專利名稱：一種焦爐電機車復(fù)合制動系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種焦爐機械設(shè)備領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種運行于焦爐熄焦車軌道上的電機車的制動系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
電機車廣泛運用于我國焦化行業(yè)中，電機車的運行速度可以達到200m/min甚至更高，因此其必須有安全可靠，且穩(wěn)定運行的性能，而電機車上的制動系統(tǒng)在其中就起到了關(guān)鍵作用。
目前在現(xiàn)行的電機車上制動系統(tǒng)，工作原理和設(shè)備組成存在著多種形式，傳統(tǒng)的制動系統(tǒng)為減速機高速軸上設(shè)置啟動常開盤式制動器(制動時氣路供氣，制動器閉合制動)，及閘瓦制動器(由氣缸通過連桿驅(qū)動的一對閘瓦作用于車輪上)制動電機車，這種使用氣動制動的形式，制動時間過長，制動力偏軟，突然停電時氣路無法供氣不能對電機車進行制動；近年，也有在電機車高或低速軸上只設(shè)置電磁盤式制動器的制動形式，這種制動方式，在高速運行時緊急制動時沖擊過大，盤式制動器一旦損壞無法使用的情況時有發(fā)生，因無安全保護措施，對電機車的運行使用存在安全隱患。無論以上那種形式的制動系統(tǒng)，都存在著制動功能片面單一，對實際使用過程中所需要提供的制動要求，并不能完全滿足，尤其是發(fā)生極端情況下，基本沒有相應(yīng)的應(yīng)對措施。因此，目前在國內(nèi)電機車的制動方面，沒有一套較合理有效的，可以應(yīng)付多種情況下，能安全制動的完善系統(tǒng)。
因此發(fā)明一種高效、安全、可靠的電機車制動系統(tǒng)成為亟待解決的技術(shù)難題。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對以上問題的提出，而研制一種焦爐電機車復(fù)合制動系統(tǒng)。
一種焦爐電機車復(fù)合制動系統(tǒng)，其特征在于，包括電磁盤式制動器和氣動單元閘瓦制動器，電磁盤式制動器設(shè)置于行走裝置上，氣動單元閘瓦制動器設(shè)置于車輪上，當電控系統(tǒng)控制驅(qū)動電動機減速到設(shè)定速度時，電磁盤式制動器進行主制動，氣動單元閘瓦制動器進行輔助制動。
優(yōu)選地，每個車輪上均設(shè)置氣動單元閘瓦制動器。
優(yōu)選地，氣動單元閘瓦制動器采用常閉式電磁換向閥，氣動單元閘瓦制動器配置有應(yīng)急供電系統(tǒng)。
優(yōu)選地，電磁盤式制動器設(shè)置于行走裝置的高速軸上。
本發(fā)明還提供一種焦爐電機車復(fù)合制動方法，其特征在于，包括如下步驟
電控系統(tǒng)控制驅(qū)動電動機減速到設(shè)定速度后，電磁盤式制動器進行主制動，氣動單元閘瓦制動器進行輔助制動。
優(yōu)選地，制動系統(tǒng)還包括如下步驟
當電磁盤式制動器失效時，氣動單元閘瓦制動器進行主制動。
實施本發(fā)明的技術(shù)方案，具有以下有益效果
I、現(xiàn)有制動方式一般有幾種方式，一是傳統(tǒng)的氣動常開盤式制動器與連桿式氣動閘瓦制動器同時制動電機車。這種制動方式是通過壓縮空氣提供制動動力，氣路控制上對兩個制動器要求同時供氣同時動作，共同對電機車進行制動，因為是氣動驅(qū)動，會造成制動力發(fā)生作用時間長，面對高速運行下緊急停車工況，制動效果不好，兩個制動器不能做到制動主次分別，互為備用。二是也有電機車上只設(shè)有電磁盤式制動器制動或單獨使用連桿式氣動閘瓦制動器的。但是單獨使用電磁盤式制動器，因為電機車緊急狀態(tài)下高速運行中進行緊急制動，制動力會非常的大，高速下制動所產(chǎn)生的沖擊力，對制動器以及電機車驅(qū)動裝置的各部件會帶來巨大的破壞，易發(fā)生部件損壞后制動失效，電機車又無后續(xù)保障，而發(fā)生事故。單獨使用連桿式氣動閘瓦制動器也是會同樣面對此類問題，又因為氣動力小、反應(yīng)慢，后果會更加嚴重。
