CN2173733Y - 盘式制动器状态监测装置 - Google Patents
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Abstract
一种盘式制动器状态监测装置，是由装在油压管
路上的油压传感器、装在各制动器闸瓦中部的闸瓦监
测探头、安全制动信号接点和状态监测仪组成，当制
动器工作时，监测仪根据对油压信号和各闸瓦贴闸信
号检测，得出各制动器的实际制动正压力和***总制
动正压力；根据安全制动断电时间和各制动器的贴闸
时间检测，得出各制动器在紧急制动时的空动时间大
小；并显示和打印出被测结果，为制动器的工作性能
和故障分析提供可靠的依据。
Description
本实用新型涉及矿井提升机盘式制动器正压力的在线检测以及制动器制动正压力失效故障状态的在线监测。
盘式制动器是目前矿井提升机上普遍采用的一种机械制动装置，它是提升***正常减速停车以及发生故障时进行紧急制动安全停车，保证提升***安全运行的重要装置。提升机盘式制动***是由提升机滚筒制动圆盘、若干对盘式制动器及液压站三部分组成，盘式制动器的制动原理是利用碟形弹簧的弹簧压力使闸瓦作用在制动盘上对提升机进行制动，并利用液压站供给的压力油进行松闸。制动器所需最大制动力的设定值是通过油压表来调节液压站的最大工作油压给定值，同时要求各制动闸瓦与制动盘间的间隙必须限制在2毫米之内来确定的。制动时司机通过操作制动手把可在最大给定油压范围内调节工作油压的大小，从而达到在设定的最大制动力范围内调节实限制动力的大小。然而在实际运行中，由于油压表的工作油压值不能表示出各制动器碟形弹簧对制动盘作用的实际制动正压力的大小，因此当制动器内部机件产生性能失效（如：碟形弹簧的疲劳失效或断裂，其它内部运动机件的磨损、绣蚀等）而造成制动器实际制动能力下降时，就会造成因提升机制动失灵而发生的重大提升事故。所以解决现有盘式制动器实际制动能力的在线状态监测一直是保证提升机安全运行有待解决的问题之一。中国专利文献CN2051627U公开的一种盘式制动器正压力监测装置，是将由四个一种带温度自补偿的泊式应变片构成的周边固定的圆模片测力传感器，放置在闸瓦的背面沟槽内，且高出闸瓦0.1mm；当闸瓦受压时，测力传感器输出与压力成正比的电信号，并由数字显示仪显示出被测正压力的大小。由于该装置现场安装定位尺寸要求很高，不易满足，易造成测力传感器受力不均，使得该仪器测量不准。
本实用新型的任务就是在不改变现有盘式制动器原有结构及不影响其工作性能的条件下，提出一种新型的盘式制动器状态监测装置，该装置可对提升机盘式制动***中各制动器实际制动正压力、***总制动正压力及各制动器空动时间进行在线性能检测和状态监测，并予以显示和打印。
完成上述任务的装置包括：高精度油压传感器、若干个闸瓦贴闸信号监测探头、一个提升机安全制动开关信号检测接头和一台状态监测仪。油压传感器装在提升机制动***液压站的制动油压管路中，它可由一个油压传感器串接在液压站总油压表管路上，也可由多个油压传感器分别装在液压站与各制动器相连的各油压支路上，构成对制动或松闸过程中各制动器上的工作油压进行监测。各闸瓦贴闸信号监测探头是在各制动器闸瓦上钻一个小孔，然后将各闸瓦监测探头装入小孔中，并与闸瓦固定成一体，其信号线由闸瓦背面侧向引出，构成对制动器闸瓦在制动过程中的贴闸时间的信号监测。提升机安全制动开关信号接点接在提升机电控***安全回路紧急制动开关空接点上，构成对提升机紧急制动断电时间的信号监测。状态监测仪主要由8031单片机、EPROM存贮器、8155I／O接口、ADC0809A／D转换器、AD522运算放大器、8279芯片、数码显示器、报警器和微型智能打印机等组成，实现对各输入信号的数据采集处理、显示、报警及打印输出。
本实用新型是根据在制动过程中的油压信号和各制动器闸瓦贴闸信号时间，测出各制动器的实际贴闸油压值，得出各制动器制动时对制动盘产生的实际制动正压力值，以及制动***总制动正压力值；根据安全制动断电时间和各制动器的贴闸时间，测出各制动器在紧急制动时的空动时间大小。
