专利名称：矿用架线式电机车的制动装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及交通运输领域的铁路轨道车辆，尤其是煤矿井下的一种矿用架线式电机车的制动装置。主要是对闸瓦制动器外边的从启动到致动的部件作改进。以下“矿用架线式电机车”简称“电机车”。
目前电机车运输时行进速度一般在每小时十几公里。在需紧急制动停车的很特殊的情况下，由司机手动控制器切断对牵引直流串激式电机(以下简称电机)的高压供电电源并改电机为发电机，同时外接电阻及电机线圈耗能进行电气制动。而一般在轨道交汇信号区停车是观察到红灯亮时司机用手旋动手轮通过蜗杆螺杆、横杆、制动拉杆的传动最后拉动刹车臂使闸瓦去紧贴机车车轮而达到制动目的。也有的机车是用人力搬动手闸传动的。这种用人观察并操纵会可能出错，且从启动到制动开始也需2-3秒，司机劳动紧张。(上述内容见“矿用电机车”一书，煤炭工业版，1976年6月第一版)本发明的目的在于避免上述现有技术的不足之处而设计出可替代人的判断和操作的又可适应配合现有技术的自动半自动制动的一种矿用架线式电机车的制动装置。
本发明的目的可以通过以下措施来达到本发明由电路和致动两部件并与现有技术相结合而组成。电路件第一级由光电信号晶体管放大电路和电阻分压信号电路组成，目的是为了获取启动的信号。煎煮电路中，作为晶体管基极电压偏置的上偏压电阻是光敏电阻，受光照阻值下降使集电极输出负脉冲。集电极通过电容、开关与下一级输入端相连接。后者电路由跨接在电路电源两极的两个串联电阻组成，两电阻连结点与下一级输入端相连接，当人为用开关使一端接电源地的那个电阻的阻值为零时，对于下一级输入端相当于输入一负脉冲信号。对光敏电阻进行光照的白炽灯悬挂在坑道壁上，离信号区红灯有一定距离，电路上与红灯串联，两灯光信号同步。第二级为集成块正向延时单次和断续脉冲发生电路。该级接收负脉冲后发生两延时不同的单次正脉冲、本级自身产生振荡方波、并对该三种脉冲进行逻辑运算组合并经晶体管基极集电极放大得到先断续后连续的脉冲信号。通过选择开关及连线、电阻可将上述单次的或断续脉冲输入下一级。第三级为晶体管蜂鸣声报警电路及晶体管继电器高低压电源通断控制电路，当上述脉冲加至晶体管振荡电路的基极时，集电极上蜂鸣片工作发声。当脉冲触发晶体管基极时，集电极上继电器工作，低压电源接通直流接触器使电机断电，同时使高压电源输入电磁线圈产生磁力。致动件有由钢材围成有底内空敞口的柱体，内装多匝螺线管电磁线圈，两线头引出并通过电缆和插头与电路件第三级控制电路相连。线圈内上下有两柱状衔铁块，下衔铁与柱体底座固定，上衔铁磁柱与其上端的从敞口穿出的导杆轴套之间以螺杆螺纹三者连成一体，轴套内穿过一拉力杆，其下头部垫圈上有套在拉力杆上的园柱螺旋压力弹簧，弹簧上端与穿过拉力杆的一导套下部接触，导套在轴套内并且之间以螺纹连接，柱体顶部固定有园柱套筒即导向体，轴套可在其内作动配合，拉力杆顶端连接有接头并可通过连杆、拉杆与闸瓦刹车臂相连。当上述磁力产生时，上衔铁磁柱快速有力的吸向下衔铁，因而上述轴套导套也同方向动作，通过压簧传力拉力杆也同方向动作，因而刹车臂拉动达到制动目的，制动产生与脉冲同步，制动时间与脉冲宽度一致。
本发明的目的还可以通过以下措施来达到在第一级的光电信号晶体管放大电路中，基极串一反接稳压管，基极对地接一电容。在第二级集成块输入端对地接一电容，提高抗干扰能力。在第二级中还设置开关，手动解除脉冲信号。在致动件中拉力杆穿过的压簧可选择大小不一、旋向相反的弹簧套装并接。红灯与白炽灯之间距离可实际确定。