相對于現(xiàn)有制動方式，本發(fā)明采用電機車焦爐電機車復(fù)合制動系統(tǒng)，首先，確定制動系統(tǒng)的兩種制動器(電磁盤式制動器和氣動單元閘瓦制動器)，在電機車制動工作中的主次關(guān)系，即電磁盤式制動器為主要制動部件，通過焦爐電機車復(fù)合制動系統(tǒng)中的電控系統(tǒng)， 控制驅(qū)動電機減速后進行制動工作，氣動單元閘瓦制動器隨后動作，進行備用保護，遇到緊急狀況在電磁盤式制動器時效時可以代替使用，保證電機車安全停車。其次，兩個制動器的驅(qū)動力來源相對獨立，通過電控和氣控兩種方式提供制動力，能保證不會因為失去一種驅(qū)動力后，制動器全部失效。第三，電控系統(tǒng)對焦爐電機車復(fù)合制動系統(tǒng)有效地程序控制，既可以使主次分明的兩種制動器合理的按照程序工作，也可以對兩種制動器任意一種可以單獨使用，以應(yīng)對實際生產(chǎn)中發(fā)生的各類制動需要。
2、本發(fā)明的技術(shù)方案相對于以往的連桿式氣動閘瓦制動器是由氣缸推動,經(jīng)過一系列的復(fù)雜杠桿傳遞，把制動力作用于前后兩個車輪上，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，故障率高，穩(wěn)定性不強，效率低，磨耗大等缺點。電機車焦爐電機車復(fù)合制動系統(tǒng)中采用的氣動單元閘瓦制動器，每個單元制動器由一個油缸驅(qū)動，直接的、單獨的作用于一個車輪上，減少了傳統(tǒng)閘瓦制動器復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，使其制動效率更高，故障率更低，便于控制使用。
3、本發(fā)明的技術(shù)方案在氣路控制上增加一個UPS應(yīng)急電源，當電機車供電電源突然斷電時，UPS應(yīng)急電源會馬上發(fā)現(xiàn)，并且對控制氣動單元閘瓦制動器供動力氣體的電磁閥門供電，保證閥門隨時可以打開，來使用氣動單元閘瓦制動器對電機車制動。UPS應(yīng)急電源又是為電控系統(tǒng)提供應(yīng)急電源，所以即使斷電后，對電機車的制動控制，既可以無控制下自動緊急制動，也可以進行人為控制制動。
4、現(xiàn)有的制動系統(tǒng)選用常開式電磁轉(zhuǎn)向閥，即在電機車無需制動時，電磁轉(zhuǎn)向閥均保持通電狀態(tài)，因為無需制動的時間很長，電磁閥會總是保持通電狀態(tài)，所以電磁閥經(jīng)常會因使用時間過長而損壞。
本發(fā)明的制動系統(tǒng)采用常閉式電磁轉(zhuǎn)向閥，即通電時閥門打開進行制動。為了解決停電時，常閉式電磁轉(zhuǎn)向閥不能打開通電，本發(fā)明采用應(yīng)急電源控制常閉式電磁閥，即解決了長期通電損壞電磁閥的問題，也可以在斷電情況下隨時打開常閉式電磁閥，為制動器供動力氣源。


圖I是電磁盤式制動器設(shè)置于本發(fā)明的一實施例的俯視圖2是本發(fā)明的氣動單元閘瓦制動器設(shè)置于本發(fā)明的一實施例的主視放大圖3是本發(fā)明的氣動單元閘瓦制動器的一實施例的氣路系統(tǒng)圖4是本發(fā)明的焦爐電機車復(fù)合制動系統(tǒng)的一實施例的主視圖。
圖中1、輪對；2、減速機；3、電磁盤式制動器；4、電動機；5、空壓機；6、風(fēng)包；7、氣動三聯(lián)件；8、減壓閥；9、電磁換向閥；10、氣動單元閘瓦制動器；11、UPS。
具體實施方式
本發(fā)明提供一種焦爐電機車復(fù)合制動系統(tǒng)和方法，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案進行詳細說明。
圖I是電磁盤式制動器設(shè)置于本發(fā)明的一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明的氣動單元閘瓦制動器設(shè)置于本發(fā)明的一實施例的結(jié)構(gòu)放大圖；圖3是本發(fā)明的氣動單元閘瓦制動器的一實施例的氣路系統(tǒng)圖；圖4是本發(fā)明的焦爐電機車復(fù)合制動系統(tǒng)的一實施例的主視圖,如圖所示。
