一种监测制动正压力的盘式制动器及其监测方法

技术领域

本发明涉及监测制动正压力的盘式制动器及其监测方法，尤其适用于矿井提升机的盘式制动器制动正压力的监测，也适用于其它盘式制动器制动正压力的监测。

背景技术

专利号为ZL200920090623.7公开的一种实时制动力监控的盘形制动器，碟形弹簧与油缸之间设有碟簧支撑，碟簧支撑为压力传感器，压力传感器监测的是碟簧变形产生的碟簧力，不等于闸瓦组件压到闸盘的制动正压力，由于闸瓦在碟簧力作用下向左移动压向闸盘的制动过程中，碟簧力要克服碟形弹簧的外圆与筒体或碟簧套的孔、活塞与油缸和密封圈、筒体和制动器座三处摩擦力之和后，才能施加到闸盘上，施加到闸盘上的才是制动正压力，制动正压力小于碟簧力，碟簧力不等于制动正压力，把监测的碟簧力误作为制动正压力，没达到通过监测制动正压力提高制动器可靠性的目的，而且存在隐患，制动时，虽然监测的碟簧力大于制动正压力的许用值，由于碟簧疲劳断裂、移动副锈蚀等使多处摩擦力增大不为零，但实际制动正压力小于许用值，存在制动正压力不足的隐患；若多处摩擦力增大到大于碟簧力，闸瓦卡死不动未压到闸盘上，存在实际制动正压力为零的重大隐患，可能导致重大事故。由此说明，监测的碟簧力，而不是闸瓦压到闸盘上的制动正压力，不能监测全部制动故障，仍发生制动失灵导致的重大事故，监测的碟簧力是无效的，监测的是闸瓦压到闸盘上的制动正压力才是有效的，为此发明监测闸瓦压到闸盘上制动正压力的盘式制动器。

发明内容

技术问题：本发明的目的是针对已有技术中的不足之处，提供一种监测制动正压力的盘式制动器及其监测方法。

技术方案：本发明的一种监测制动正压力的盘式制动器，包括：闸盘、闸瓦、衬板、碟簧组、制动器座、液压缸、调节螺钉、活塞、压环和后盖，所述的制动器座的左侧阶梯孔套装有与调节螺钉相配合的液压缸，制动器座的右侧阶梯孔内套装有制动正压力传感器，所述制动正压力传感器的左侧经螺钉二与后盖固定在一起，螺钉二依次穿过液压缸、压环的孔，螺钉二的杆和孔之间有间隙，制动正压力传感器的右侧经多个螺钉一与衬板连为一体，制动正压力传感器的右侧对称设有左环形凹槽和右环形凹槽，左环形凹槽或右环形凹槽内设有由信号线连接的多个应变片，所述衬板与闸瓦经燕尾槽连接为一体；制动时，右环形凹槽右端承受闸盘通过闸瓦、衬板作用的制动正压力F

所述的多个应变片为4-8片，均匀分布在左环形凹槽或右环形凹槽底部的圆环上。

所述的制动正压力传感器与制动器座相套合的阶梯孔内设有导向键。

所述的制动正压力传感器包括一开口向左侧截面呈山字形的套筒，套筒内设有碗底接碗底成对排列的碟簧组，套筒开口一侧端面与液压缸右侧外圆端面留有压缩碟簧的间隙，碟簧组左侧碗口端顶靠在液压缸右侧与套筒内径相适应的柱筒端面上，承受液压缸压力，套筒的内轴与碟簧组的孔动配合，套筒的底部外圆周上设有外端面略高于套筒底端的外圆柱筒，外圆柱筒与衬板上的套孔静配合，配合处设有键，对称置的左环形凹槽和右环形凹槽设在外圆柱筒连接套筒的根部，应变片设在左环形凹槽内。

所述制动正压力传感器包括一开口向左侧的套筒，套筒内依次设有碗底接碗底和碗口接碗口成对排列组合的碟簧组，套筒开口一侧端面与液压缸右侧外圆端面留有压缩碟簧的间隙，碟簧组左侧与液压缸之间设有的碟簧座，碟簧座为一凸形阶梯柱，凸形阶梯柱大头端顶靠在液压缸底部，凸形阶梯柱小头端穿过碗口接碗口成对排列组合的碟簧中心孔内，凸台顶靠在碟簧上，承受液压缸压力，套筒的孔与碟簧组的轴动配合，套筒的底部外圆周上设有外端面略高于套筒底端的外圆柱筒，外圆柱筒与衬板上的套孔静配合，配合处设有键，对称置的左环形凹槽和右环形凹槽设在外圆柱筒连接套筒的根部，应变片设在左环形凹槽内。

