矿井提升机全电制动系统技术方案

本发明专利技术涉及矿井提升机制动控制技术领域，提出了一种矿井提升机全电制动系统，包括盘形制动器、辅助制动器、与卷筒主轴相连的调绳离合器装置、检测反馈装置和电控控制装置；盘形制动器包括制动器壳体、第一机电作动器和盘形制动闸；辅助制动器包括机架、第二机电作动器、闸体；检测反馈装置包括用于测量卷筒转速的测速传感器以及用于测量机电作动器执行部件表面压力的压力传感器，电控控制装置用于根据测速传感器和压力传感器的输出信号，控制第一机电作动器和第二机电作动器的工作电流，以及用于根据压力传感器的输出信号，控制第三机电作动器的工作电流。本发明专利技术结构简单、运行可靠、精度高、效率高，可广泛应用于提升机制动领域。

Full Electric Braking System of Mine Hoist

The invention relates to the technical field of braking control of mine hoist, and puts forward an all-electric braking system of mine hoist, including disc brake, auxiliary brake, rope adjusting clutch device connected with the main shaft of drum, detection feedback device and electronic control control device; disc brake includes brake case, first electromechanical actuator and disc brake; auxiliary brake includes brake frame; The detection feedback device includes a speed sensor for measuring the rotational speed of the reel and a pressure sensor for measuring the surface pressure of the actuating parts of the electromechanical actuator. The electronically controlled control device is used to control the working current of the first electromechanical actuator and the second electromechanical actuator according to the output signals of the speed sensor and the pressure sensor, as well as the working current of the second electromechanical actuator according to the output signals of the speed sensor and the pressure sensor. The output signal of the pressure sensor controls the working current of the third electromechanical actuator. The invention has simple structure, reliable operation, high precision and high efficiency, and can be widely used in the braking field of hoist.

