一种矿车制动系统的制作方法

本发明属于矿山机械技术领域，具体是涉及一种矿车制动系统。

背景技术：

煤矿的斜井运输在煤矿生产运输中占有十分重要的地位，通过使用钢丝绳将矿车与提升机相连接，并使用电动机作为动力源带动提升机来控制矿车在煤矿斜井轨道上作往返运动，以此来完成对人员、煤炭、物料和矸石等的运输工作。煤矿井下工作环境复杂且运输不便，在长时间对煤炭的生产和运输下极易出现如矿车脱钩、提升钢丝绳断裂等现象，从而造成运载物料的矿车以极快的速度冲向井底，即所谓的矿车跑车事故，而斜井巷道中的跑车事故是影响矿山安全生产的重要隐患。

现有技术中，斜井矿车的防跑车装置多为拦截式制动装置，拦截式制动装置安装在煤矿斜井轨道底部处，在发生跑车时将冲向井底的多个斜井矿车拦截，该拦截式制动装置在矿车发生跑车但速度较低时起不到防跑车的作用，且拦截效果不是很理想。针对拦截式制动装置存在的缺陷，目前有少量单体矿车防跑车装置，单体矿车防跑车装置又多分为压轨式制动装置和抱轨式制动装置，这两种形式的斜井矿车防跑车装置在非制动状态下其制动靴均高于轨道平面，制动状态时，压轨式制动装置压紧煤矿斜井轨道，或抱轨式制动装置抱紧煤矿斜井轨道，斜井矿车高于轨道平 面；这两种制动装置均存在制动力不足，不能很好的将斜井矿车制动，制动效果不理想，使用不可靠。因此，设计一种制动力大、制动效果好、使用安全可靠的斜井矿车防跑车装置是十分必要的，其将大幅度提升斜井运输的安全系数，对保证井下工作人员的生命安全和提高矿山效益有着十分重要的意义。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足，提供一种矿车制动系统，其结构简单、设计新颖合理且使用操作方便，能保证矿车在斜井平稳制动，制动力大，制动稳定，使用安全可靠，能大幅度提升斜井运输的安全系数，保证井下工作人员的生命安全和提高矿山经济效益。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种矿车制动系统，其特征在于：包括制动主体及控制系统。所述制动主体包括压轨机构和安装在所述压轨机构上的闸瓦抱轨混合式机构。所述压轨机构包括压轨刹车片、压轨导杆、导向端盖和压缩弹簧，所述压轨导杆的下端与压轨刹车片连接，所述压轨导杆上设置有与其平行的第一平键，所述压轨导杆的上部设置有倒圆台，所述压轨导杆穿过导向端盖且导向端盖上设置有与第一平键滑动配合的第一键槽，所述压缩弹簧套设在压轨导杆上，所述压缩弹簧位于导向端盖与倒圆台之间，所述倒圆台的大端面外径大于压缩弹簧的内径；所述闸瓦抱轨混合式机构包括套设在压轨导杆上的制动套，所述制动套的底部与导向端盖连接，所述制动套的底部与抱轨刹车片连接，所述压缩弹簧和倒圆台均位于制动套内，所述制动套上对称穿设有两个闸瓦导杆，所述闸瓦导杆上设置有与其平行的第二平键，所述制动套上设置有与第二平键滑动配合的第 二键槽，所述闸瓦导杆的外端安装有闸瓦刹车片，所述闸瓦导杆上套设有拉伸弹簧，所述闸瓦刹车片和制动套上均设置有用于与拉伸弹簧两端相挂接的固定环。

所述控制系统包括液压控制系统、传感器检测控制箱及车体侧面的液晶显示屏。所述液压控制系统包括油量控制器及液压油缸。所述油量控制器用于控制液压油量大小来改变矿车制动力大小，所述液压油缸用于为矿车制动主体提供制动能量。所述相关传感器检测控制箱包括速度传感器、载重传感器、数字罗盘和压力传感器。所述速度传感器用于检测矿车实时车速，所述载重传感器用于检测矿车实时车重，所述数字罗盘用于检测矿车实时倾角同时向油量控制器发送控制指令使液压油缸自动调节供油量大小从而改变制动力的大小，所述压力传感器用于检测矿车制动后的压力大小。所述车体侧面的液晶显示屏包括显示速度传感器所采集的矿车实时车速，显示载重传感器所采集的矿车实时重量，显示数字罗盘所采集的矿车实时倾角，显示压力传感器所采集的矿车制动时的压力。