本发明对比现有技术由于增加了机电结合的装置，经煤矿试用表明具有操作使用方便、反应和制动快、制动力强，明显减轻劳动强度等优点。具体地讲，用白炽灯作光源、光电装置及相应抗干扰电路，使得比人眼判断更快速无误，也不受人为及电磁等干扰，简单可靠。两种脉冲信号启动制动是适应了运行中不同情况，载荷重，路面陡时选择断续制动比较合适，先断续尔后一次性制动，自动控制了对闸瓦施压的频率和力度。在紧急制动时，可用手动取得启动制动信号后再用电气制动比单纯电气制动更好，还可起保护电机及机械作用。原闸瓦制动装置与本致动部件连接，安装简单，两者之间也不干扰并可配合，占空间小。本装置致动件材料也为常见，园柱件多，加工简单防潮防震也很易解决。关闭光电信号后在地面轨道行驶制动也一样适用。
下面结合附图和具体实施方案对本发明再作详细说明。
图1是本发明制动装置中电路部件电原理图。
图2是本发明制动装置中致动部件结构主剖面图。
图3是本发明制动装置中致动件安装示意图。
由图1知，本发明电路件，光敏电阻构成的光电接收头通过插座CZ3引入到晶体管VT1的基极上偏电阻，微调电位器RP1可调节光电头接收灵敏度。在实际中可将光电头装在电机车头侧部，白炽灯在坑道壁上，它们之间距离在0.5米到2米。上下偏电阻连结点与VT1基极间反接稳压管VD1使光电信号在4.2V以上导通。VT1集电极通过连接电容C2、钮子开关SA1向IC1的6脚8脚输出负脉冲信号，同时用等值电阻R2R3串联跨接在电源两端，其连结点为SA1的输出端和IC1的6脚8脚的输入端，并在R3两端并接常开按钮开关SB1，当无光电信号时按动，R3对地短路，电压为零，可看成对IC1输入一个4.5V脉冲，也即人为获取启动制动信号。在R3上并联电容C34.7μf，在RP1上并联电容C1μf均为抗高频干扰。SA1称为信号开关，SB1称为制动开关。在第二级脉冲发生电路中，IC1为双时基电路集成块为NE556C，IC2为四个与非门电路集成块为CD4011BE，当IC1输入VT1负脉冲信号后，在IC1的5脚9脚分别产生的约12秒和约30秒的两个正向延时脉冲，通过连线连接并输入到IC2的13脚1脚，并一起与IC2及外围电容C9、电阻R7R8组成的振荡器产生的周期3秒，宽度1.5秒的1∶1方波在IC2中与非运算组合产生从3脚并经晶体管VT2基极集电极放大又通过钮子开关SA2输出的为一先断续后连续的脉冲，即先由4个周期3秒、宽度约1.5秒构成的断续方波和后续一个18秒延时脉冲共同组成信号，简称断续脉冲。这样钮子开关SA2可分成断续脉冲输出为1档，将2档位与IC2的1脚连接作30秒延时脉冲输出档，比脉冲简称单次脉冲，2档为单次脉冲档。在IC1的4脚6脚对地连接电容C8，在C8上并接常开按扭开关SB2，当手动按扭时C8对地短接，可使IC1的单次脉冲解除强制复位，达到提前结束制动的目的。SB2称为制动停止开关。在第三级蜂鸣声产生和电源通断控制电路中，由SA2选择来的单次或断续脉冲其中一路通过电阻R11输入到晶体管VT3的基极，使得由VT3-VT7组成的晶体管振荡电源工作，VT7集电极上蜂鸣片F1发声报警，单次脉冲为连续发声，断续脉冲为发声1.5秒又停1.5秒，反复3-4次，然后再发声18秒左右。另一路经电阻R21输入到晶体管VT8的基极，使集电极上继电器K1(JZC-21FB)工作，其触点K1-1与高压继电器K2(JAG-5)是串接并跨接在低压电源两极，K1-1触点接通导致K2工作，使得并联双触点K2-1、K2-2接通，由于致动部件中的电磁线圈通过电缆插头及插座CZ5连通的，而变电网来的250伏直流高压电源通过CZ4及K2的触点是并联在CZ5两端的，所以电磁线圈得电产生磁力。另外，由于K2的工作及K1-1的导通使得并接在K2上的插座CZ2带电，如果通过CZ2两插孔外接直流接触器等断电装置即可切断电机供电。若电机带电制动则CZ2为空置。在上述电路中，所谓低压直流电源是指从变电网通过直流电源变换器来的电源，标称电压24V，通过插座CZ1引入本电路，所谓高压直流电源也来自电网，其范围200伏-300伏，标称电压250V，也是电机动力电源，低压直流电源经稳压集成块IC3输出9伏电压供本电路件第一、二级和蜂鸣声发生电路使用，VD2-VD4为低压整二极管，VD4为防反接电源，VD5为高压二极管，LED1-LED3为发光二极管指示灯分别用来指示低压电源、高压电源及其接通线圈等状况。
