[发明专利]一种实时测量盘式制动闸空动时间的梯度方法及装置

说明书

  技术领域

本发明涉及矿用提升机技术领域，尤其涉及一种实时测量盘式制动闸空动时间的梯度方法及装置。

背景技术

在国家《煤矿安全规程》2006版第四百三十一条中规定“保险闸或保险闸第一级由保护回路断电时起至闸瓦接触到闸轮上的空动时间：……,盘式制动闸不得超过0.3S， ……”。

提升机盘式制动器在闸控的松/合闸信号控制下松闸或合闸，松闸时，图1中油缸5在压力油的油压P作用下，制动闸2松开，制动闸2和制动盘7之间有间隙，滚筒8可以带动制动盘转动，提升机正常运转和提升，当罐笼或箕斗9提升到井口需要合闸制动，或者正在提升过程中，产生紧急情况需要紧急制动时，在合闸信号或紧急制动信号作用下，油缸5中压力油迅速放回油箱，油压降到零，在碟簧压力作用下，活塞推动制动闸压向制动盘制动。制动闸从开始推向制动盘并到达与制动盘接触所经历的时间，就是制动闸空动时间。它与制动闸作用在制动盘上制动的正压力密切相关，也与制动盘能否安全制动密切相关。在二个制动盘的四个盘面周围，安装了N个制动器，在提升机每一次合闸制动和每一次紧急制动时，都必须实时测量每个制动闸共有N个的空动时间，以便实时监控每一次每个制动闸的空动时间是否符合煤矿安全规程的要求。

制动闸的空动时间，一般在数百毫秒左右，在每一次合闸制动或每一次紧急制动时，合闸信号或紧急制动信号只需要启动实时采集2—3秒的位移传感器数据，共2f—3f个数据，f是采样频率组成位移历程曲线。

2—3秒数据采集完后，计算机按照实时顺向梯度方法计算每一次的每一个制动闸的位移历程曲线上每个点的顺向梯度，判断和找出B点和E点的采样点序号，由此计算它们的空动时间。

2—3秒数据采集完后，计算机也可按照实时逆向梯度方法计算每一次的每一个制动闸的位移历程曲线上每个点的逆向梯度，判断和找出E点和B点的采样点序号，由此计算它们的空动时间。

目前测量盘式制动闸空动时间一般采用间接方式测量，不能完全和精确反映制动闸空动时间的物理行为特征，精确度较低，误差较大，一般还需要附加硬件设施。

发明内容

本发明的目的是针对已有盘式制动闸空动时间测量的不足之处，提供一种实时测量盘式制动闸空动时间的梯度方法及装置。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种实时测量盘式制动闸空动时间的梯度装置，包括：安装在制动器上的位移传感器、采集卡/PLC、工控计算机和闸控，所述制动盘7上分布有N个制动闸2，每个伸缩制动闸2的缸体上设置有位移传感器6；每个位移传感器6通过采集卡/PLC第一输入端与工控计算机输入端相连；工控计算机输出端通过闸控系统与伸缩的制动闸2相连，其中闸控系统控制制动闸2伸缩的电信号与采集卡/PLC第二输入端相连。

一种实时测量盘式制动闸空动时间的梯度方法，包括：实时测量制动闸空动时间的顺向梯度方法和实时测量制动闸空动时间的逆向梯度方法，

1、实时测量制动闸空动时间的顺向梯度方法，其步骤如下：

1.1. 在盘式制动闸的紧急制动或常规合闸制动过程中，在闸控系统控制下，采集卡/PLC以周期T或频率f连续采集位移传感器6的位移值，送给工控计算机，对采集的位移传感器位移值组成制动闸合闸位移历程曲线，它分成三段：

（a）紧急制动或常规合闸制动过程开始前的稳态段F，制动闸处于完全松闸不移动状态，它的顺向位移值变化，即顺向梯度＜α；

（b）紧急制动或常规合闸制动过程暂态段G，制动闸正在推向制动盘，它的顺向位移值变化，即顺向梯度≥α；

（c）紧急制动或常规合闸制动过程结束后稳态段H，制动闸处于压在制动盘上制动，制动闸的位移不再变动的状态，它的顺向位移值变化，即顺向梯度＜α，α是顺向梯度的阈值，阈值与周期T相关；

    1.2． 实时制动闸合闸位移历程曲线稳态段F与暂态段G的交点B是紧急制动或常规合闸制动过程开始点，也是制动闸开始推向制动盘的时间点，它的采样点序号m_b和采样点时间t_mb，t_mb=t₀+m_b· T，在B点向左的点i，i＜ m_b，对应历程曲线上点的顺向梯度＜α，在B点m_b及其向右至E点间的点i为：m_b≤i＜m_e，对应历程曲线上的顺向梯度≥α；