本发明专利技术涉及矿用提升机领域，具体为一种矿井提升机专用音圈电机传动的盘形制动器装置，解决现有矿井提升机上盘形制动器存在诸多缺陷的问题，包括制动器壳体及盘形制动闸，制动器壳体内部一端装配有筒体，筒体与盘形制动闸固定，筒体内贯穿设置连接轴，连接轴上装有蝶形弹簧；制动器壳体另一端装配有音圈直线电机及电气控制装置，音圈直线电机与连接轴连接，电气控制装置是由可编程控制器、伺服控制器、PWM放大器及光栅传感器构成。控制容易，精度提高，成本降低，尤其是将液压站及其管路装置去掉，减少了设备占用空间，减少了安装工作量，极大地提高生产效率，便于数字化、自动化、网络化、智能化控制，具有很好的经济价值及使用价值。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及矿用提升机领域，具体为一种矿井提升机专用音圈电机传动的盘形制动器装置。
技术介绍
盘形制动器是矿井提升机设备系统工作及安全的重要关键部件，它的构成与作用是：1、构成：盘形制动器和液压站、管路系统、液压站电控柜、测速装置配套组成一套完整的制动系统。适用于矿井提升机、矿用提升绞车及其它提升设备，作工作制动和安全制动之用。现有矿井提升机用盘形制动器是靠碟形弹簧产生制动力，用油压解除制动，制动器的制动力是沿轴向作用的。盘闸制动器的制动力矩是闸瓦沿轴向压制动盘时产生的摩擦力矩，为了使制动盘不产生附加变形，主轴不承受附加轴向力，盘闸都成对使用，每一对叫做一副制动闸。2、盘形制动器的作用：1) 、在提升机正常操作中，参与提升机的速度控制，在提升终了时可靠地闸住提升机，即通常所说的工作制动；2) 、当发生紧急事故时，能迅速地按要求减速，制动提升机，以防止事故的扩大，即安全制动； 3) 、在减速阶段参与提升机的速度控制；4) 、对于双卷筒提升机，在调节绳长、更换水平及换钢丝绳时，应能分别闸住提升机活卷筒及死卷筒，以便主轴带动死卷筒一起旋转时活卷筒闸住不动(或锁住不动)；3、矿井提升机对盘形制动器装置的要求：一是制动器必须给出一个恰当的制动力矩以满足矿井提升机减速度及停车的要求；二是安全制动必须能自动、迅速和可靠地实现。安全制动根据配置液压站的不同又可分为恒力矩二级制动及恒减速制动两种实现方式。恰当的制动力矩包括三方面含义： 1) 、制动力矩应足够大。例如，对于竖井和倾角30度以上的斜井，工作制动和安全制动的制动力矩不得小于提升系统最大静负荷力矩的三倍。2) 、双卷筒提升机打开离合器调绳时，制动装置在各卷筒上产生的制动力矩不得小于该卷筒所悬挂提升容器和钢丝绳重力造成的静力矩的1.2倍。3) 、制动力矩的数值必须保证安全制动减速度在一定范围内，过大的减速度会对提升设备产生较大动负荷，对设备及运载人员健康不利，过小的减速度则不能及时制止事故的发生或扩大。由以上可知，盘形制动器是矿井提升机安全运行中不可缺少且非常重要的关键部件。我国矿井提升机现应用的制动器有块式闸和盘形闸两大类，块式闸由于其调节性能差及安全性极低原因已被国家强制淘汰《见国家安全监管总局国家煤矿安监局关于发布禁止井工煤矿使用的设备及工艺目录（第三批）的通知》，现在正常使用的都是机械盘形闸。其制动力的大小变化可以通过调节制动系统配套液压站的油压高低来实现，液压站上的电液调压装置控制油压的变化，而电液调压装置在手动操作方式时用操作台上的制动手把控制，在全自动化提升时受电气控制系统的闭环控制。