本实用新型具有传感、检测元件安装简单，工作可靠，对原制动***的结构及性能没有影响等特点，并根据其实测结果，可对制动器闸瓦的磨损程度、碟形弹簧的疲劳失效或断裂以及各闸瓦之间的制动正压力和动作不平衡度等故障状态作出及时的诊断和识别。
下面将结合附图对本实用新型进行详细描述，其中：
图1为本实用新型的结构示意图。
图2为本实用新型的闸瓦贴闸信号监测探头的安装位置示意图。
图3为本实用新型的状态监测仪框图。
图4为本实用新型的电路原理图。
参见图1和图2，在由提升机滚筒制动圆盘1、若干对装有碟形弹簧5的盘式制动器2、通过油管3和制动器2连接的液压站13三部分构成的提升机盘式制动***中，是将油压传感器10装在提升机制动***液压站13的制动油压管路3上，它可由一个油压传感器10串接在液压站13总油压表4管路3上，也可由多个油压传感器10分别装在液压站13与各制动器2相连的各油压支路上，并将油压传感器10的输出经引线11送状态监测仪12；在各制动器2的闸瓦6上（最佳是在中部）钻一个直径为φ4mm的小孔，各闸瓦贴闸信号监测探头8装入小孔中，并与各闸瓦6固成一体，连接探头8的引线9由各闸瓦6背面引线槽侧向引出送状态监测仪12；提升机安全制动开关信号接点接在提升机电控***安全回路7紧急制动开关空接点K上，并通过引线送状态监测仪12。油压传感器10是采用华东电子仪器厂生产的BPRF电阻应变桥压力传感器，其测量范围为0～10MPa，当桥路加6V电压时，输出0～6mV电信号。探头8是采用铜、铝等金属制成的易磨圆柱体，也可用锡灌制而成，其个数与制动器2的个数相同，制动器个数视实际所需制动力大小而定。
参见图3和图4，由8031单片机、EPROM存贮器2764、8155I／O接口、ADC0809模数转换器、AD522运算放大器、8279芯片、译码器74LS138、驱动器7407、75451、数码显示器LED、报警器和微型智能打印机NP－16等组成的状态监测仪12，是将8155芯片作为开关量的输入接口，连接各闸瓦贴闸信号监测探头8a～8i的引线9接入到8155的PA口和PB口，当闸瓦6贴上制动盘1时，PA口和PB口的输入信号为低电平；当闸瓦6离开制动盘1时，输入信号为高电平；8031单片机通过读8155PA口和PB口的口状态就可知道各闸瓦6的开合状态，以及各闸瓦6贴闸的先后次序。接点K接入到8155的PC0端口，当提升机开始紧急制动，安全回路7断电时，K闭合，PC0口由高电平变为低电平，与8155连接的8031单片机根据8155的PC0的口状态这一变化起动定时器T0记时，一直到各闸瓦6贴上制动盘1，分别记录下每一个闸的空行程时间。油压传感器10（BPRF）输出的0～6mV电信号经低噪声高增益放大器AD522放大800倍后，送ADC0809进行模数转换，其输出的数字信号通过数据总线D0～D7送8031单片机。译码器74LS138（1）由8031控制分别对8155、8279、ADC0809芯片及NP－16打印机进行片选；锁存器74LS373为2764提供低八位地址和为8279提供A0线；2764存贮器用来存放控制、数据采集、计算处理、显示、打印等应用程序；由8031控制的键盘及显示接口8279，经译码器74LS138（2）、（3）和驱动器75451和7407管理六个功能键F1～F6及8位数码管LED的自动扫描显示。8031单片机在软件操作下，通过对贴闸信号的检测与油压信号的检测相配合，测出各闸的贴闸油压Pt，即每当贴闸信号从高电平变为低电平、闸瓦6由开到合的那一时刻的油压，为该闸的贴闸油压；经公式N1＝Pt·S运算处理（S为已知的制动油缸有效作用面积），得出各制动器2制动时对制动盘1产生的实际制动正压力N1，以及制动***总制动正压力N＝∑Ni。并在功能键操作下，显示和打印出各个测量值，包括：各制动器在紧急制动时的空动时间大小，各制动器的实际贴闸油压值，各制动器的实际制动正压力，制动***总制动正压力，各闸贴闸的先后顺序等。根据上述实测结果，可对制动器闸瓦的磨损程度、碟形弹簧的疲劳失效或断裂以及各闸瓦之间的制动正压力和动作不平衡度等故障状态作出及时的诊断和识别，并由8155的PC1口输出报警。
