一種礦井提升機用伺服電機牌坊深度指示器裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型屬于礦井提升機用深度指示器技術(shù)領(lǐng)域，為解決現(xiàn)有礦井提升機深度指示器笨重、精度低、難以自動化控制的技術(shù)問題，提供了一種礦井提升機用伺服電機牌坊深度指示器裝置，包括安裝在提升機主軸上的編碼器、底座、電器驅(qū)動控制裝置、殼體、立柱、伺服電機裝置、保護行程開關(guān)、信號指示燈和指示面板，所述電器驅(qū)動控制裝置安裝在底座上，殼體安裝在電器驅(qū)動控制裝置上，殼體內(nèi)縱向設置有立柱和伺服電機裝置，立柱上縱向設置有保護行程開關(guān)，殼體外表面設置有信號指示燈和指示面板。采用本實用新型極大地提高了精度和生產(chǎn)效率，便于數(shù)字化、自動化、網(wǎng)絡化控制，且大大降低了產(chǎn)品成本，具有極好的經(jīng)濟及實用價值。
【專利說明】
一種礦井提升機用伺服電機牌坊深度指示器裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型屬于礦井提升機用深度指示器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種礦井提升機用伺服電機牌坊深度指示器裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]深度指示器是礦井提升機工作系統(tǒng)的重要關(guān)鍵部件，它的作用是:
[0003](I)、指示提升容器在井筒的實際運行位置；
[0004](2)、容器接近井口卸載位置和井底停車場時，發(fā)出減速信號，使提升機減速運行，到達停車點時發(fā)出停車信號，使提升機停車；
[0005](3)、當提升機過卷時，進行過卷保護；
[0006](4)、提升機深度指示器還可提供同步校正等信號。
[0007]由以上可知，深度指示器是礦井提升機安全運行中不可缺少且非常重要的關(guān)鍵部件，因此國家《煤礦安全規(guī)程》第428條規(guī)定，提升絞車必須裝設深度指示器。我國礦井提升機現(xiàn)應用的深度指示器有直接測量式和間接測量式兩大類，直接測量式如鋼絲繩充磁式深度指示器由于成本高，抗干擾能力弱而沒有得到推廣，間接測量式主要有機械牌坊式、機電圓盤式、電氣數(shù)字式三種。它們通過與主機傳動機構(gòu)機械直聯(lián)或電氣連接間接測量出提升容器在井筒的運行位置。其中機電圓盤式指示器原來大量用于小型絞車，由于指示不直接且故障率高，現(xiàn)已基本淘汰，在新建和技術(shù)改造后的礦井中已開始應用數(shù)字式深度指示器，它解決了機械牌坊式指示精度不高和圓盤式指示不直觀的缺點，但由于尺寸小觀察不方便，只是解決了設備控制和保護的問題，基本上作為機械牌坊式指示器的輔助冗余裝置使用，絕大部分提升機依然采用機械牌坊式深度指示器，其優(yōu)點是指示清楚、工作可靠、缺點是傳動笨重，體積大、指示精度不高、不便于實現(xiàn)提升機遠距離控制。因此開發(fā)一種既有原機械牌坊式深度指示器直觀，又有數(shù)字深度指示器輕巧，便于控制及保護的多重優(yōu)點的深度指示器很有必要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本實用新型為解決現(xiàn)有礦井提升機深度指示器笨重、精度低、難以自動化控制的技術(shù)問題，提供了一種礦井提升機用伺服電機牌坊深度指示器裝置。
[0009]本實用新型采用的技術(shù)方案如下:
[0010]—種礦井提升機用伺服電機牌坊深度指示器裝置，包括安裝在提升機主軸上的編碼器、底座、電器驅(qū)動控制裝置、殼體、立柱、伺服電機裝置、保護行程開關(guān)、信號指示燈和指示面板，所述電器驅(qū)動控制裝置安裝在底座上，殼體安裝在電器驅(qū)動控制裝置上，所述殼體為一長方體結(jié)構(gòu)，包括左側(cè)板、右側(cè)板、前側(cè)板、后側(cè)板和頂板，殼體內(nèi)左側(cè)板和右側(cè)板上分別縱向設置一立柱，左側(cè)板的立柱上設置有保護行程開關(guān)，所述保護行程開關(guān)包括上減速開關(guān)、上停車開關(guān