上述的一种矿车制动系统，其特征在于：还包括用于推动压轨导杆的液压缸，所述液压缸的活塞杆端部伸入制动套内且用于推动压轨导杆向下移动。

上述的一种矿车制动系统，其特征在于：还包括固定板，所述固定板的底部两端均安装有一个所述制动主体，所述固定板上设置有用于供液压缸的活塞杆端部穿过的通孔。

上述的一种矿车制动系统，其特征在于：所述固定板上设置有用于将其固定在斜井矿车上的定位孔。

上述的一种矿车制动系统，其特征在于：所述制动套的上端 设置有多个第一连接孔，所述固定板上设置有与第一连接孔位置相对应的第二连接孔，所述固定板经穿过第二连接孔和第一连接孔的第一螺栓与制动套固定连接。

上述的一种矿车制动系统，其特征在于：所述倒圆台的侧面与大端面之间的夹角为30°～60°。

上述的一种矿用车辆制动系统，其特征在于：所述倒圆台的侧面与大端面之间的夹角为45°。

上述的一种矿车制动系统，其特征在于：所述制动套的下端设置有多个第三连接孔，所述导向端盖上设置有与第三连接孔位置相对应的第四连接孔，所述导向端盖经穿过第四连接孔和第三连接孔的第二螺栓与制动套固定连接。

上述的一种矿车制动系统，其特征在于：所述闸瓦刹车片与闸瓦导杆的连接方式为焊接，所述压轨刹车片与压轨导杆的连接方式为焊接，所述抱轨刹车片与制动套的连接方式为焊接。

上述的一种矿车制动主体，其特征在于：所述倒圆台和压轨导杆加工制作为一体，所述制动套加工制作为一体。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明结构简单、设计新颖合理且使用操作方便。

2、本发明在使用时，压轨制动在前，闸瓦抱轨混合式制动在后，从而实现了压轨、闸瓦和抱轨三重制动，使斜井矿车在短时间内完成制动动作，且制动平稳可靠，能保证单个斜井矿车不会以较大的速度冲向井底，从而减轻了井下伤亡及财产损失。

3、本发明在制动方式上采取机械式制动，制动稳定可靠，在制动动力提供上采取液压供能，由传感器控制箱向液压油缸发送控制指令，节能环保且符合井下防爆要求。

4、本发明在制动时，先进行压轨制动降低车速，后进行闸瓦制动抱死车轮最后将进行抱轨制动将轨道抱死，该制动方式可有效避免单一闸瓦制动所产生的制动热量过高引起的制动失效。

5、本发明可有效实现自动控制，由矿车上安装的传感器控制箱对工作中的矿车实时采集相关数据，一旦需要制动变由传感器检测控制箱向液压油缸发送制动指令从而完成矿车制动。

6、本发明在完成整个矿车制动动作后，当失去动力源时能够自动恢复至制动前的初始状态，从而确保下次制动时正常使用。

附图说明

图1是本发明制动主体的主视图。

图2是本发明制动主体的立体图。

图3是本发明制动主体的分解图。

图4是本发明压轨刹车片、压轨导杆和倒圆台的连接关系示意图。

图5是本发明导向端盖的结构示意图。

图6是本发明制动套的结构示意图。

图7是本发明固定板的结构示意图。

图8是本发明安装在斜井矿车上时的状态图。

图9是系统控制原理示意图。

附图标记说明:1—闸瓦刹车片；2—压轨刹车片；3—压轨导杆；4—导向端盖；4-1—第四连接孔；5—压缩弹簧；6—制动套；6-1—第一连接孔；6-2—第三连接孔；7—固定环；8—拉伸弹簧；9—闸瓦导杆；10-第一平键；11-倒圆台；12-第一键槽；13-第二平键；14-第二键槽；15-液压缸；16—固定板；16-1—通孔；16-2—定位孔；16-3—第二连接孔；16-3—第二连接孔；17-第一螺栓；18—第二螺栓；19—斜井矿车；20—煤矿斜井轨道；21— 矿车车轮；22—传感器检测控制箱；23—液晶显示屏；24—抱轨刹车片；