焦爐電機車復(fù)合制動系統(tǒng)包括輪對I、減速機2、電磁盤式制動器3、電動機4、空壓機5、風(fēng)包6、氣動三聯(lián)件7、減壓閥8、電磁換向閥9、氣動單元閘瓦制動器10和應(yīng)急供電系統(tǒng)，應(yīng)急供電系統(tǒng)包括UPSll (UPS作為應(yīng)急電源供電)及電控系統(tǒng)，電磁盤式制動器3設(shè)置于高速軸上(電磁盤式制動器3還可以設(shè)置于行走裝置上的其他位置)，4個氣動單元閘瓦制動器分別設(shè)置于4個車輪上，當電控系統(tǒng)控制驅(qū)動電機減速到設(shè)定速度時，電磁盤式制動器進行主制動，氣動單元閘瓦制動器進行輔助制動。氣動單元閘瓦制動器10采用常閉式電磁換向閥，氣動單元閘瓦制動器10配置有應(yīng)急供電系統(tǒng)。
電機車正常運行軌道時，當接近需要停止位置時，首先由電氣系統(tǒng)控制下進行耗能制動，將電動機4的轉(zhuǎn)速由高速變?yōu)榈退伲闺姍C車逐漸減低到一定速度后，安裝在電動機4高速軸上的電磁盤式制動器3抱閘，使減速機2、輪對I完全停止。在電磁盤式制動器 3抱閘的同時，氣動單元閘瓦制動器10通過氣路系統(tǒng)(包括空壓機5、風(fēng)包6、氣動三聯(lián)件7、 減壓閥8、電磁換向閥9)提供動力氣源，分別對分布于電機車的四個車輪上，通過氣缸推動閘瓦對車輪進行抱閘制動，但是氣路單元閘瓦制動器10慢于電磁盤式制動器3進行制動動作，所以電磁盤式制動器3為主要制動裝置，氣動單元閘瓦制動器10起到輔助和備用的安全制動器。
本發(fā)明的制動系統(tǒng)的制動方法如下
I、當電機車正常制動時
電機車正常運行時需要制動停車，首先是電控系統(tǒng)得到指令后，控制運行驅(qū)動電機降低轉(zhuǎn)速，從而降低電機車運行速度，當速度達到設(shè)定速度時，對電磁盤式制動器發(fā)出控制指令，首先由其先動作進行制動，而后向單元制動器發(fā)出指令進行制動，完全停止電機車。預(yù)定速度根據(jù)需要設(shè)定，本實施例中，預(yù)定速度設(shè)定為5-20m/min。
2、當電機車處于非正常運行狀態(tài)時，本發(fā)明的制動系統(tǒng)的工作分為兩種情況
I)當電機車高速運行時沒有經(jīng)過電氣系統(tǒng)的控制電機減速，突然進行制動，如司機夜間駕駛時的誤操作時。
首先司機發(fā)出緊急控制停車指令，電控系統(tǒng)強制驅(qū)動電機停止運行，電磁盤式制動器3先制動，隨后電控系統(tǒng)自動發(fā)出指令打開電磁閥，為氣動單元閘瓦制動器10供氣，使其工作。若因為電機車速度快，電磁盤式制動器3制動時產(chǎn)生的沖擊過大，以至于電磁盤式制動器3失效，氣動單元閘瓦制動器10緊隨其后取代盤式制動器，對電機車進行制動。若因為電機車速度超過160m/min以上時，不能首先使用電磁盤式制動器3制動，則使用氣動單元閘瓦制動器制動，當電機車速度降到50m/min或氣動單元閘瓦制動器10制動失效時， 發(fā)出指令控制電磁盤式制動器3制動。
2)當供電電網(wǎng)斷電突然停電，電磁盤式制動器3失效，停電同時導(dǎo)致氣動單元閘瓦制動器10的氣路系統(tǒng)中的電磁換向閥9無法工作，此時，電控系統(tǒng)中的UPSll應(yīng)急電源短時間供電打開電磁換向閥9，完成電機車制動，保證電機車安全停車。
本發(fā)明的技術(shù)方案存在如下優(yōu)點
I、結(jié)構(gòu)簡單針對于傳統(tǒng)制動形式中的氣動盤式制動器，氣路系統(tǒng)安裝控制復(fù)雜， 制動力偏軟且制動時間長等缺點，本申請制動系統(tǒng)中使用的常閉式電磁盤式制動器解決了上述缺點；對于傳統(tǒng)的閘瓦制動裝置是由氣缸推動，經(jīng)過一系列的杠桿動作，把制動力作用于車輪上，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，故障率高，穩(wěn)定性不強，效率低，磨耗大等缺點，本申請中采用的氣動單元閘瓦制動器，其驅(qū)動和執(zhí)行機構(gòu)集成為一體，其結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，分布于四個車輪上單獨對車輪制動，性能穩(wěn)定可靠，維護性好，占用空間小，運行控制簡單。因此，電機車焦爐電機車復(fù)合制動系統(tǒng)的制動性能等方面更完善的情況下，其結(jié)構(gòu)上仍然比傳統(tǒng)的傳統(tǒng)制動裝置更為簡潔。