当提升机在提升过程中因突发事件需要紧急制动时，制动系统油压值很快降到预先设定的某一值，延时预定的时间后，油压迅速降至零，即Ｐ＝０，此时制动器在制动盘上作用有最大的正压力Ｎ，闸瓦与制动盘之间的摩擦力是提升系统的最大制动力，提升机处于安全制动状态。为保证制动器正常工作，在盘形制动器上设有闸瓦磨损保护指示器和碟簧疲劳指示器。在使用过程中，一旦发生闸瓦磨损量超过规定值或碟簧疲劳断裂时，故障讯号会立即反馈到电控保护回路，在完成本次提升后，如不调节闸瓦间隙或更换碟簧，则提升机电控会闭锁下次运行。因此本专利技术是为了解决现有矿井提升机液压传动盘形制动器制动闸配套必须配置液压站及通油管路、油污染不环保、噪声高、故障率高、维修不方便、精度低、难以精确自动化控制、难以通讯及远程监控等智能控制、油缸等加工工件占用机床时间过长、生产效率低、成本高等液压传动共性问题，但现有盘形闸由于是液压传动必须配套液压站使用，而液压站由于存在占地面积大、管路多、噪音高、漏油频繁、维修不易、控制繁琐、故障率高、精度低、难以精确自动化控制、难以通讯及远程监控等智能控制、油缸等加工工件占用机床时间过长、生产效率低、成本高等液压传动共性问题，属于非绿色环保性能较低的技术，而技术性能较高的恒减速盘形闸制动系统主要使用的是瑞典ABB，德国西玛格等品牌，它们价格昂贵，且也有液压传动非绿色环保带来的一些缺点，并且只用于大型提升机上。因此开发一种既满足原盘形制动闸机械动作原理，又将控制盘形闸的液压传动改为更加绿色智能控制，更加先进，便于控制及保护调试且较经济的多重优点的电气传动的通用盘形制动闸很有必要。目前，电气传动的盘形闸在非矿井提升机领域已经有电磁制动器和磁粉制动器等几种装置在应用，但是在实际使用中分别存在一些缺陷，比如电磁制动器不能连续调节制动力，磁粉制动器不能直线位移运动，且两者体积太大，均不能满足盘形制动闸体积小、重量轻、连续调节制动力、响应时间快及响应精度高的要求。
技术实现思路
本专利技术为了解决现有矿井提升机上盘形制动器存在上述缺陷的问题，提供一种矿井提升机专用音圈电机传动的盘形制动器装置。本专利技术是采用如下技术方案实现的：一种矿井提升机专用音圈电机传动的盘形制动器装置，包括制动器壳体及盘形制动闸，制动器壳体内部一端装配有筒体，筒体外端面与盘形制动闸固定，筒体内贯穿设置连接轴，连接轴上装有蝶形弹簧；制动器壳体另一端装配有至少一台音圈直线电机及其电气控制装置，音圈直线电机的动力输出端与连接轴连接。上述结构中，本专利技术将矿井提升机盘形制动器与音圈直线电机有机结合在一起，利用音圈直线电机传动的盘形制动闸执行蝶形弹簧施闸，音圈直线电机驱动松闸的工作原理，盘形制动闸的最大制动力取决于蝶形弹簧的制动力，音圈直线电机的最大工作力取决于音圈直线电机动子管状线圈通电电流的大小，二者在工作过程中互为负载，互为工作力，若二者力一致，则系统维持在一个固定平衡状态。由于音圈直线电机具有零磁滞、零磁槽效应，高响应，高精度，高加速，高速度，力特性好，控制方便，体积小和分辨率无限小等优点，特别适合用于短行程的闭环伺服应用，并且它体积小，也特别适合用在一些狭小的空间；它响应速度快（毫秒级），本身重量小，因而可以达到很高的加速度，可以做高速振荡往复运动（可达几十赫兹）；控制简单可靠，无需换向装置，免维护，长寿命，可以长期连续工作。本专利技术盘形制动闸的工作行程要求就是5mm左右，最大设计行程不超过20mm，且制动闸的安装空间有限，一般的电气传动装置不能满足以上两个要求，而音圈直线电机由于它具备了以上描述的特性正好满足了电气传动盘形制动闸的需求。