本發(fā)明涉及一種千米深井高速電梯制動過程動態(tài)監(jiān)測裝置，尤其適用于研究高速礦用電梯盤式制動器動態(tài)制動過程中，制動盤—制動閘瓦的摩擦力、摩擦系數(shù)、摩擦制動力矩、摩擦熱場、摩擦噪聲、顫振等演化特性。

背景技術：

深部煤炭資源高效開采需使用大型提升裝備，我國千米深井大型提升裝備能否安全、可靠的制動受到大型制動系統(tǒng)的制約，高安全性和高可靠性的制動系統(tǒng)是深井高速大慣量提升機安全生產(chǎn)的重要保障，研究制動力矩大、制動響應快、可靠性高的安全制動技術及裝備為深井高速大慣量提升機安全、可靠運行提供重要保障，目前適用于千米深井提升的大型制動裝備主要依賴進口。因此，研究高速礦用電梯盤式制動器動態(tài)制動過程中制動盤—制動閘瓦的制動正壓力、摩擦力、摩擦制動力矩、摩擦熱場、摩擦噪聲、顫振等演化特性，對形成具有我國自主知識產(chǎn)權的深井復雜條件下高速重載大慣量提升機安全制動關鍵技術，對保障我國2000m以淺深部礦井的高效安全提升和產(chǎn)能供應、解決淺層煤炭日益減少和國民經(jīng)濟快速發(fā)展之間的能源供給矛盾有著重要的理論和應用意義。

礦井提升機盤式制動系統(tǒng)閘盤—閘瓦摩擦制動相關裝置有：專利號為CN 201210518012.4公開了一種摩擦式提升機盤式制動閘制動性能檢測裝置，能夠實時檢測制動閘空動時間、蝶形彈簧疲勞強度、制動減速度，動態(tài)調整制動盤—閘瓦間隙；專利號為CN 201410019811.6公開了一種測量提升機制動力矩的方法及裝置，能夠測量提升機制動力矩；專利號為CN 201010555300.8公開了一種非接觸式漸開線形制動力矩裝置的安裝方法，能夠測量礦井提升機的動態(tài)摩擦力矩；專利號為CN 201520376372.4公開了一種礦井提升機制動器在線監(jiān)測控制系統(tǒng)，能夠實時檢測和顯示提升機制動盤—閘瓦間隙、摩擦系數(shù)、溫度。然而，上述專利均不能實現(xiàn)綜合實時監(jiān)測高速礦用電梯盤式制動器動態(tài)制動過程中制動盤—制動閘瓦的摩擦力、摩擦系數(shù)、摩擦制動力矩、摩擦熱場、摩擦噪聲、顫振等演化特性。

技術實現(xiàn)要素：

技術問題：本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術中的不足之處，提供一種結構簡單、操作方便、制動力矩大、制動響應快、可靠性高的千米深井高速電梯制動過程動態(tài)監(jiān)測裝置與方法。

技術方案：本發(fā)明的千米深井高速電梯制動過程動態(tài)監(jiān)測裝置，包括支撐系統(tǒng)、提升系統(tǒng)、制動系統(tǒng)和狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)；

所述支撐系統(tǒng)包括實驗臺架、電動機支架、軸承支座A、軸承支座B、三滑輪張力傳感器支架、噪聲傳感器支架、熱像儀支架；所述電動機支架、噪聲傳感器支架和熱像儀支架設在實驗臺架上表面，三滑輪張力傳感器支架設在實驗臺架下表面；

所述提升系統(tǒng)包括電動機、聯(lián)軸器A、扭矩傳感器、聯(lián)軸器B、軸承、卷筒支撐軸、摩擦式卷筒、鋼絲繩、繩頭組件、對重A、對重B、對重框架、對重導軌、補償鏈；所述電動機設在電動機支架上，所述摩擦式卷筒的兩端分別設在軸承支座A和軸承支座B上，鋼絲繩纏繞在摩擦式卷筒上，通過繩頭組件與設在前后兩側的對重A和對重B連接，對重A和對重B沿對重導軌上下移動；