由图2知，本发明致动件有下极板1、极靴7、上极板12围成的中空园柱钢体，钢质为45号锻钢，它们之间各以螺钉6、11相连接，在内空紧贴磁靴的上下极板间装有防震橡皮垫9、4，其内安装线架5，线架上绕以闭合漆包电磁线圈8，线经0.62毫米，6500圈，线圈外直径为172毫米，线圈两线头从侧面通过以螺钉28、压线橡皮圈29、压线座30、压线螺套31组成的接头和电缆线32而引出并与图1中的CZ5相连通。在线圈内空腔上下各有园柱状直径100毫米的衔铁块，用A3钢制成，下衔铁3通过螺钉2与柱底下极板固定，上衔铁磁柱27通过衔铁连接螺杆26以螺纹与弹簧导杆轴套16及本身三者连成一体并伸出园柱体，轴套16的上开口端以螺纹与中空的调节弹簧导套21相连接，在导套和轴套内空腔穿过拉力杆20，拉力杆下头部放置垫圈25，其上并穿过拉力杆相套并固定一大一小两压簧24、23，两簧大套小，旋向相反成套装并接，垫圈25与压簧下端固定，导套下端突出部园环上固定压簧的上端，在轴套顶部有一紧固螺母22可紧固导套用，拉力杆穿出导套，并与之可活动紧配合，拉力杆顶端通过螺钉18、锁紧螺母19与调节连杆接头17相固定连接，在整个从上衔铁柱到通过弹簧连接的拉力杆及调节连杆接头这一构件通过轴套16与以弹簧垫圈13和螺钉14将其固定在柱体上极板12上的导向体15之间以0.2毫米间隙活动配合。当从电缆线输入高压直流电压时，上衔铁磁柱快速有力地向下衔铁吸合，吸合行程距离为35毫米，此时螺杆26、轴套16、导套21均同方向动作，而导套对压簧起压缩作用，压簧推动垫圈及拉力杆运动。
由图3知，上述致动件的下极板通过螺丝固定在机车壁板上成水平状，在其下部为常用的手轮蜗杆致动件装配分布情况，螺杆35在旋动时，与其成螺纹结构连接的横杆34会前后移动，为与本发明配合，横杆与两边两根制动拉杆36之间以横杆两端开孔穿以螺杆并与制动拉杆一端上下两片开槽孔的叉头两两相活动嵌合，在手动时横杆34会在槽的右边着力，仍然拉动制动位杆36及刹车臂38而完成闸瓦制动。本发明致动件装配必须在两刹车臂并连一根连杆37，在连杆中间又固定一根拉杆39，选择好尺寸使拉杆39与致动件拉力杆上端的调节连杆接头17连接，当电磁线圈通电时，连杆接头17拉动拉杆39、连杆37以致拉动刹车臂达到制动，此时手动用制动拉杆36因槽形接头原因仅槽形接头活动而横杆34未动，而仅手动时因为有35毫米行程，拉力杆20向柱体内退缩可实现，且无多少阻力，这样两种制动各不妨碍互相配合。
权利要求
1.一种矿用架线电机车的制动装置，具有闸瓦制动器及其与之相连接传动的刹车臂，本发明特征在于该装置还具有(a)致动部件和电路部件，致动件的接头通过拉杆、连杆与上述刹车臂连接，致动件与电路件通过电缆连接，(b)电路件由三级电路组成，第一级有光电信号晶体管放大电路和电阻分压信号电路，其中晶体管基极的上偏电阻是光敏电阻、集电极通过电容、开关与下一级输入端连接，另有跨接在该级电源两极的两个电阻为串联并且串联点与下一级输入端连接，当光敏电阻受信号白光灯照后或人为用开关旁路使上述一端接电源地的那个电阻阻值为零时，集电极或电阻接点对下一级输出负脉冲，第二级为集成块正向延时单次和断续脉冲发生电路，上一级负脉冲输入后该