优选地，音圈直线电机结构包含电机套筒，电机套筒内一端固定有纵截面呈E型的强磁性圆柱，强磁性圆柱内壁周圈固定有永磁磁铁，电机套筒内另一端设有与强磁性圆柱相互配合的线圈组外壳，线圈组外壳外部周圈设有管状线圈，管状线圈与永磁磁铁位置相互对应，上述结构中，强磁性圆柱和永磁磁铁构成音圈电机定子，线圈组外壳和管状线圈构成音圈电机动子。永磁磁铁建立一个固定的磁场，当带有线圈的动子元件处在固定磁场中，就会受力，产生力的大小与线圈通电电流成正比，动子元件可以根据工艺要求以任何满足工艺要求的结构制造，也可以连接上需要的装置来满足工艺需求。优选地，音圈直线电机的动力输出端通过制动推杆及滑套与连接轴连接，其中音圈电机动子的线圈组外壳外端部中心位置开设螺纹孔，制动推杆一端与螺纹孔螺纹连接，另一端与连接轴连接，滑套装配于制动推杆上。音圈电机动子在其外端部加工一个螺纹孔，以方便与外部制动推杆相连，制动推杆再与被控对象相连，以实现传动要求。制本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种矿井提升机专用音圈电机传动的盘形制动器装置，其特征是包括制动器壳体（1）及盘形制动闸（2），制动器壳体内部一端装配有筒体（3），筒体外端面与盘形制动闸固定，筒体内贯穿设置连接轴（4），连接轴上装有蝶形弹簧（5）；制动器壳体另一端装配有至少一台音圈直线电机（6）及其电气控制装置，音圈直线电机的动力输出端与连接轴（4）连接。
【技术特征摘要】
1.一种矿井提升机专用音圈电机传动的盘形制动器装置，其特征是包括制动器壳体（1）及盘形制动闸（2），制动器壳体内部一端装配有筒体（3），筒体外端面与盘形制动闸固定，筒体内贯穿设置连接轴（4），连接轴上装有蝶形弹簧（5）；制动器壳体另一端装配有至少一台音圈直线电机（6）及其电气控制装置，音圈直线电机的动力输出端与连接轴（4）连接。2.根据权利要求1所述的一种矿井提升机专用音圈电机传动的盘形制动器装置，其特征是音圈直线电机（6）结构包含电机套筒（6.1），电机套筒内一端固定有纵截面呈E型的强磁性圆柱（6.2），强磁性圆柱内壁周圈固定有永磁磁铁（6.3），电机套筒内另一端设有与强磁性圆柱相互配合的线圈组外壳（6.4），线圈组外壳外部周圈设有管状线圈（6.5），管状线圈与永磁磁铁位置相互对应，上述结构中，强磁性圆柱和永磁磁铁构成音圈电机定子（7），线圈组外壳和管状线圈构成音圈电机动子（8）。3.根据权利要求2所述的一种矿井提升机专用音圈电机传动的盘形制动器装置，其特征是音圈直线电机的动力输出端通过制动推杆（9）及滑套（10）与连接轴（4）连接，其中音圈电机动子的线圈组外壳（6.4）外端部中心位置开设螺纹孔（11），制动推杆一端与螺纹孔螺纹连接，另一端与连接轴连接，滑套（10）装配于制动推杆上。4.根据权利要求2或3所述的一种矿井提升机专用音圈电机传动的盘形制动器装置，其特征是制动器壳体...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵先锋，孙飞燕，张清正，石桂林，
申请(专利权)人：山西新富升机器制造有限公司，
类型：发明
国别省市：山西;14
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。