)、上過卷開關(guān)、下減速開關(guān)、下停車開關(guān)和下過卷開關(guān)，所述上減速開關(guān)、上停車開關(guān)和上過卷開關(guān)由下至上依次安裝在立柱的上部，下減速開關(guān)、下停車開關(guān)和下過卷開關(guān)由上至下依次安裝在立柱的下部，殼體的頂板上安裝有一軸承，殼體內(nèi)部縱向設置伺服電機裝置，伺服電機裝置包括伺服電機、伺服電機絲杠和套裝在伺服電機絲杠上的螺母，伺服電機絲杠的一端與伺服電機相連，另一端安裝在頂板的軸承內(nèi)，殼體的前側(cè)板內(nèi)表面縱向設置有便于螺母上下運動的滑槽，螺母設置在滑槽內(nèi)，螺母上水平設置有指針，在螺母運行過程中，指針的端部可以碰觸到保護行程開關(guān);所述殼體左側(cè)板和右側(cè)板外表面上下端均分別設置有信號指示燈，上下端信號指示燈之間與保護行程開關(guān)相對應的位置設置指示面板，所述指示面板上縱向設置代表提升容器深度的刻度;所述電器驅(qū)動控制裝置包括端子板、可編程控制器和減速電鈴，所述減速電鈴與可編程控制器通過導線相連，所述行程保護開關(guān)、信號指示燈、伺服電機、可編程控制器分別通過導線與端子板相連。
[0011]所述殼體右側(cè)板的立柱上設置有深度指示器失效檢測裝置，伺服電機絲杠上固定套設有一圓環(huán)，圓環(huán)外表面上沿圓周等距安裝磁塊，所述磁塊與深度指示器失效檢測裝置在同一水平面上，所述深度指示器失效檢測裝置通過導線與端子板相連。
[0012]所述提升機主軸上安裝兩個編碼器。
[0013]所述伺服電機上設有通訊接口。
[0014]本實用新型的有益效果:本實用新型為利用伺服電機傳動原理、可編程控制器技術(shù)及最新網(wǎng)絡通訊技術(shù)而設計發(fā)明的一種全新原理及全新傳動結(jié)構(gòu)的全新型裝置，本實用新型即保留了原牌坊深度指示器直觀的優(yōu)點，同時將原牌坊深度指示器笨重的機械傳動裝置變更為靈巧精致的電氣傳動裝置，控制容易，精度提高，成本降低，最少能降低一半成本，且由于本實用新型是電氣裝置故制作時間大大減少，現(xiàn)場改造及安裝時間也大大減少，提高了設備的生產(chǎn)效率，并且伺服電機便于實現(xiàn)智能控制，可以通過伺服電機的通信接口將深度指示器的實時運行情況遠程監(jiān)控，便于數(shù)字化、自動化、網(wǎng)絡化控制，具有很好的經(jīng)濟價值及實用價值。
【附圖說明】
[0015]圖1為本實用新型的主視圖；
[0016]圖2為本實用新型的側(cè)視圖；
[0017]圖3為本實用新型內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖4為伺服電機裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖5為伺服電機控制流程圖；
[0020]圖6為編碼器安裝示意圖；
[0021 ]圖中:1-編碼器，2-底座，3-電器驅(qū)動控制裝置，4-殼體，5-立柱，6_信號指示燈，7_指示面板，8-上減速開關(guān)，9-上停車開關(guān)，10-上過卷開關(guān)，11-下減速開關(guān)，12-下停車開關(guān)，13-下過卷開關(guān)，14-軸承，15-伺服電機，16-伺服電機絲杠，17-螺母，18-指針，19-端子板，20-可編程控制器，21-減速電鈴，22-深度指示器失效檢測裝置，23-圓環(huán)，24-磁塊，25-傳動軸。
【具體實施方式】
[0022]如圖1、2、3所示，一種礦井提升機用伺服電機牌坊深度指示器裝置，包括安裝在提升機主軸上的編碼器1、底座2、電器驅(qū)動控制裝置3、殼體4、立柱5、伺服電機裝置、保護行程開關(guān)、信號指示燈6和指示面板7，所述電器驅(qū)動控制裝置3安裝在底座2上，殼體4安裝在電器驅(qū)動控制裝置3上，所述殼體4為一長方體結(jié)構(gòu)，包括左側(cè)板、右側(cè)板、前側(cè)板、后側(cè)板和頂板，殼體4內(nèi)左側(cè)板和右側(cè)板上分別縱向設置一立柱5，左側(cè)板的立柱5上設置有保護行程開關(guān)，所述保護行程開關(guān)包括上減速開關(guān)8、上停車開關(guān)