一种基于差动液压缸的矿井盘式制动器

技术领域

本发明涉及提升机制动、液压传动领域，具体是一种基于差动液压缸的矿井盘式制动器。

背景技术

矿井提升设备担负运送人员货物等重要任务，是矿山井下作业和地面作业相连接的关键枢纽，使用比较频繁，负载重量变化比较大，必须具有可靠的制动力矩保证其安全运行，盘式制动器因其动作快、灵敏度高、制动力矩大等优点被广泛用于矿井提升设备制动。《煤矿安全规程》要求，为避免产生的减速度过大，安全制动力矩应该与工作制动力矩分开，安全制动过程中空动时间应该小于0.3s。目前生产使用的盘式制动器大都采用蝶形弹簧与单杆单作用液压缸配合，敞闸时通入高压油液，压缩碟簧，制动时油液泄压流回油箱，制动力完全由蝶形弹簧产生。这种制动器制动力全部依靠蝶形弹簧，最大制动力矩受蝶形弹簧状态限制，并且单作用的液压缸活塞运动较慢，延长了闸瓦的空动时间，影响制动安全。因此，如何设计一种动作更快、制动力矩更大的盘式制动器是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供了一种基于差动液压缸的矿井盘式制动器，该制动器闸瓦能够以更快的速度贴紧制动盘，缩短了制动器空动时间，制动时能够利用液压缸高压油液提高最大制动力矩，确保矿井提升机的安全制动。

本发明是通过以下技术方案实现：

一种基于差动液压缸的矿井盘式制动器，包括：液压缸端盖、活塞杆、液压缸筒体、调整螺母、制动器筒体、键、蝶形弹簧、衬套、压套、螺栓、闸瓦、连接螺栓、电磁换向阀、溢流阀、液压泵，其特征在于：所述液压缸端盖轴心处有无杆腔进油孔，液压缸端盖与液压缸筒体通过螺纹连接；所述活塞杆安装在液压缸筒体内，工作杆伸出筒体，液压缸端盖、活塞杆、液压缸筒体组成差动液压缸；所述调整螺母内侧与液压缸筒体连接，外侧车有螺纹，通过螺纹副与制动器筒体连接；所述衬套由圆筒和金属板焊接而成，衬套圆筒侧安装在液压缸筒体内部，通过键周向固定，衬套另一侧为闸瓦支撑面，通过连接螺栓与活塞杆固定，推动闸瓦移动；所述蝶形弹簧安装在由活塞杆和衬套组成的空腔内，一端抵在液压缸筒体，另一端抵在衬套处；所述闸瓦紧贴衬套一侧，由压套和螺栓固定在衬套上；所述电磁换向阀、溢流阀、液压泵构成差动液压回路，控制制动器工作。

作为优选，所述差动液压缸是由液压缸端盖、活塞杆、液压缸筒体组成的单杆双作用液压缸，无杆腔进油孔设在液压缸端盖轴心，有杆腔进油孔沿液压缸筒体轴向开设，无杆腔直径大于

作为优选，所述液压控制回路的一个阀位将有杆腔与无杆腔连通，构成差动液压回路，利用活塞两端的面积差提供液压制动力，提升制动器的最大制动力矩，并且差动液压缸加快了活塞运动速度，提高制动器的响应速度，减少制动器的空动时间。

作为优选，所述液压缸筒体与制动器筒体通过调整螺母连接，旋转调整螺母可以改变液压缸与制动器筒体的相对位置，实现对制动器的微调。

作为优选，所述衬套安装在制动器筒体内，并通过滑键进行周向固定，衬套通过连接螺栓与活塞杆连接，轴向可以实现相对位移，获得液压缸的轴向力，蝶形弹簧安装在衬套内，蝶形弹簧两端分别抵在液压缸筒体和衬套上，蝶形弹簧在制动器安装时进行预紧，以实现无油压下的常闭制动器。

作为优选，所述液压控制回路由电磁换向阀、溢流阀、液压泵构成，电磁换向阀为M型三位四通电磁换向阀，液压缸有杆腔与换向阀B口连接，无杆腔与换向阀A口连接，液压泵出口与油箱之间连接可调溢流阀，用于调整保持回路油压。

本发明与现有技术相比，其有益效果体现在：

本发明使用差动液压缸配合蝶形弹簧，利用差动液压缸活塞两端的面积差产生制动力矩，在蝶形弹簧保持同条件下本发明可提供更大的制动力矩，并通过调节油液压力调整制动力矩。制动时，有杆腔被压缩，油液通过液压回路流向无杆腔，活塞运动更快，闸瓦空动时间更短。本发明通过使用差动液压缸提供了更大的制动力矩范围、更短的空动时间，加强了矿井提升设备的制动效果，更好的保证制动安全。