所述制動系統(tǒng)包括固定在摩擦式卷筒上的制動盤和通過支架支撐在實驗臺架上的盤式制動器；

所述狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)包括扭矩測量單元、張力測量單元、振動測量單元、噪聲測量單元和熱場測量單元。

所述扭矩傳感器(8)用于測量不同提升階段動態(tài)摩擦制動過程中制動盤-制動閘瓦之間動態(tài)驅動力矩大小。

所述的張力測量單元包括三滑輪張力傳感器A和三滑輪張力傳感器B，分別通過螺栓固定在三滑輪張力傳感器支架A和三滑輪張力傳感器支架B上，用于測量動態(tài)摩擦制動過程中兩側提升鋼絲繩動張力大小，由兩側張力差計算出制動盤與制動閘瓦之間的所需動態(tài)制動力矩，進而確定制動盤與制動閘瓦之間的摩擦力，結合盤式制動器制動正壓力值獲得制動盤與制動閘瓦之間的摩擦系數(shù)。

所述的振動測量單元包括加速度振動傳感器A、加速度振動傳感器B和加速度振動傳感器C，加速度振動傳感器A固定在閘瓦壓套上，加速度振動傳感器B固定在繩頭組件上，加速度振動傳感器C)固定在對重框架上，分別用于測量動態(tài)摩擦制動過程中制動閘瓦—閘盤之間的顫振特性、提升鋼絲繩振動特性和負載對重振動特性。

所述的噪聲測量單元包括噪聲傳感器A和噪聲傳感器B，用于測量制動盤—制動閘瓦之間的動態(tài)摩擦噪聲特性；

所述的熱場測量單元包括熱像儀，通過熱像儀支架安裝于實驗臺架上，用于測量制動盤—制動閘瓦之間的動態(tài)摩擦熱場分布。

有益效果：由于采用了上述技術方案，本發(fā)明針對千米深部礦井提升工況，能夠動態(tài)監(jiān)測提升過程中工作制動、緊急制動、二級制動時制動盤—制動閘瓦的摩擦制動力矩、摩擦熱場、摩擦噪聲、顫振等演化特性，具有結構簡單、功能齊全、操作方便等優(yōu)點，對評價高速礦用電梯制動盤和制動閘瓦的摩擦疲勞和熱疲勞失效提供設備基礎。適用于研究高速礦用電梯盤式制動器動態(tài)制動過程中，制動盤—制動閘瓦的摩擦力、摩擦系數(shù)、摩擦制動力矩、摩擦熱場、摩擦噪聲、顫振等演化特性。其結構簡單，操作方便，制動力矩大，制動響應快，可靠性高，具有廣泛的實用性。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的主視結構圖；

圖2為本發(fā)明的A-A向剖視結構圖；

圖3為本發(fā)明的俯視結構圖；

圖4為圖1中Ⅰ處的局部放大結構圖；

圖5為圖2中Ⅱ處的局部放大結構圖；

圖6為圖3中Ⅲ處的局部放大結構圖。

圖中：1-熱像儀；2-加速度振動傳感器A；3-噪聲傳感器A；4-鋼絲繩；5-摩擦式卷筒；6-軸承支座A；7-聯(lián)軸器B；8-扭矩傳感器；9-聯(lián)軸器A；10-電動機；11-電動機支架；12-實驗臺架；13-三滑輪張力傳感器支架；14-加速度振動傳感器B；15-繩頭組件；16-對重導軌；17-補償鏈；18-對重A；19-對重固定螺栓；20-對重框架；21-加速度振動傳感器C；22-制動盤；23-軸承支座B；24-噪聲傳感器支架；25-盤式制動器；26-噪聲傳感器B；27-熱像儀支架；28-三滑輪張力傳感器A；29-噪聲傳感器C；30-三滑輪張力傳感器B；31-對重B；32-三滑輪張力傳感器B支架；33-閘瓦壓套。