所述制动正压力传感器包括一开口向左侧的套筒，套筒内依次设有碗底接碗底和碗口接碗口成对排列组合的碟簧组，套筒开口一侧端面与液压缸右侧外圆端面留有压缩碟簧的间隙，碟簧组左侧与液压缸之间设有的碟簧座，碟簧座为一凸形阶梯柱，凸形阶梯柱大头端顶靠在液压缸底部，凸形阶梯柱小头端穿过碗口接碗口成对排列组合的碟簧中心孔内，凸台顶靠在碟簧上，承受液压缸压力，套筒的孔与碟簧组的轴动配合，套筒的底端中部外延凸起，凸起端略高于底端面，凸起中部开有一中心孔，中心孔与衬板上的中心轴静配合，配合处设有键，对称置的左环形凹槽和右环形凹槽设在凸起的根部，应变片设在右环形凹槽内。

使用上述一种监测制动正压力的盘式制动器的监测方法，制动时，右环形凹槽右端承受闸盘通过闸瓦、衬板作用的制动正压力F

有益效果：由于采用了上述技术方案，本发明的制动器是能够准确监测闸瓦压到闸盘上的制动正压力，解决了现有技术中监测碟簧力的制动器监测的并不是闸瓦压到闸盘上的制动正压力的问题，制动时碟簧力减去作用在闸瓦组件的多处摩擦力和残余油压力后才等于制动正压力，碟簧力大于制动正压力，不等于制动正压力。把监测到的碟簧力错误的作为制动正压力，仍然会导致监测碟簧力的制动器发生制动失灵的事故。本发明的制动正压力传感器监测的是闸瓦压到闸盘上的制动正压力，根据制动正压力传感器监测的制动正压力，能诊断故障和给出控制指令，制动时，大于等于许用值允许下次开车，小于许用值闭锁下次开车；开车前，等于零允许开车，不等于零闭锁开车；运行时，不等于零启用安全制动。从而大大提高提升机制动器的制动可靠性。

附图说明

图1是本发明的实施例一监测制动正压力的盘式制动器合闸制动状态结构图。

图2是本发明的实施例一监测制动正压力的盘式制动器开闸开车状态结构图。

图3是本发明的实施例二监测制动正压力的盘式制动器合闸制动状态结构图。

图4是本发明的实施例二监测制动正压力的盘式制动器开闸开车状态结构图。

图5是本发明的实施例三监测制动正压力的盘式制动器合闸制动状态结构图。

图6是本发明的实施例三监测制动正压力的盘式制动器开闸开车状态结构图。

图中：1-闸盘；2-闸瓦；3-衬板；4-螺钉一；5-键；6-制动正压力传感器；6-1-应变片；6-2-信号线；7-筒体；8-碟簧组；9-制动器座；10-导向键；11-螺钉二；12-碟簧座；13-液压缸；14-调节螺钉；15-活塞；16-密封圈；17-压环；18-后盖。

具体实施方式

下面结合附图中的实施例对本发明作进一步的描述：

本发明的监测制动正压力的盘式制动器，包括：闸盘1、闸瓦2、衬板3、碟簧组8、制动器座9、液压缸13、调节螺钉14、活塞15、压环17和后盖18，所述的制动器座9的左侧阶梯孔套装有与调节螺钉14相配合的液压缸13，制动器座9的右侧阶梯孔内套装有制动正压力传感器6，所述的制动正压力传感器6与制动器座9相套合的阶梯孔内设有导向键10；制动正压力传感器6的左侧经螺钉二11与后盖18固定在一起，螺钉二11依次穿过液压缸13、压环17的孔，螺钉二11的杆和孔之间有间隙，制动正压力传感器6的右侧经多个螺钉一4与衬板3连为一体，制动正压力传感器6的右侧对称设有左环形凹槽和右环形凹槽，左环形凹槽或右环形凹槽内设有由信号线6-2连接的多个应变片6-1，所述衬板3与闸瓦2经燕尾槽连接为一体，多个应变片6-1为4-8片，均匀分布在左环形凹槽或右环形凹槽底部圆环上。

