。
[0036]4、系统突然断电I
[0037]当输送机系统突然断电时，电机3断电，但控制系统由UPS提供电源，电磁球阀8、电磁换向阀9和比例溢流阀10仍受PLC电控系统控制。此时，电磁球阀8断电，油液由比例溢流阀10卸压，施加制动力，使输送机平稳减速制动。
[0038]5、系统突然断电II
[0039]当输送机系统突然断电时，在UPS电源失效的情况下，油泵电机3、电磁球阀8、电磁换向阀9和比例溢流阀10断电，系统经第二溢流阀12作用使油压降至调定值，制动器迅速通过空行程贴至制动盘，在蓄能器和节流阀13的联合作用下，油液压力逐渐降低，制动力矩增大，输送机缓慢停车。
[0040]6、系统紧急制动
[0041]当输送机接受到紧急停车指令后，控制过程与正常停车过程一致，相比于正常停车状态，比例溢流阀10卸压过程更加迅速，以便达到在满足煤矿安全规程的要求下将输送机尽快停止下来的目的。
[0042]系统采取了双回路来保证工作的安全可靠，当一路液压系统出现故障，可通过二位三通球阀15切换到另一路回路上，来保证整个系统的正常工作。
[0043]以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型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实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型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实用新型范围内，本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
【权利要求】
1.一种煤矿用盘式可控制动装置，其特征在于:所述装置包括液压控制系统、电控系统、制动盘、制动油缸，液压控制系统控制制动油缸，制动油缸控制制动盘，液压控制系统与电控系统电连接，电控系统分别连接压力传感器和距离传感器、电磁球阀、电磁换向阀、t匕例溢流阀、UPS电源。
2.根据权利要求1所述的煤矿用盘式可控制动装置，其特征在于:所述液压控制系统采用用于备用的对称的双回路形式。
3.根据权利要求2所述的煤矿用盘式可控制动装置，其特征在于:所述液压控制系统的双回路中其中第一个回路包括粗滤油器、油泵、电机、精滤油器、单向阀、蓄能器、压力表、电磁球阀、电磁换向阀、比例溢流阀、第一溢流阀、第二溢流阀、节流阀、压力传感器和二位三通球阀，其中，粗滤油器和油泵的一端连接，油泵采用电机控制，油泵的另一端连接精滤油器，精滤油器的另一端连接单向阀，比例溢流阀、第二溢流阀和节流阀的和电磁换向阀的同一端连接，电磁换向阀的另一端连接在电磁球阀上，电磁球阀的另一端连接有压力传感器，单向阀的远离精滤油器的一端与电磁球阀远离电磁换向阀的一端连接在一起，连接在一起的一端连有蓄能器，蓄能器还与第一溢流阀连接，蓄能器和第一溢流阀连接之间的管道分为两路，一路上连接有压力表，另一路连接在电磁球阀和压力传感器之间，第一个回路中的连接均采用管道连接； 所述液压控制系统的双回路中另一个回路和第一个回路中的结构和连接关系完全对称，两个回路之间采用二位三通球阀连接。
4.根据权利要求1所述的煤矿用盘式可控制动装置，其特征在于:所述制动油缸包括复数对，均安装在制动油缸座上，复数对制动油缸分布在制动盘的两侧，制动盘安装在制动盘底座上。
【文档编号】F16D65/14GK203548652SQ201320599399
【公开日】2014年4月16日 申请日期:2013年9月26日 优先权日:2013年9月26日
【发明者】李毕胜, 符阳, 李柳, 钱科, 夏祥武, 何雪 申请人:上海安运输送设备有限公司, 中煤科工集团上海研究院