具體實施方式

下面結合附圖中的實施例對本發(fā)明作進一步的描述：

如圖1圖3所示，本發(fā)明的千米深井高速電梯制動過程動態(tài)監(jiān)測裝置，主要由支撐系統(tǒng)、提升系統(tǒng)、制動系統(tǒng)和狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)構成；其中提升系統(tǒng)和制動系統(tǒng)置于支撐系統(tǒng)上，制動系統(tǒng)用于制動提升系統(tǒng)的摩擦式卷筒，狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)用于監(jiān)測提升系統(tǒng)和制動系統(tǒng)的運行和制動狀態(tài)。

所述支撐系統(tǒng)包括實驗臺架12、電動機支架11、軸承支座A6、軸承支座B23、三滑輪張力傳感器支架13、噪聲傳感器支架24、熱像儀支架27；所述電動機支架11、噪聲傳感器支架24和熱像儀支架27設在實驗臺架12上表面，三滑輪張力傳感器支架13設在實驗臺架12下表面；

所述提升系統(tǒng)包括電動機10、聯(lián)軸器A9、扭矩傳感器8、聯(lián)軸器B7、軸承、卷筒支撐軸、摩擦式卷筒5、鋼絲繩4、繩頭組件15、對重A18、對重B31、對重框架20、對重導軌16、補償鏈17；所述電動機10設在電動機支架11上，所述摩擦式卷筒5的兩端分別設在軸承支座A6和軸承支座B23上，鋼絲繩4纏繞在摩擦式卷筒5上，通過繩頭組件15與設在前后兩側的對重A18和對重B31連接，對重A18和對重B31沿對重導軌16上下移動；

所述制動系統(tǒng)包括固定在摩擦式卷筒5上的制動盤22和通過支架支撐在實驗臺架12上的盤式制動器25；盤式制動器25通過支架支撐在實驗臺架12，制動盤22通過螺栓固定在摩擦式卷筒5上。

所述狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)包括扭矩測量單元、張力測量單元、振動測量單元、噪聲測量單元和熱場測量單元。

所述扭矩傳感器8兩端通過聯(lián)軸器A9和聯(lián)軸器B7分別與電動機10和摩擦式卷筒5相連，用于測量不同提升階段動態(tài)摩擦制動過程中制動盤-制動閘瓦之間動態(tài)驅動力矩大小。

如圖2圖5所示，所述的張力測量單元包括三滑輪張力傳感器A28和三滑輪張力傳感器B30，分別通過螺栓固定在三滑輪張力傳感器支架A13和三滑輪張力傳感器支架B32上，用于測量動態(tài)摩擦制動過程中兩側提升鋼絲繩動張力大小，由兩側張力差計算出制動盤與制動閘瓦之間的所需動態(tài)制動力矩，進而確定制動盤與制動閘瓦之間的摩擦力，結合盤式制動器制動正壓力值獲得制動盤與制動閘瓦之間的摩擦系數(shù)。

如圖1圖4所示，所述的振動測量單元包括加速度振動傳感器A2、加速度振動傳感器B14和加速度振動傳感器C21，加速度振動傳感器A2通過螺釘固定在閘瓦壓套33上，加速度振動傳感器B14通過螺釘固定在繩頭組件15上，加速度振動傳感器C21通過螺釘固定在對重框架20上，分別用于測量動態(tài)摩擦制動過程中制動閘瓦與閘盤之間的顫振特性、提升鋼絲繩振動特性和負載對重振動特性。

所述的噪聲測量單元包括噪聲傳感器A3和噪聲傳感器B26，用于測量制動盤—制動閘瓦之間的動態(tài)摩擦噪聲特性；熱場測量單元包括熱像儀1，通過熱像儀支架27安裝于實驗臺架12上，用于測量制動盤—制動閘瓦之間的動態(tài)摩擦熱場分布。