本发明的监测制动正压力的盘式制动器的监测方法，制动时，右环形凹槽右端承受闸盘1通过闸瓦2、衬板3作用的制动正压力F

开闸过程：由合闸制动状态如图1、如图3、如图5所示，油压升到工作油压后，作用在活塞15上的工作油压力作为驱动力，克服碟簧组8压缩变形产生的碟簧力和三处摩擦力的合力将碟簧组8继续压缩，使闸瓦2左移离开闸盘1，并保持通过调节螺钉14调定小于2mm的闸间隙，如图2、如图4、如图6所示；

开车前监测过程：若制动正压力F

开闸状态监测过程，闸盘1旋转提升机开车如图2、如图4、如图6所示，当制动正压力F

制动过程，从开闸状态如图2、如图4、如图6所示，油压降到残余油压后，碟簧组8压缩变形产生的碟簧力作为驱动力，克服作用在活塞15上的残余油压力和三处摩擦力的合力推动闸瓦2右移压紧闸盘1，实现合闸制动如图1、如图3、如图5所示；

制动结束再开闸前的监测过程，如果制动正压力F

循环上述过程，完成实时监测制动正压力F

所述制动正压力的许用值，根据《煤炭安全规程》第426条规定，制动装置产生的制动力矩与实际提升最大载荷旋转力矩之比不得小于3，取制动力矩等于实际提升最大载荷旋转力矩的3倍，制动力矩除以摩擦系数和制动半径为制动正压力的许用值。

实施例一、如图1和图2所示的一种监测制动正压力的盘式制动器，所述的制动正压力传感器6包括一开口向左侧截面呈山字形的套筒7，套筒7内设有碗底接碗底成对排列的碟簧组8，套筒7开口一侧端面与液压缸13右侧外圆端面留有压缩碟簧的间隙，碟簧组8左侧碗口端顶靠在液压缸13右侧与套筒7内径相适应的柱筒端面上，承受液压缸13压力，套筒7的内轴与碟簧组8的孔动配合，套筒7的底部外圆周上设有外端面略高于套筒底端的外圆柱筒，外圆柱筒与衬板3上的套孔静配合，配合处设有键5，对称置的左环形凹槽和右环形凹槽设在外圆柱筒连接套筒7的根部，应变片6-1设在左环形凹槽内。制动时，右环形凹槽右端承受闸盘1通过闸瓦2、衬板3作用的制动正压力F

实施例二、如图3和图4所示的一种监测制动正压力的盘式制动器，所述制动正压力传感器6包括一开口向左侧的套筒7，套筒7内依次设有碗底接碗底和碗口接碗口成对排列组合的碟簧组8，套筒开口一侧端面与液压缸13右侧外圆端面留有压缩碟簧的间隙，碟簧组8左侧与液压缸13之间设有的碟簧座12，碟簧座12为一凸形阶梯柱，凸形阶梯柱大头端顶靠在液压缸13底部，凸形阶梯柱小头端穿过碗口接碗口成对排列组合的碟簧中心孔内，凸台顶靠在碟簧上，承受液压缸13压力，套筒7的孔与碟簧组8的轴动配合，套筒7的底部外圆周上设有外端面略高于套筒底端的外圆柱筒，外圆柱筒与衬板3上的套孔静配合，配合处设有键5，对称置的左环形凹槽和右环形凹槽设在外圆柱筒连接套筒7的根部，应变片6-1设在左环形凹槽内。制动时，右环形凹槽右端承受闸盘1通过闸瓦2、衬板3作用的制动正压力F

实施例三、如图5和图6所示的一种监测制动正压力的盘式制动器，所述制动正压力传感器6包括一开口向左侧的套筒7，套筒7内依次设有碗底接碗底和碗口接碗口成对排列组合的碟簧组8，套筒开口一侧端面与液压缸13右侧外圆端面留有压缩碟簧的间隙，碟簧组8左侧与液压缸13之间设有的碟簧座12，碟簧座12为一凸形阶梯柱，凸形阶梯柱大头端顶靠在液压缸13底部，凸形阶梯柱小头端穿过碗口接碗口成对排列组合的碟簧中心孔内，凸台顶靠在碟簧上，承受液压缸13压力，套筒7的孔与碟簧组8的轴动配合，套筒7的底端中部外延凸起，凸起端略高于底端面，凸起中部开有一中心孔，中心孔与衬板3上的中心轴静配合，配合处设有键5，对称置的左环形凹槽和右环形凹槽设在凸起的根部，应变片6-1设在右环形凹槽内。制动时，右环形凹槽右端承受闸盘1通过闸瓦2、衬板3作用的制动正压力F