9、上過卷開關(guān)10、下減速開關(guān)11、下停車開關(guān)12和下過卷開關(guān)13，所述上減速開關(guān)8、上停車開關(guān)9和上過卷開關(guān)10由下至上依次安裝在立柱5的上部，下減速開關(guān)11、下停車開關(guān)12和下過卷開關(guān)13由上至下依次安裝在立柱5的下部，殼體4的頂板上安裝有一軸承14，殼體4內(nèi)部縱向設置伺服電機裝置，如圖4所示，伺服電機裝置包括伺服電機15、伺服電機絲杠16和套裝在伺服電機絲杠16上的螺母17，伺服電機絲杠16的一端與伺服電機15相連，另一端安裝在頂板的軸承14內(nèi)，殼體4的前側(cè)板內(nèi)表面縱向設置有便于螺母17上下運動的滑槽，螺母17設置在滑槽內(nèi)，螺母17上水平設置有指針18，在螺母17運行過程中，指針18的端部可以碰觸到保護行程開關(guān);所述殼體4左側(cè)板和右側(cè)板外表面上下端均分別設置有信號指示燈6，所述信號指示燈6包括工作電源、減速、到位和過卷指示燈，當分別的狀況發(fā)生時，其相應的指示燈亮，表明相應的工作狀態(tài);上下端信號指示燈6之間與保護行程開關(guān)相對應的位置設置指示面板7，所述指示面板7上縱向設置代表提升容器深度的刻度;所述電器驅(qū)動控制裝置3包括端子板19、可編程控制器20和減速電鈴21，所述減速電鈴21與可編程控制器20通過導線相連，所述行程保護開關(guān)、信號指示燈6、伺服電機15、可編程控制器20分別通過導線與端子板19相連。
[0023]所述殼體4右側(cè)板的立柱5上設置有深度指示器失效檢測裝置22，伺服電機絲杠16上固定套設有一圓環(huán)23，圓環(huán)23外表面上沿圓周等距安裝磁塊24，所述磁塊24與深度指示器失效檢測裝置22在同一水平面上，所述深度指示器失效檢測裝置22通過導線與端子板19相連，所述深度指示器失效檢測裝置22采用霍爾元件。當伺服電機15旋轉(zhuǎn)時，固定在伺服電機絲杠16上的圓環(huán)23同步旋轉(zhuǎn)，圓環(huán)23上等距離安裝的磁塊24受霍爾元件檢測，當霍爾元件單位時間檢測到的脈沖數(shù)沒有或少于設定值時，可編程控制器20發(fā)出深度指示器失效信號，提升機減速后再安全制動。
[0024]深度指示器的行程采集裝置由裝在主軸上的兩個編碼器I完成，如圖6所示，兩個編碼器I分別通過傳動軸25安裝在提升機主軸上，兩個編碼器互相備用，作為冗余信號，提高了系統(tǒng)的可靠性，(也可以用一個)，由于它安裝在提升機主軸上，因此將提升機鋼絲繩所帶容器的行程信號實時轉(zhuǎn)化為了編碼器的脈沖信號，為可編程控制器的工作做好了準備。
[0025]所述伺服電機15上設有RS485通訊接口，可以將伺服電機15的實時運行信號上傳到上一級服務器，實現(xiàn)了深度指示器遠程監(jiān)控的功能。
[0026]本實用新型的工作原理:
[0027]伺服電機控制流程如圖5所示，提升機主軸的旋轉(zhuǎn)運動經(jīng)編碼器傳給可編程控制器，可編程控制器經(jīng)運算將計算結(jié)果送至驅(qū)動控制器，驅(qū)動控制器將信號傳輸給伺服電機，伺服電機在接到驅(qū)動控制器命令后按照程序要求帶動伺服電機絲杠旋轉(zhuǎn)，伺服電機絲杠上的螺母由于側(cè)板滑槽限制不能旋轉(zhuǎn)，只能隨著伺服電機絲杠旋轉(zhuǎn)上下往復運動，從而帶動螺母上的指針在帶有深度刻度指示盤的平板上上下行走，從而指示出提升容器的位置。
[0028]深度指示器裝置上裝有減速、停車、過卷開關(guān)等行程保護裝置，當提升容器接近減速位置時，螺母觸碰行程開關(guān)，使減速信號燈亮，使減速電鈴發(fā)出聲響，提醒司機減速，同時，減速信號發(fā)至控制裝置，使提升機進入自動減速運行狀態(tài)，提升容器接近停車位置時，螺母觸碰停車行程開關(guān)，使停車信號燈亮，提醒司機停車，同時，停車信號發(fā)至控制裝置，使提升機自動進入停車運行狀態(tài)，發(fā)生過卷時，螺母碰壓過卷限位開關(guān)，提升機進行安全制動。當螺母運行至減速點時，螺母上的指針碰觸到減速開關(guān)，隨后發(fā)出減速信號，同時電氣控制系統(tǒng)開始減速運行，如提升容器到達停車位置仍未停車，螺母將繼續(xù)運動，當過卷距離超過設定的距離時，螺母上的指針撥動過卷開關(guān)，使提升機立即安全制動。