【技术实现步骤摘要】
矿井提升机全电制动系统
本专利技术涉及矿井提升机制动控制
，具体涉及一种矿井提升机全电制动系统。
技术介绍
矿井提升机是矿山开采的咽喉设备，承担着井上井下之间矿物、设备、材料和人员输送的重要任务，其性能好坏对于矿山安全生产十分重要。而矿井提升机制动系统是关系到提升机安全性能的关键部件。目前，提升机的安全制动过程主要是由电液制动系统完成的，其中，电液制动系统由盘形制动器、液压站、电控柜、检测反馈装置、液压管路及连接电缆组成。安全制动是指提升机或提升绞车在运行过程中，为避免出现安全事故而采取的迅速停车的制动行为。大部分矿井提升机仍采用恒力矩二级安全制动控制方式“简称二级制动”，即安全制动时，将全部制动力矩以不同数值分两个制动阶段施加到提升机或提升绞车上，并在第一级制动时保持制动力矩恒定直至停车；然后第二级制动时施加全部制动力矩的制动方式，满足安全规程对最大制动力矩的要求，使提升系统安全地处于静止状态，即恒力矩制动控制。二级制动解决了安全制动过程中制动减速度大小要求所需制动力矩与静止状态时停车可靠性要求所需制动力矩不一致的矛盾，使之符合国家有关安全规程要求，以实现提升系统安全可靠工作。由于第一级制动力矩，即P一级值，一经调定后，将不再变动。为了安全起见，一般按最大负荷、最恶劣工况，即全载下放工况来确定P一级值，即最大制动力矩要求，这样在重载上提工况下也只能使用这个最大制动力矩去制动；由于此时重力负载方向是帮助提升系统制动的，因此，与重载下放工况相比，重载上提工况下制动减速度变化大，制动冲击大，制动过程不平稳，在提升系统载荷变化情况下也存在同样现象。尤其是对于大型多绳提升设备，安全制动过程中很容易突破滑动极限，致使钢丝绳打滑，降低了设备的安全性能和使用寿命，甚至造成重大安全事故。因此，现在大型提升机采用更先进的恒减速电液制动控制系统，采用电液伺服阀对提升机安全制动过程中的系统油压进行调节，但这种系统的抗污染能力差、成本高、维护工作量大、可靠性低。如果设备维护稍有疏忽，在安全制动过程中就可能发生重大安全事故。
技术实现思路
本专利技术克服现有技术存在的不足，所要解决的技术问题为：提供一种矿井提升机全电制动系统，使矿井提升机在工作制动时，实施紧急制动时，制动减速度不随负荷、工况变化而变化，始终按预先设定的速度值进行制动，提高矿井提升机制动的平稳性和安全性。为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种矿井提升机全电制动系统，包括盘形制动器、辅助制动器、与卷筒主轴相连的调绳离合器装置、检测反馈装置和电控控制装置；所述盘形制动器包括制动器壳体、第一机电作动器和盘形制动闸；所述辅助制动器包括机架、第二机电作动器、闸体；所述调绳离合器装置包括第三机电作动器、推杆、滑动环、铰连板、齿块，所述第三机电作动器固定设置在轴承底座上，所述第三机电作动器的直轴与所述推杆的一端固定连接，所述推杆的另一端与设置在轮毂外侧的滑动环固定连接，所述铰连板的一端与所述滑动环铰接，另一端与齿块铰接，所述齿块设置在游动卷筒的内齿圈内并与内齿圈啮合，使所述游动卷筒与卷筒主轴同轴转动；所述检测反馈装置包括用于测量卷筒转速的测速传感器以及用于测量机电作动器执行部件表面压力的压力传感器，所述电控控制装置用于根据所述测速传感器和压力传感器的输出信号，控制所述第一机电作动器和第二机电作动器的工作电流，以及用于根据所述压力传感器的输出信号，控制所述第三机电作动器的工作电流；当需要制动时，所述盘形制动闸在第一机电制动器的驱动下用于与游动卷筒贴合形成制动力，所述闸体在第二机电制动器的驱动下与联轴器外壳贴合形成制动力；当需要调绳时，所述齿块在第三机电制动器的驱动下与所述游动卷筒的内齿圈脱离啮合。所述盘形制动器还包括设置在制动器壳体内的筒体，所述筒体一端与盘形制动闸固定连接，筒体内固定设置连接轴，连接轴外侧设置有滑套和蝶形弹簧，连接轴与所述第一机电作动器的动力输出端连接。所述辅助制动器还包括连杆、调节螺母、弹簧、固定套、活动套，所述第二机电作动器与机架底部固定连接，固定套与机架上部固定连接，活动套与闸体固定连接，活动套设置固定套中，调节螺母通过固定套内的螺纹与固定套的下端连接，弹簧安装在固定套、活动套及调节螺母形成的封闭空腔内，连杆一端与活动套固定连接，另一端依次穿过弹簧和调节螺母后与第二机电作动器的动力输出端连接。所述辅助制动器上还设置有开闸监控装置，所述开闸监控装置用于检测闸体是否有动作，并在有开闸信号和运行信号，闸体却无动作时，发送故障反馈信号至所述电控控制装置。所述第三机电作动器的直轴上设置有联锁环形凹槽，所述调绳离合器装置还包括可以进入所述联锁环形凹槽的安全联锁阀锁块、啮合传感器和脱开传感器，所述安全联锁阀锁块用于与所述联锁环形凹槽配合，卡住所述第二机电作动器的直轴；啮合传感器用于与所述安全联锁阀锁块配合，检测调绳离合器装置的啮合信号；所述脱开传感器用于与推杆配合，检测调绳离合器装置的脱开信号并发出调绳信号。所述电控控制装置包括可编程控制器，伺服控制器，信号处理电路，信号放大器；所述测速传感器的输出信号和给定速度信号经所述信号处理电路后输出速度差信号到所述可编程控制器，所述可编程控制器根据速度差信号和第一机电作动器上的压力传感器输入的压力信号输出第一控制信号，以及根据速度差信号和第二机电作动器上的压力传感器输入的压力信号输出第二控制信号，所述第一和第二控制信号经所述信号放大器放大后分别输出到所述伺服控制器，所述伺服控制器根据所述第一和第二控制信号分别控制第一机电作动器和第二机电作动器工作，所述可编程控制器还根据所述第三机电作动器上的压力传感器输入的压力信号输出第三控制信号，所述第三控制信号经信号放大器放大后输出到所述伺服控制器，所述伺服控制器根据第三控制信号控制第三机电作动器工作。所述可编程控制器采用以PLC为核心的闭环PID控制方法。本专利技术与现有技术相比具有以下有益效果：1、本专利技术用机电作动器代替油缸推动器后，整个矿井提升机系统去掉了液压站系统，简化了系统配置，其具有结构简单、运行可靠、精度高、效率高的优点；同时，电气伺服控制性能媲美液压比例控制，甚至性能指标更加优秀，而总体材料成本降低，由于伺服电机、机电作动器的直线线性电机等电气电子运动机构发展很快，为矿井提升机全电制动技术的电气化、信息化、智能化技术的高速发展的带来了可能。2、通过采用本专利技术的技术方案，使用本专利技术的全电制动系统具有对制动减速度实施双向调节功能，具备了实现恒值闭环控制的良好条件，具有高响应速度、高控制精度的制动性能。同时，因为全部采用电气驱动代替液压驱动，从根本上解决了油液泄露、污染，系统复杂，维修困难等问题。附图说明图1为本专利技术中机电作动器盘型制动器装置的结构示意图；图2为本专利技术中机电作动器辅助制动器装置的结构示意图；图3为本专利技术中机电作动器调绳离合器装置的结构示意图；图4为本专利技术的矿井提升机全电制动系统的机械结构示意图；图5为本专利技术的制动系统闭环控制回路的方框图；图6为本专利技术的调绳离合器系统闭环控制回路的方框图；图中1为联轴器，2为盘形制动器，3为调绳离合器，4为游动卷筒，5为固定卷筒，6为辅助制动器，7为电机，8为减速机，9为测速传感器，21为盘形制动闸，22为筒体，23本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种矿井提升机全电制动系统，其特征在于，包括盘形制动器（2）、辅助制动器（6）、与卷筒主轴相连的调绳离合器装置（3）、检测反馈装置和电控控制装置；所述盘形制动器（2）包括制动器壳体（23）、第一机电作动器（27）和盘形制动闸（21）；所述辅助制动器（6）包括机架（61）、第二机电作动器（62）、闸体（68）；所述调绳离合器装置（3）包括第三机电作动器（32）、推杆（34）、滑动环（35）、铰连板（37）、齿块（38），所述第三机电作动器（32）固定设置在轴承底座上，所述第三机电作动器（32）的直轴与所述推杆（34）的一端固定连接，所述推杆（34）的另一端与设置在轮毂（42）外侧的滑动环（35）固定连接，所述铰连板（37）的一端与所述滑动环（35）铰接，另一端与齿块（38）铰接，所述齿块（38）设置在游动卷筒（4）的内齿圈（41）内并与内齿圈（41）啮合，使所述游动卷筒（4）与卷筒主轴同轴转动；所述检测反馈装置包括用于测量卷筒转速的测速传感器（9）以及用于测量机电作动器执行部件表面压力的压力传感器，所述电控控制装置用于根据所述测速传感器和压力传感器的输出信号，控制所述第一机电作动器和第二机电作动器的工作电流，以及用于根据所述压力传感器的输出信号，控制所述第三机电作动器的工作电流；当需要制动时，所述盘形制动闸（21）在第一机电制动器（27）的驱动下用于与游动卷筒（4）贴合形成制动力，所述闸体（68）在第二机电制动器（62）的驱动下与联轴器（1）外壳贴合形成制动力；当需要调绳时，所述齿块（7）在第三机电制动器（32）的驱动下与所述游动卷筒（4）的内齿圈（42）脱离啮合。...

