礦井提升機(jī)承擔(dān)著提升物料、人員、設(shè)備和重要物資的任務(wù),其中盤式制動(dòng)器對(duì)提升機(jī)的安全生產(chǎn)工作起到極其重要的作用。在我國(guó)當(dāng)前的礦山生產(chǎn)中,對(duì)制動(dòng)器的檢測(cè)仍然存在諸多不足,包括時(shí)效性差、穩(wěn)定性差與測(cè)量不準(zhǔn)確等問(wèn)題,無(wú)法滿足當(dāng)前的智能化生產(chǎn)需求。本文以提升機(jī)盤式制動(dòng)器為研究對(duì)象,研究設(shè)計(jì)了一套基于STM32F103為核心處理器的嵌入式檢測(cè)系統(tǒng),完成相關(guān)檢測(cè)物理量的傳感器信號(hào)調(diào)理、采集和處理;基于LabVIEW開發(fā)人機(jī)交互界面,實(shí)現(xiàn)對(duì)提升機(jī)盤式制動(dòng)器的狀態(tài)實(shí)時(shí)顯示和檢測(cè),控制顯示界面簡(jiǎn)單方便,易于現(xiàn)場(chǎng)使用人員操作。本文首先對(duì)盤式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)與工作原理進(jìn)行理論分析,研究了影響盤式制動(dòng)器工作狀態(tài)的因素及作用機(jī)理。在此基礎(chǔ)上歸納了盤式制動(dòng)器狀態(tài)檢測(cè)的物理量類別,選擇了相關(guān)傳感器并提出了相應(yīng)的檢測(cè)方法,構(gòu)建了總體的檢測(cè)方案。本文完成了盤式制動(dòng)器檢測(cè)系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì),包括基于STM32F103嵌入式系統(tǒng)的核心模塊,底板模塊、采集系統(tǒng)模塊與外圍信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊。針對(duì)測(cè)試系統(tǒng)功能要求,完成了具體的元件選型,并對(duì)相應(yīng)電路進(jìn)行設(shè)計(jì)。另外本文完成了盤式制動(dòng)器檢測(cè)系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì),分為下位機(jī)核心處理器的軟件設(shè)計(jì)與上位機(jī)核心部... 

【文章來(lái)源】：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：95 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

具有檢測(cè)功能的制動(dòng)器結(jié)構(gòu)圖

2制動(dòng)器結(jié)構(gòu)分析與總體檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)9到完全脫離狀態(tài)，活塞仍有制動(dòng)器的反作用存在。為了更好的理解盤式制動(dòng)器的工作原理，其受力分析如下。根據(jù)圖2-2所示，碟簧組的作用力為F1，綜合摩擦阻力為F3（綜合摩擦阻力包括碟簧和承拉套筒等之間的摩擦力，制動(dòng)正壓力傳感器與承拉套筒間的摩擦力和空行程壓縮碟簧的力等），液壓油產(chǎn)生的力為F2。圖2-2盤式制動(dòng)器工作原理示意圖Figure2-2Schematicdiagramofdiscbrakeworkingprinciple（1）根據(jù)松閘狀態(tài)下的力學(xué)平衡分析可知，此時(shí)的活塞不再受到制動(dòng)盤的反作用力。綜合阻力F3的方向向左，液壓油產(chǎn)生的壓力方向向右，碟簧力F1方向向左，此時(shí)平衡公式為：213FF+F（2-1）（2）完全制動(dòng)狀態(tài)下，制動(dòng)器的工作腔內(nèi)液壓油完全回油，此時(shí)的油壓力趨于零，碟簧組的壓縮量為Δd，碟簧剛度為K，制動(dòng)盤與制動(dòng)器瓦之間緊密接觸，作用力N最大。根據(jù)力學(xué)平衡可得：13FNFKd（2-2）(3)開始制動(dòng)到制動(dòng)器與制動(dòng)盤接觸的過(guò)程中，存在貼閘油壓aP，活塞桿的受力面積為S，根據(jù)其力學(xué)平衡分析可得：2133aFFFKdFPS（2-3）根據(jù)上式的分析可知，在組裝完成后的制動(dòng)器中，碟簧的剛度與液壓缸的活塞面積是固定不變的。根據(jù)分析可得，影響制動(dòng)器制動(dòng)力大小的因素還包括液壓站的殘壓，所以在檢測(cè)制動(dòng)器的系統(tǒng)中同樣需要對(duì)液壓站的殘壓大小進(jìn)行檢測(cè)。通過(guò)對(duì)盤式制動(dòng)器的合閘和制動(dòng)過(guò)程等狀態(tài)的受力分析，制動(dòng)力的大小與多個(gè)參

時(shí)，液壓制動(dòng)系統(tǒng)中的管路殘壓應(yīng)小于0.5MPa。在提升機(jī)的實(shí)際工作運(yùn)行中，液壓站一般情況下通過(guò)兩路油壓實(shí)現(xiàn)二級(jí)制動(dòng)，所以在對(duì)液壓系統(tǒng)的油壓檢測(cè)中采用專用的油壓傳感器安裝在液壓油回路中，通過(guò)回路中引出接頭的安裝方式進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。關(guān)于貼閘點(diǎn)的識(shí)別問(wèn)題，國(guó)內(nèi)諸多學(xué)者也進(jìn)行了相應(yīng)研究探討，本文采用文獻(xiàn)[49]中介紹的方法和判據(jù)進(jìn)行貼閘點(diǎn)選擇。貼閘油壓為當(dāng)電渦流位移傳感器檢測(cè)到制動(dòng)閘瓦與制動(dòng)盤的距離為0.05mm時(shí)，將此時(shí)采集的油壓數(shù)據(jù)為貼閘油壓[49]。采集貼閘油壓時(shí)，將偏擺量的影響考慮其中。其實(shí)際應(yīng)用安裝圖如圖2-4所示。圖2-4油壓傳感器安裝圖Figure2-4Oilpressuresensorinstallationdiagram（2）制動(dòng)器的閘瓦間隙檢測(cè)制動(dòng)器從出廠到提升機(jī)上安裝的過(guò)程中不可避免的會(huì)有誤差出現(xiàn)，閘瓦間隙過(guò)大會(huì)對(duì)提升機(jī)的制動(dòng)造成影響。以前對(duì)制動(dòng)盤與閘瓦間的間隙檢測(cè)主要借助人工的塞尺去逐一測(cè)量。但這種測(cè)量方法主要存在以下幾個(gè)問(wèn)題包括效率低、精度低、人工依賴度大與無(wú)法及時(shí)地發(fā)現(xiàn)問(wèn)題等。為了保證對(duì)閘瓦間隙的精確測(cè)量，目前的主流檢測(cè)方法是用位移傳感器對(duì)閘瓦間隙進(jìn)行檢測(cè)。當(dāng)前市場(chǎng)上可供選擇的位移傳感器款式較多，其中電渦流位移

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