СПОСОБ СОВМЕСТНОГО УПРАВЛЕНИЯ МНОГОКАНАЛЬНОЙ ТОРМОЗНОЙ СИСТЕМОЙ ШАХТНОГО ПОДЪЕМНИКА Российский патент 2024 года по МПК B66D5/14 F15B21/08 F16D66/00 G06F17/10 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

[0001] Настоящее изобретение относится к технической области шахтного подъемника, и более конкретно относится к способу совместного управления многоканальной тормозной системой шахтного подъемника.

ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0002] Шахтный подъемник является ключевым оборудованием, отвечающим за такие задачи, как подъем материалов и оборудования, подъем персонала в угольных шахтах, и его безопасность и надежность не только прямо влияют на производство и экономические выгоды всей шахты, но, что наиболее важно, связаны с безопасностью жизнедеятельности шахтеров. Будучи наиболее важным оборудованием для гарантирования безопасности подъемника, тормозное устройство обладает чрезвычайно важным влиянием на добычу минералов и безопасность жизнедеятельности шахтеров в плане его безопасности в эксплуатации. С повышением требований к транспортной способности и безопасности шахтного подъемника, исследователи разрабатывают многоканальную тормозную систему для повышения безопасности процесса торможения шахтного подъемника. Торможение с постоянным уменьшением скорости подъемника реализуется посредством каждого из независимых дисковых тормозов согласно одним и тем же управляющим сигналам уменьшения скорости и одним и тем же сигналам обратной связи по скорости. Таким образом, каждый из дисковых тормозов получает одинаковый сигнал задания силы торможения, который задается отдельным пропорциональным направляющим распределителем, чтобы выполнять следящее управление силой торможения. Теоретически каждый из дисковых тормозов поддерживает одинаковое тормозное давление во время процесса торможения. Однако вследствие таких факторов, как различия на компоновках гидравлических трубопроводов, ошибки установки тормозов, характеристики потока давления направляющего распределителя и различия частотных характеристик дисковых тормозов, неизбежно будут возникать проблемы, связанные с неравномерным истиранием тормозных колодок. Применение одинакового установленного тормозного давления к каждому из дисковых тормозов в настоящее время приводит к явлению повышенного истирания одной или нескольких тормозных колодок дисковых тормозов, что в результате вызывает такие проблемы как ухудшение тормозных характеристик, уменьшение срока эксплуатации и даже неудачное торможение, что не только влияет на эффективность производства, но также привносит значительные риски в безопасность торможения.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0003] Целью настоящего изобретения является предоставление способа совместного управления многоканальной тормозной системой шахтного подъемника, который способен реализовывать динамическое распределение силы торможения, гарантируя постоянство истирания множества тормозных колодок дисковых тормозов, устраняя проблемы неравномерного истирания тормозных колодок и тем самым повышая безопасность работ шахтного подъемника.

[0004] Для того, чтобы реализовать вышеуказанные цели, в настоящем изобретении предоставлен способ совместного управления многоканальной тормозной системой шахтного подъемника. Способ управления основан на многоканальной тормозной системе, и многоканальная тормозная система содержит множество дисковых тормозов. Каждый из дисковых тормозов находится под управлением независимого пропорционального распределителя, и датчик давления масла и датчик смещения расположены на каждом из дисковых тормозов. При этом способ управления включает следующие этапы.

[0005] На этапе S1 измеряют информацию об исходном положении $$x_{is0}$$ и $$x_{iy0}$$ тормозной колодки, а также исходную толщину $${\Delta }_{i0}$$ тормозной колодки в случае, когда каждый из дисковых тормозов полностью свободен и сжат, с использованием датчика смещения соответственно, где $$i$$ обозначает $$i$$-ый дисковый тормоз.

[0006] На этапе S2 положение $$x_{is}$$ тормозной колодки, когда дисковый тормоз полностью свободен, записывают с использованием датчика смещения до выдачи команды торможения, и положение $$x_{iy}$$ тормозной колодки, когда дисковый тормоз полностью сжат, записывают с использованием датчика смещения после выдачи команды торможения, в случае, когда подъемная система официально введена в эксплуатацию.

