周 慧

（晋能控股煤业集团同家梁矿，山西 大同 037025）

1 同家梁矿矿井提升机盘形制动器应用现状

同家梁矿维修了很多次井车主、副房的制动器，其盘形制动设备已经老化损坏，急需更换新的设备。具体表现在：压力传感器的碟簧力内部有一个弊端，就在蝶形弹簧的垫片处；筒体的正压制动力和活塞内部产生的摩擦力统称为碟簧力，当闸盘与闸瓦无法贴合，就代表出现了油泥卡滞或者筒体以及活塞出现铁锈，此时，就出现了监控失效。即使监控系统的压力依然存在，但正压制动力无法正常反应反映。经过一系列的研究总结，最终确定的方案是将制动器替换为盘形智能监测型号的，这种制动器安装了传感器，可以在内部监测正压力，经实验，可以消除碟簧力传感器的相关问题。

2 盘形制动器的智能监测

传感器的误差严格控制在1%以内，把传感器内置在制动器中，来将正压力制动。而正压力F的制动是根据圆柱形传感器通过检测闸盘上制动的闸瓦正压力得到的，《煤矿安全规程》规定的许用值[F]，是依据第426 条规定制动装置产生的制动力矩与旋转力矩的最大载荷之比K，K 值要大于3的规定来确定正压力制动值。由此产生准确的正压力制动值。

在制动过程中，代表可以下次开车的状态是F>[F]，同理，代表下次开车闭锁的状态是F<[F]；当F=0时，代表可以敞闸开车，同理，当次闭锁开车的状态是F>0，必须当次闭锁开车的原因是制动过程中的制动闸发生故障，要采取相应的诊断；在行车过程中，制动时的制动闸发生故障的状态是F>0[3-4]，此时要进行安全制动。盘式制动器具体的正压力制动的智能监测安装现场图，见图1。

图1 智能监测制动正压力的盘式制动器

以前采用的测量闸瓦间隙，是用百分表和塞尺这种传统的工具来测量，不仅要耗费大量的时间精力，而且会受到很多人为因素的影响，最终得到的精度不高，无法实现实时监测。所以，将测量闸瓦间隙的方法改进为传感器电涡流非接触测量。这种测量基准是制动器衬板，利用传感器的探头来实时监测闸瓦衬板的移动，最终确定制动器的闸瓦组件状态。

3 现场应用盘形制动器的智能监测系统

3.1 盘形制动器失效案例分析

当闸盘贴合不到闸瓦时，代表油泥卡死了闸座孔及筒体外圆，见下页图2。当F2-f1=F=0，即正压力F的制动是零，说明f1数值太大，会出现F2=f1的状态，碟簧力F2被错误监测为与f1相等，F2即使没出现检测的相关故障，也会被认为发生了很大的正压力制动隐患[5-6]。

图2 监测碟簧力的制动器诊断故障的失效案例

闸盘在敞闸开车过程里一定要与闸瓦保持一定的闸间隙，才能确保正压力F的制动为0，见下页图3。当活塞被F1油压力压在后盖，代表螺栓轴发生断裂，当F=F2>0 时，闸瓦被碟簧力F2压到闸盘，会发生故障，闸盘及闸瓦和在行车过程被磨坏，无法再用碟簧力监测诊断行车故障，为了避免这种情况，要设置很大的F22碟簧力，一直保持在停车制动及敞闸开车这两种状态下。

图3 监测碟簧力诊断故障的失效案例

3.2 现场处理盘形制动器的方案

将监控装置加装在制动系统，可以实现盘形智能制动器的系统提升。主机的人机接口采用的显示屏是12.1 寸电阻式工业级TFT 触摸屏，工控机不会被底层硬件和软件驱动干扰，减少了病毒影响，专用的ARM 电路板卡可以整体设置参数。无线通信的WIFI 模式，可以使主机的布线更加简单明了；安装接口全部独立，可以实现车房不同部位的安装；监视实时系统可以自行诊断每个子模块，显示工作状态[7]。

闸间隙传感器和触摸显示屏以及正压力制动传感器和仪器设备箱共同组成了控制监测装置。闸间隙传感器与仪器设备箱和CAN 总线完成的通信过程即触摸显示屏实现采集数据的工作过程。数据经过CAN 总线进行传输，再被主机接收，进行数据处理，完成最终的显示。配合相应的数据算法，记录并报警数值超限状态，实现实时监测制动液压系统的功能。

4 结语

中国煤炭的相关工业协会认证该矿具备可靠安全的立井提升机系统，加装的监控装置以及盘形智能制动器在国际水平中处于领先地位。制动器经过改造，在闸瓦及活塞的连接螺杆处，加装了正压力制动传感器，控制在1%以内的传感器误差，可以实时监测闸盘被闸瓦施加的正确制动正压力，提高了监控的准确率。