具体实施方式

下面通过附图和实施例，对本发明专利做进一步的详细描述。

如图1至图6所示，本发明包括制动主体及控制系统，所述制动主体包括压轨机构和安装在所述压轨机构上的闸瓦抱轨混合式机构，所述压轨机构包括压轨刹车片2、压轨导杆3、导向端盖4和压缩弹簧5，所述压轨导杆3的下端与压轨刹车片2连接，所述压轨导杆3上设置有与其平行的第一平键10，所述压轨导杆3的上部设置有倒圆台11，所述压轨导杆3穿过导向端盖4且导向端盖4上设置有与第一平键10滑动配合的第一键槽12，所述压缩弹簧5套设在压轨导杆3上，所述压缩弹簧5位于导向端盖4与倒圆台11之间，所述倒圆台11的大端面外径大于压缩弹簧5的内径；所述闸瓦机构包括套设在压轨导杆3上的制动套6，所述制动套6的底部与导向端盖4连接，所述制动套6的底部与抱轨刹车片24相连接，所述压缩弹簧5和倒圆台11均位于制动套6内，所述制动套6上对称穿设有两个闸瓦导杆9，所述闸瓦导杆9上设置有与其平行的第二平键13，所述制动套6上设置有与第二平键13滑动配合的第二键槽14，所述闸瓦导杆9的外端安装有闸瓦刹车片1，所述闸瓦导杆9上套设有拉伸弹簧8，所述闸瓦刹车片1和制动套6上均设置有用于与拉伸弹簧8两端相挂接的固定环7。

如图8所示，本发明还包括用于推动压轨导杆3的液压缸15，所述液压缸15的活塞杆端部伸入制动套6内且用于推动压轨导杆3向下移动。

如图7和图8所示，本发明还包括固定板16，所述固定板16 的底部两端均安装有一个所述制动主体，所述固定板16上设置有用于供液压缸15的活塞杆端部穿过的通孔16-1；固定板16主要用于将制动主体固定在斜井矿车19上。

如图7所示，所述固定板16上设置有用于将其固定在斜井矿车上的定位孔16-2。

如图6和图7所示，所述制动套6的上端设置有多个第一连接孔6-1，所述固定板16上设置有与第一连接孔6-1位置相对应的第二连接孔16-3，所述固定板16经穿过第二连接孔16-3和第一连接孔6-1的第一螺栓17与制动套6固定连接。

本实施例中，所述倒圆台11的侧面与大端面之间的夹角为30°～60°。

优选的，所述倒圆台11的侧面与大端面之间的夹角为45°。

如图5和图6所示，所述制动套6的下端设置有多个第三连接孔6-2，所述导向端盖4上设置有与第三连接孔6-2位置相对应的第四连接孔4-1，所述导向端盖4经穿过第四连接孔4-1和第三连接孔6-2的第二螺栓18与制动套6固定连接。

本实施例中，所述闸瓦刹车片1与闸瓦导杆9的连接方式为焊接，所述压轨刹车片2与压轨导杆3的连接方式为焊接，所述抱轨刹车片24与制动套6的连接方式为焊接。

本实施例中，所述倒圆台11和压轨导杆3加工制作为一体，所述制动套加工制作为一体。

所述控制系统包括液压控制系统、传感器检测控制箱及车体侧面的液晶显示屏。所述液压控制系统包括油量控制器及液压油缸15。所述油量控制器用于控制液压油量大小来改变矿车制动力大小，所述液压油缸15用于为矿车制动主体提供制动能量。所述 相关传感器检测控制箱包括速度传感器、载重传感器、数字罗盘和压力传感器。所述速度传感器用于检测矿车实时车速，所述载重传感器用于检测矿车实时车重，所述数字罗盘用于检测矿车实时倾角同时向油量控制器发送控制指令使液压油缸15自动调节供油量大小从而改变制动力的大小，所述压力传感器用于检测矿车制动后的压力大小。所述车体侧面的液晶显示屏包括显示速度传感器所采集的矿车实时车速，显示载重传感器所采集的矿车实时重量，显示数字罗盘所采集的矿车实时倾角，显示压力传感器所采集的矿车制动时的压力。