【技术特征摘要】
1.一种矿井提升机全电制动系统，其特征在于，包括盘形制动器（2）、辅助制动器（6）、与卷筒主轴相连的调绳离合器装置（3）、检测反馈装置和电控控制装置；所述盘形制动器（2）包括制动器壳体（23）、第一机电作动器（27）和盘形制动闸（21）；所述辅助制动器（6）包括机架（61）、第二机电作动器（62）、闸体（68）；所述调绳离合器装置（3）包括第三机电作动器（32）、推杆（34）、滑动环（35）、铰连板（37）、齿块（38），所述第三机电作动器（32）固定设置在轴承底座上，所述第三机电作动器（32）的直轴与所述推杆（34）的一端固定连接，所述推杆（34）的另一端与设置在轮毂（42）外侧的滑动环（35）固定连接，所述铰连板（37）的一端与所述滑动环（35）铰接，另一端与齿块（38）铰接，所述齿块（38）设置在游动卷筒（4）的内齿圈（41）内并与内齿圈（41）啮合，使所述游动卷筒（4）与卷筒主轴同轴转动；所述检测反馈装置包括用于测量卷筒转速的测速传感器（9）以及用于测量机电作动器执行部件表面压力的压力传感器，所述电控控制装置用于根据所述测速传感器和压力传感器的输出信号，控制所述第一机电作动器和第二机电作动器的工作电流，以及用于根据所述压力传感器的输出信号，控制所述第三机电作动器的工作电流；当需要制动时，所述盘形制动闸（21）在第一机电制动器（27）的驱动下用于与游动卷筒（4）贴合形成制动力，所述闸体（68）在第二机电制动器（62）的驱动下与联轴器（1）外壳贴合形成制动力；当需要调绳时，所述齿块（7）在第三机电制动器（32）的驱动下与所述游动卷筒（4）的内齿圈（42）脱离啮合。2.根据权利要求1所述的一种矿井提升机全电制动系统，其特征在于，所述盘形制动器（2）还包括设置在制动器壳体（23）内的筒体（22），所述筒体（22）一端与盘形制动闸（21）固定连接，筒体（22）内固定设置连接轴（24），连接轴（24）外侧设置有滑套（25）和蝶形弹簧（26），连接轴（24）与所述第一机电作动器（27）的动力输出端连接。3.根据权利要求1所述的一种矿井提升机全电制动系统，其特征在于，所述辅助制动器（6）还包括连杆（63）、调节螺母（64）、弹簧（65）、固定套（66）、活动套（67），所述第二机电作动器（62）与机架（61）底部固定连接，固定套（66）与机架（61）上部固定连接，活动套...

【专利技术属性】
技术研发人员：王子宜，赵鼎元，于肖琦，赵瑞峰，
申请(专利权)人：山西腾然科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山西,14