2、運行可靠因為本申請制動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單的特點，在維護和使用上穩(wěn)定可靠,充分考慮了電機車運行中各種制動情況，制動動作明確有序，通過電機車上電控系統(tǒng)有效控制，保證在各類情況下，尤其是突發(fā)應(yīng)急事故下能有效進行制動工作，停住運行過程中的電機車，防止發(fā)生生產(chǎn)安全事故。與目前運行的同類電機車相比，其應(yīng)對各種工況下制動方式的多樣性和多重保護，以及應(yīng)急情況下的完善措施，使其安全可靠性更高。
3、經(jīng)濟性高效安全的制動系統(tǒng)，穩(wěn)定的工作性能，低維護量，都會是整個電機車的制造使用成本，相對同類電機車大大降低。
以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式
，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此， 任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種焦爐電機車復(fù)合制動系統(tǒng)，其特征在于，包括電磁盤式制動器和氣動單元閘瓦制動器，電磁盤式制動器設(shè)置于行走裝置上，氣動單元閘瓦制動器設(shè)置于車輪上，當電控系統(tǒng)控制驅(qū)動電動機減速到設(shè)定速度時，電磁盤式制動器進行主制動，氣動單元閘瓦制動器進行輔助制動。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的焦爐電機車復(fù)合制動系統(tǒng)，其特征在于，每個車輪上均設(shè)置氣動單元閘瓦制動器。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的焦爐電機車復(fù)合制動系統(tǒng)，其特征在于，氣動單元閘瓦制動器米用常閉式電磁換向閥，氣動單兀閘瓦制動器配置有應(yīng)急供電系統(tǒng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的焦爐電機車復(fù)合制動系統(tǒng)，其特征在于，電磁盤式制動器設(shè)置于行走裝置的高速軸上。
5.一種焦爐電機車復(fù)合制動方法，其特征在于，包括如下步驟 電控系統(tǒng)控制驅(qū)動電動機減速到設(shè)定速度后，電磁盤式制動器進行主制動，氣動單元閘瓦制動器進行輔助制動。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的焦爐電機車復(fù)合制動方法，其特征在于，還包括如下步驟 當電磁盤式制動器失效時，氣動單元閘瓦制動器進行主制動。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種焦爐電機車復(fù)合制動系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括電磁盤式制動器和氣動單元閘瓦制動器，電磁盤式制動器設(shè)置于行走裝置上，氣動單元閘瓦制動器設(shè)置于車輪上，當電控系統(tǒng)控制驅(qū)動電機減速到設(shè)定速度時，電磁盤式制動器進行主制動，氣動單元閘瓦制動器進行輔助制動。本發(fā)明還公開了一種焦爐電機車復(fù)合制動方法。實施本發(fā)明的技術(shù)方案，具有以下有益效果通過確定制動系統(tǒng)的兩種制動器在電機車制動工作中的主次關(guān)系保證電機車安全停車；兩個制動器的驅(qū)動力來源相對獨立，通過電控和氣控兩種方式提供制動力，能保證不會因為失去一種驅(qū)動力后，制動器全部失效；結(jié)構(gòu)簡單，穩(wěn)定性強。
文檔編號B61H11/14GK102975739SQ201210506979
公開日2013年3月20日 申請日期2012年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月30日
發(fā)明者鄒治鵬, 任偉, 王金源, 郭蓮娣, 崔玉鵬 申請人:大連華銳重工焦爐車輛設(shè)備有限公司, 大連華銳重工集團股份有限公司