井下矿车的制动情况大体可分为两类，一类为正常情况下的矿车制动，另一类为非正常情况下即矿车发生跑车事故时的紧急制动，但无论是哪种制动情况为满足安全生产需求，本发明所设计的矿车制动装置在矿车制动后均会将轨道抱死。

本发明的控制系统及机械制动部分工作原理为：在斜井矿车19上安装有液压油缸15、传感器检测控制箱22及车体侧面的液晶显示屏23。液压油缸15中含有油量控制器可随时调节液压油量大小来改变矿车制动力大小，且为矿车制动主体提供制动能量。而相关传感器检测控制箱22中包括速度传感器、载重传感器、数字罗盘和压力传感器。速度传感器用于检测矿车实时车速，载重传感器用于检测矿车实时车重，数字罗盘用于检测矿车实时倾角同时向油量控制器发送控制指令使液压油缸15自动调节供油量大小从而改变制动力的大小，压力传感器用于检测矿车制动后的压力大小。车体侧面的液晶显示屏包括显示速度传感器所采集的矿车实时车速，载重传感器所采集的矿车实时重量，数字罗盘所采集的矿车实时倾角，压力传感器所采集的矿车制动时的压力。

系统控制原理可根据井下具体情况按矿车是否负载及矿车运行时轨道的坡度大小划分为四种情况：①矿车无负载并在无坡度轨道上制动；②矿车无负载并在带坡度轨道上制动；③矿车满负载并在无坡度轨道上制动；④矿车满负载并在带坡度轨道上制动。

当矿车在运行时由传感器检测控制箱检测到情况①并进行制动时，根据相关计算可知液压系统需提供1.28MPa的压强，单边制动装置需提供的制动力为1607.14N，此时由传感器检测控制箱向液压系统发送相关控制指令由制动装置来完成矿车制动。

当矿车在运行时由传感器检测控制箱检测到情况②并进行制动时，根据相关计算可知液压系统需提供1.27MPa的压强，单边制动装置需提供的制动力为1589.49N，此时由传感器检测控制箱向液压系统发送相关控制指令由制动装置来完成矿车制动。

当矿车在运行时由传感器检测控制箱检测到情况③并进行制动时，根据相关计算可知液压系统需提供5.12MPa的压强，单边制动装置需提供的制动力为6428.57N，此时由传感器检测控制箱向液压系统发送相关控制指令由制动装置来完成矿车制动。

当矿车在运行时由传感器检测控制箱检测到情况④并进行制动时，根据相关计算可知液压系统需提供5.06MPa的压强，单边制动装置需提供的制动力为6357.96N，此时由传感器检测控制箱向液压系统发送相关控制指令由制动装置来完成矿车制动。

机械制动部分工作原理为：使用时，经穿过定位孔16-2的第一螺栓17将固定板16固定在斜井矿车19上，即实现了将矿车制动装置主体固定在斜井矿车19上，同时将液压缸15的缸筒固定在斜井矿车19上，此时矿车制动装置主体位于煤矿斜井轨道20的上方。当斜井矿车19在斜井巷道中进行矿车制动时，操作液压 缸15的使活塞杆伸出，以推动压轨导杆3沿着第一键槽12向下滑动，压轨刹车片2下行与煤矿斜井轨道20接触并压紧煤矿斜井轨道20；压轨导杆3下移通过倒圆台11推动闸瓦导杆9沿着第二键槽14向外滑动，则闸瓦导杆9带动闸瓦刹车片1向两侧平移与矿车车轮21接触并抱死矿车车轮21，同时抱轨刹车片24与压轨刹车片2与轨道接触实现抱死轨道防止矿车因颠簸而脱离轨道，最终实现压轨、闸瓦与抱轨三重制动，使斜井矿车19在短时间内完成制动动作，保证单个斜井矿车19不会以较大的速度冲向井底，从而减轻了井下伤亡及财产损失。当完成整个矿车制动动作后，液压缸15的活塞杆回缩，压缩弹簧5在回弹力的作用下推动压轨导杆3上移，拉伸弹簧8拉动闸瓦导杆9向内侧移动，将压轨导杆3和闸瓦导杆9恢复至制动前的初始位置，从而确保下次制动时正常使用。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变换，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。