【主權(quán)項】
1.一種礦井提升機用伺服電機牌坊深度指示器裝置，其特征在于:包括安裝在提升機主軸上的編碼器(I)、底座(2)、電器驅(qū)動控制裝置(3)、殼體(4)、立柱(5)、伺服電機裝置、保護行程開關(guān)、信號指示燈(6)和指示面板(7)，所述電器驅(qū)動控制裝置(3)安裝在底座(2)上，殼體(4)安裝在電器驅(qū)動控制裝置(3)上，所述殼體(4)為一長方體結(jié)構(gòu)，包括左側(cè)板、右側(cè)板、前側(cè)板、后側(cè)板和頂板，殼體(4 )內(nèi)左側(cè)板和右側(cè)板上分別縱向設置一立柱(5 )，左側(cè)板的立柱(5)上設置有保護行程開關(guān)，所述保護行程開關(guān)包括上減速開關(guān)(8)、上停車開關(guān)(9)、上過卷開關(guān)(10)、下減速開關(guān)(11)、下停車開關(guān)(12)和下過卷開關(guān)(13)，所述上減速開關(guān)(8)、上停車開關(guān)(9)和上過卷開關(guān)(10)由下至上依次安裝在立柱(5)的上部，下減速開關(guān)(11)、下停車開關(guān)(12)和下過卷開關(guān)(13)由上至下依次安裝在立柱(5)的下部，殼體(4)的頂板上安裝有一軸承(14)，殼體(4)內(nèi)部縱向設置伺服電機裝置，伺服電機裝置包括伺服電機(15)、伺服電機絲杠(16)和套裝在伺服電機絲杠(16)上的螺母(17)，伺服電機絲杠(16)的一端與伺服電機(15)相連，另一端安裝在頂板的軸承(14)內(nèi)，殼體(4)的前側(cè)板內(nèi)表面縱向設置有便于螺母(17)上下運動的滑槽，螺母(17)設置在滑槽內(nèi)，螺母(17)上水平設置有指針(18)，在螺母(17)運行過程中，指針(18)的端部可以碰觸到保護行程開關(guān);所述殼體(4)左側(cè)板和右側(cè)板外表面上下端均分別設置有信號指示燈(6)，上下端信號指示燈(6)之間與保護行程開關(guān)相對應的位置設置指示面板(7)，所述指示面板(7)上縱向設置代表提升容器深度的刻度;所述電器驅(qū)動控制裝置(3)包括端子板(19)、可編程控制器(20)和減速電鈴(21)，所述減速電鈴(21)與可編程控制器(20)通過導線相連，所述行程保護開關(guān)、信號指示燈(6)、伺服電機(15)、可編程控制器(20)分別通過導線與端子板(19)相連。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種礦井提升機用伺服電機牌坊深度指示器裝置，其特征在于:所述殼體(4)右側(cè)板的立柱(5)上設置有深度指示器失效檢測裝置(22)，伺服電機絲杠(16)上固定套設有一圓環(huán)(23)，圓環(huán)(23)外表面上沿圓周等距安裝磁塊(24)，所述磁塊(24)與深度指示器失效檢測裝置(22)在同一水平面上，所述深度指示器失效檢測裝置(22)通過導線與端子板(19)相連。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種礦井提升機用伺服電機牌坊深度指示器裝置，其特征在于:所述提升機主軸上安裝兩個編碼器(I)。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種礦井提升機用伺服電機牌坊深度指示器裝置，其特征在于:所述伺服電機(15)上設有通訊接口。
【文檔編號】B66B3/02GK205675925SQ201620551035
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月8日 公開號201620551035.9, CN 201620551035, CN 205675925 U, CN 205675925U, CN-U-205675925, CN201620551035, CN201620551035.9, CN205675925 U, CN205675925U
【發(fā)明人】趙瑞峰, 張志峰, 喬瑜, 王東川, 張清正, 孫飛燕
【申請人】山西科達富升智能控制技術(shù)有限公司