Claims (10)
1、一种盘式制动器状态监测装置，是在由提升机滚筒制动圆盘(1)、若干对装有碟形弹簧(5)的盘式制动器(2)、通过油管(3)和制动器(2)连接的液压站(13)三部分构成的提升机盘式制动***中，加上油压传感器(10)、若干个闸瓦贴闸信号监测探头(8)、一个提升机安全制动开关信号检测接头和一台状态监测仪(12)，其特征在于：
a.油压传感器(10)是装在提升机制动***液压站(13)的制动油压管路(3)上，其输出信号经引线(11)送状态监测仪(12)中的运算放大器；
b.在各制动器(2)的闸瓦(6)上钻一个小孔，各闸瓦贴闸信号监测探头(8)装入小孔中，并与各闸瓦(6)固成一体，连接各探头(8a～8i)的引线(9)由各闸瓦(6)背面引线槽侧向引出送状态监测仪(12)中的8155I/0接口的PA口和PB口；
c.提升机安全制动开关信号接点接在提升机电控***安全回路(7)紧急制动开关空接点K上，并通过引线送状态监测仪(12)中的8155I/O接口的PCO端口；
d.由8031单片机、EPROM存贮器2764、8155 I/O接口、ADC0809模数转换器、AD522运算放大器、8279芯片、译码器74LS138、驱动器7407、75451、数码显示器LED、报警器和微型智能打印机NP-16等构成的状态监测仪(12)，是将8155芯片作为开关量的输入接口，其输入接口PA口、PB口和PCO口的口状态变化通过数据总线D0～D7传送给8031单片机；油压传感器(10)输出的电信号经低噪声、高增益放大器AD522放大后，送ADC0809进行模数转换，其输出的数字信号通过数据总线D0～D7送8031单片机；译码器74LS138(1)由8031控制分别对8155、8279、ADC0809、NP-16进行片选；锁存器74LS373为2764提供低八位地址和为8279提供A0线；由8031控制的键盘及显示接口8279，经译码器74LS138(2)、(3)和驱动器75451和7407管理六个功能键F1～F6及8位数码管LED的自动扫描显示。
2、根据权利要求1所述的盘式制动器状态监测装置，其特征在于：油压传感器（10）是采用BPRF电阻应变桥压力传感器，其测量范围为0～10MPa，当桥路加6V电压时，输出0～6mV电信号。
3、根据权利要求1或2所述的盘式制动器状态监测装置，其特征在于：状态监测仪（12）中的AD522放大器的放大倍数为800。
4、根据权利要求1或2所述的盘式制动器状态监测装置，其特征在于：可将1个油压传感器（10）串接在液压站（13）总油压表（4）管路上，也可将多个油压传感器（10）分别装在液压站（13）与各制动器（2）相连的各油压支路上。
5、根据权利要求1或2所述的盘式制动器状态监测装置，其特征在于：是在各制动器（2）的闸瓦（6）的中部钻一个直径为4mm的小孔；装入小孔中的探头（8）是采用铜、铅等金属制成的易磨圆柱体，也可用锡灌注而成。
6、根据权利要求1或2所述的盘式制动器状态监测装置，其特征在于：探头（8）的个数与制动器（2）的个数相同。
7、根据权利要求5所述的盘式制动器状态监测装置，其特征在于：探头（8）的个数与制动器（2）的个数相同。
8、根据权利要求1或2所述的盘式制动器状态监测装置，其特征在于：当各闸瓦（6）贴上制动盘（1）时，8155的PA口、PB口的输入信号为低电平；当各闸瓦（6）离开制动盘（1）时，8155的PA口、PB口的输入信号为高电平；当提升机开始紧急制动，安全回路（7）断电时，接点K闭合，PC0口由高电平变为低电平。
9、根据权利要求5所述的盘式制动器状态监测装置，其特征在于：当各闸瓦（6）贴上制动盘（1）时，8155的PA口、PB口的输入信号为低电平；当各闸瓦（6）离开制动盘（1）时，8155的PA口、PB口的输入信号为高电平。
10、根据权利要求1或2所述的盘式制动器状态监测装置，其特征在于：状态监测仪（12）中8155的PC1口输出接报警器。
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |