[发明专利]一种监测制动正压力的内置移动轴盘式制动器及其监测方法

权利要求书

1.一种监测制动正压力的内置移动轴盘式制动器，包括：闸盘(1)、闸瓦(2)、衬板(3)、筒体(5)、密封圈(6)、碟簧组(9)、制动器座(10)、防尘圈(11)、碟簧座(13)和调节螺母(18)，其特征在于：所述的制动器座(10)左侧中部开有外大内小的阶梯盲孔，阶梯盲孔内设有内外径与外大内小阶梯盲孔相适应的动配合的筒体(5)，与制动器座(10)大外径配合处的筒体(5)上设有导向的键一(8)，与制动器座(10)小内径配合处的筒体(5)设有密封圈(6)，所述的筒体(5)截面呈“巾”字形，筒体(5)开口一端内轴为两个直径的阶梯轴，阶梯轴上套装有位于筒体内的碗口接碗口成对排列组合的碟簧组(9)，碟簧组(9)外侧端设有套装在阶梯轴上并固定在制动器座(10)上的碟簧座(13)，碟簧座(13)与阶梯轴之间设有防尘圈(11)，调节螺母(18)中心孔与阶梯轴端头部螺纹连接组成螺纹副，筒体(5)不开口一端的凸轴与制动器座(10)的盲孔动配合，凸轴与盲孔底部留有间隙；制动器座(10)右侧设有衬板(3)和闸瓦(2)，衬板(3)和闸瓦(2)燕尾槽方式连接在一起，所述制动器座(10)的左端面与调节螺母(18)之间设有制动正压力传感器(16)，或制动器座(10)的右端面与衬板(3)之间设有制动正压力传感器(16)；制动器座(10)外圆周上设有多个通孔，通孔中设有起连接作用的双头螺杆(7)，双头螺杆(7)两头为方形。

2.根据权利要求1所述的一种监测制动正压力的内置移动轴盘式制动器，其特征在于：所述制动器座(10)左端面与调节螺母(18)之间设置的制动正压力传感器(16)为一套装在筒体(5)阶梯轴上的凸形圆柱筒，阶梯轴与制动正压力传感器(16)的孔静配合，配合处设有键二(19)，凸形圆盘柱筒台阶根部对称开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(16-2)连接的多个应变片(16-1)，左环形凹槽和右环形凹槽相对处的圆盘截面厚度为5-10mm，凸形圆盘柱筒的外圆周上开有多个与双头螺杆(7)相配的方形孔，通过螺钉三(14)与双头螺杆(7)的左端方轴连接在一起，双头螺杆(7)的右端方轴直接与衬板(3)上的方形孔连接，经螺钉一(4)固定，制动器座(10)左端面与制动正压力传感器(16)之间和制动器座(10)右端面与衬板(3)之间均留有间隙。

3.根据权利要求1所述的一种监测制动正压力的内置移动轴盘式制动器，其特征在于：所述制动器座(10)右端面与衬板(3)之间设置的制动正压力传感器(16)包括一阶梯圆盘，阶梯圆盘台阶根部对称开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(16-2)连接的多个应变片(16-1)，左环形凹槽和右环形凹槽相对处的圆盘截面厚度为5-10mm，阶梯圆盘左侧的内端面略高于外端面，阶梯圆盘右侧的外端面略高于内端面，阶梯圆盘左侧的内端面上开多个与双头螺杆(7)右端相配的方形孔，通过螺钉一(4)与双头螺杆(7)右端方轴连接在一起，阶梯圆盘外缘面扣合在衬板(3)的连接套内，阶梯圆盘外端面圆周上开有多个与衬板(3)相连的螺钉孔，并经螺钉五(20)固定，制动器座(10)右端一侧设有位于筒体(5)阶梯轴上与调节螺母(18)固定为一体的承力板(15)，承力板(15)的外圆周上开有多个与双头螺杆(7)左端相连的方孔，通过螺钉三(14)与双头螺杆(7)左端方轴连接在一起，制动器座(10)左端面与承力板(15)之间和制动器座(10)与制动正压力传感器(16)之间均留有间隙。

4.根据权利要求3所述的一种监测制动正压力的内置移动轴盘式制动器，其特征在于：所述阶梯轴与承力板(15)的孔静配合，配合处设有键二(19)。

5.根据权利要求2或3所述的一种监测制动正压力的内置移动轴盘式制动器，其特征在于：所述的多个应变片(16-1)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。

6.一种使用权利要求1、2、3或4所述监测制动正压力的内置移动轴盘式制动器的监测方法，其特征在于：制动时，制动正压力传感器(16)的左右环形凹槽底部圆环在F₁和F₂的作用下产生剪切和弯曲变形，为应变区，F₁＝-F₂，F₁与应变量成正比，多个应变片(16-1)的应变信号通过信号线(16-2)输出给上位机，实时监测出制动正压力F₁的大小；将监测闸瓦(2)施加到闸盘(1)的制动正压力F₁作为诊断故障和给出控制指令的依据，其过程如下：

开闸过程：由合闸制动状态油压升到工作油压后，作用在筒体(5)的活塞上的工作油压力作为驱动力，克服碟簧组(9)压缩变形产生的碟簧力和三处摩擦力的合力将碟簧组(9)继续压缩，使闸瓦(2)左移离开闸盘(1)，并保持通过调节螺母(18)调定小于2mm的闸间隙；所述三处摩擦力是指碟簧组(9)的孔和防尘圈(11)与筒体(5)内的阶梯轴、密封圈(6)和制动器座(10)与筒体(5)的凸轴、制动器座(10)的大孔与筒体(5)和键一(8)之间的摩擦力；

开车前监测过程：若制动正压力F₁＝0，表明无故障，则允许开车；

若制动正压力F₁≠0，诊断打不开闸故障，则不允许开车，消除故障后方可开车；

开闸状态监测过程：闸盘(1)旋转提升机开车，当制动正压力F₁≠0时，诊断施闸故障，及时报警和启用安全制动，消除故障后再次允许开车；

制动过程：从开闸状态油压降到残余油压后，碟簧组(9)压缩变形产生的碟簧力作为驱动力，克服作用在筒体(5)的活塞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)，其中残余油压力等于制动时卸载到残余油压的油压力，残压值小于0.5MPa，实现合闸制动；

制动结束再开闸前的监测过程：如果制动正压力F₁大于等于制动正压力的许用值，则允许下次开车；如果制动正压力F₁小于制动正压力的许用值，诊断制动正压力不足，则报警并闭锁下次开车，消除故障后再进行开闸；

循环上述过程，完成实时监测制动正压力F₁达到内置移动轴盘式制动器安全可靠运行。