附图说明

图1为本发明三维外观图；

图2为本发明剖面图；

图3为本发明液压回路图；

附图中各标号所代表的部件列表如下：

1—液压缸端盖，2—无杆腔进油孔，3—无杆腔，4—活塞杆，5—有杆腔，6—有杆腔进油孔，7—液压缸筒体，8—调整螺母，9—制动器筒体，10—键，11—蝶形弹簧，12—衬套，13—压套，14—螺栓，15—闸瓦，16—连接螺栓，17—电磁换向阀，18—溢流阀，19—液压泵。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

一种基于差动液压缸的矿井盘式制动器，如图1和图2所示，制动器筒体(9)下方有安装孔，用于将制动器紧固在基座上。调整螺母(8)通过螺纹副安装在制动器筒体(9)内部一侧，液压缸筒体(7)由调整螺母(8)固定，液压缸筒体(7)与制动器筒体(9)的相对位置可以通过旋转调整螺母(8)进行微调，以便精确安装。液压缸端盖(1)、活塞杆(4)、液压缸筒体(7)组成差动液压缸，差动液压缸的有杆腔进油孔(6)沿液压缸筒体(7)轴向开设，无杆腔进油孔(2)设置在液压缸端盖(1)轴心，液压缸端盖(1)内侧开有缓冲槽，降低活塞返程冲击。

活塞杆(4)右侧通过连接螺栓(16)与衬套(12)固定，提供轴向力，使衬套(12)与活塞杆(4)同步运动，同时衬套(12)柱面安装在制动器筒体(9)内，利用制动器筒体(9)克服制动时产生的径向力，制动器筒体(9)与衬套(12)间安装可以滑动的键(10)，对衬套(12)周向限位，保证衬套(12)只能沿轴线运动。活塞杆(4)与衬套(12)之间留有蝶形弹簧(11)安装空间，使用带支撑面的蝶形弹簧(11)抵在活塞杆(4)与衬套(12)之间，安装时蝶形弹簧(11)被压缩，提供预紧制动力，保证制动器能够在无外界动力时处于常闭状态。闸瓦(15)贴紧衬套(12)，由压套(13)和螺栓固定(14)，闸瓦(15)可拆，方便维修更换。

如图3所示，电磁换向阀(17)、溢流阀(18)、液压泵(19)组成液压回路，液压缸有杆腔(5)与电磁换向阀(17)B口连接，无杆腔(3)与电磁换向阀(17)A口连接，电磁换向阀(17)P口为进油口，T口为出油口。所述电磁换向阀(17)为M型三位四通电磁换向阀，中位机能M型，使电磁换向阀(17)在中位时能够保持液压回路油压稳定，活塞杆(4)锁紧，换向阀左侧为闸瓦回程阀位，右侧为制动阀位。液压泵(19)出口与油箱之间连接可调溢流阀(18)，防止差动液压回路过载，调整保持回路油压。

本发明的一个具体应用过程为：

制动器安装后在不通入高压油液的情况下，闸瓦依靠蝶形弹簧压紧制动盘，属于常闭制动器。制动器接入液压回路后，将电磁换向阀处于左侧阀位，高压油液在液压泵的作用下，从P口进、B口出，通入差动液压缸的有杆腔，推动活塞杆左移。液压缸无杆腔通过A口、T口与油箱连通，油液泄压，活塞两侧形成压力差，有杆腔的高压油液推动活塞杆向左移动，衬套、闸瓦在活塞杆的作用下压缩蝶形弹簧向左移动，闸瓦离开制动盘，释放制动盘。当闸瓦移动到目标位置时，电磁换向阀切换为中间阀位，锁紧A、B口，活塞两侧油腔紧闭，活塞杆锁定，闸瓦被固定不动。

当执行制动工作时，电磁换向阀切换为右侧阀位，高压油液在液压泵的作用下从P口进A口出进入无杆腔，有杆腔油液通过阀位与无杆腔连通，有杆腔与无杆腔油压相同而活塞面积不同，形成差动液压缸，活塞杆不再压缩弹簧，闸瓦在蝶形弹簧的推动下贴紧制动盘，形成制动力矩。差动液压缸使活塞杆运动更快，缩短了闸瓦空动时间，液压缸合力与弹簧弹力方向相同，为闸瓦提供更高的制动力矩，使制动器具有更大的制动力范围。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明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发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明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发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。