级发生两延时不同单次正脉冲，另本级自产生振荡方波，并实现对该三种脉冲进行逻辑运算组合并经晶体管基级集电极放大得到先断续后连续的正脉冲信号，通过选择开关、电阻将上述单次的或断续的脉冲输入下一级，第三级为晶体管蜂鸣声报警控制电路，及晶体管继电器高低压电源通断控制电路，当上述脉冲加至晶体管振荡电路的基极时集电极上蜂鸣片工作发声，加至另一晶体管基极时集电极上继电器工作触点闭合，使低压电源接通及电机断电装置工作，同时高压电源接通且通过电缆输入上述致动件电磁线圈，(c)致动部件为内空敞口的钢柱体，内装螺线管多匝电磁线圈，线圈内有两柱状铁块，下衔铁固定在柱底座上，上衔铁磁柱通过螺杆的内外螺纹与从柱体敞口穿出的导杆轴套分别相连三者一体，轴套筒内有一园柱螺旋压力弹簧穿过的拉力杆，压簧一头在杆下头部垫圈上，另一头在与穿过拉力杆的并在轴套内且与轴套以内外螺纹连接的导套下部接触，柱体上端顶置一园柱套筒式的、轴套可在其内作动配合的导向体，拉力杆顶部有接头，当电磁线圈得电后，其内上衔铁磁柱向下衔铁吸合并直接带动轴套导套，并通过压簧带动拉力杆及其接头、拉杆、连杆、刹车臂及闸瓦。
2.根据权利要求1所述的一种矿用架线式电机车的制动装置，其特征是(d)电路件第一级的光敏电阻为西德海曼公司A90.13，晶体管为CS9011G，其基极反接稳压管使光电信号在4.2V以上导通，基极和第二级输入端对地接电容为1μf和4.7μf，第二级集成块为双时基电路集成块IC1为NE556C和四个与非门电路集成块IC2为CD4011BE，从IC1的5脚9脚分别产生约12秒和约30秒的两个正向脉冲输入到IC2的13脚1脚，并一起与IC2及外围阻容件组成的振荡器产生的周期3秒、宽度1.5秒的1∶1方波在IC2中进行与非运算组合在3脚产生并经晶体管和钮子开关输出为一先断续后连续的脉冲，即先由4个周期3秒、宽度约1.5秒构成的断续方波和后续一个18秒延时脉冲共同组成的信号即断续脉冲，通过选择开关将上述延时30秒的单次正向或断续脉冲输入下一级晶体管的基极，使该管集电极上继电器K1(JZC-21FB-24V)导通工作，由于其触点与另一高压继电器K2(JAG5)是串接并且两者跨接在低压电源两级，K2导通工作其并联双触点K2-1、K2-2接通，使从变电网来的250伏直流高压电源接通电磁线圈，通过并联在K2上的插座可外接直流接触器等断电装置如电机断电开关等，在上述电路中，低压直流电源是从变电网通过直流电源变换器而来，其标称电压24V，高压直流电源也来自变电网，其标称电压250V，也是电机动力电，上述低压直流电源经稳压集成块输出9V供本电路件第一、二级和发声电路，(e)致动件柱体材质为45号锻钢，电磁线圈线经0.62毫米、6500圈，线圈外直径为172毫米，衔铁直径为100毫米、A3钢质，上下衔铁吸合行程距离为35毫米，园柱螺旋压簧由大小不一、旋向相反套装并接而成，连杆为一横梁并将两刹车臂连接，其中间部固定一根拉杆，使拉杆与致动件拉力杆上端的调节连杆接头连结，致动件底座下极板通过螺丝固定在竖直的车壁板上。
全文摘要
本发明公开了一种矿用架线式电机车的制动装置，由电路和致动两部件及与闸瓦制动器连接组成。启动信号由光电或手动产生，经电路件产生单次或断续脉冲，该脉冲通过放大加至继电器使高低电压电源接通，达到切断电机电源及使致动件中的电磁线圈8得电，使线圈内上衔铁27吸合而带动与之相连的机械传动件、刹车臂及闸瓦，达到一次或断续制动目的。
文档编号B60T1/02GK1060263SQ9110921
公开日1992年4月15日 申请日期1991年9月21日 优先权日1991年9月21日
发明者刘敬亮, 林为民, 郭敏坪, 王同汉 申请人:江西省上饶县电影弹簧厂升达机电仪器分厂