[0007] На этапе S3 потерю на истирание $${\Delta }_i$$ тормозной колодки и общую потерю на истирание $${\Delta }_{sum}={\displaystyle {\sum }_{i=1}^n{\Delta }_i}$$ тормозной колодки в тормозной системы вычисляют в соответствии с измеренной информацией о положении дискового тормоза, где $$n$$ обозначает количество дисковых тормозов и средняя потеря на истирание тормозной колодки обозначается как $${\Delta }_{avg}={\displaystyle {\sum }_{i=1}^n{\Delta }_i}/n$$, при этом процентную долю $${\lambda }_{avg}$$ средней потери на истирание тормозной колодки относительной общей потери на истирание тормозной колодки вычисляют в соответствии с физическими величинами, и формула ее вычисления имеет вид:

$${\lambda }_{avg}=\frac{{\Delta }_{avg}}{{\Delta }_{sum}}=\frac{1}{n}$$ .

[0008] На этапе S4 вычисляют процентную долю $${\lambda }_i$$ потери на истирание тормозной колодки $$i$$-го дискового тормоза относительно общей потери на истирание и скорость $${\eta }_i$$ потери на истирание тормозной колодки $$i$$-го дискового тормоза относительно общей потери на истирание, и их формулы вычисления имеют вид:

$${\lambda }_i=\frac{{\Delta }_i}{{\Delta }_{sum}}=\frac{\left(x_{iy}-x_{is}\right)-\left(x_{iy0}-x_{is0}\right)}{{\displaystyle {\sum }_{i=1}^n{\Delta }_i}}$$ ,

$${\eta }_i=\frac{{\Delta }_i}{{\Delta }_{i0}}$$ .

[0009] На этапе S5 степень потери на истирание тормозной колодки дисковых тормозов подразделяют на три уровня потери на истирание посредством сравнения $${\lambda }_i$$ с $${\lambda }_{avg}$$. Уровень потери на истирание классифицируют как уровень I потери на истирание в случае $${\lambda }_i\le k_1{\lambda }_{avg}$$, уровень потери на истирание классифицируют как уровень II потери на истирание в случае $$k_1{\lambda }_{avg}<{\lambda }_i\le k_2{\lambda }_{avg}$$, и уровень потери на истирание классифицируют как уровень III потери на истирание в случае $${\lambda }_i>k_2{\lambda }_{avg}$$. В соответствии с разными уровнями потерь на истирание тормозной колодки дисковых тормозов реализованы $$F_{ref}$$ три разных средства распределения по общей требуемой силе торможения. При этом $$k_1$$ и $$k_2$$ обозначают коэффициенты для подразделения уровня потери на истирание тормозных колодок соответственно.

[0010] На этапе S6 в случае, когда уровень потери на истирание тормозной колодки дисковых тормозов является уровнем I потери на истирание, общая сила торможения $$F_{sum}$$ подчиняется принципу равного распределения и величина $$F_i$$ распределения силы торможения дисковых тормозов имеет вид:

$$F_i=\frac{F_{sum}}{n}$$ .

[0011] На этапе S7 в случае, когда уровень потери на истирание тормозной колодки дисковых тормозов является уровнем II потери на истирание, общая сила торможения $$F_{sum}$$ подчиняется принципу пропорционального распределения и величина $$F_i$$ распределения силы торможения дисковых тормозов имеет вид:

$$F_i=F_{sum}\cdot \frac{{\Delta }_{i0}-{\Delta }_i}{{\displaystyle {\sum }_{i=1}^n\left({\Delta }_{i0}-{\Delta }_i\right)}}$$ .

[0012] На этапе S8 в случае, когда уровень потери на истирание тормозной колодки дисковых тормозов является уровнем III потери на истирание, общая сила торможения $$F_{sum}$$ подчиняется принципу показательного распределения и величина $$F_i$$ распределения силы торможения дисковых тормозов имеет вид:

$$F_i=F_{sum}\cdot \frac{e^{\left({\Delta }_{i0}-{\Delta }_i\right)}}{{\displaystyle {\sum }_i^n{e}^{\left({\Delta }_{i0}-{\Delta }_i\right)}}}$$ .

[0013] На этапе S9 реализуют следящее управление с замкнутым контуром дискового тормоза для величины $$F_i$$ распределения силы торможения, реализуемое посредством пропорционального распределителя, с использованием обратной связи по сигналу давления от датчика давления масла, расположенного на впускной камере для масла дискового тормоза, после выполнения распределения тормозного давления для дискового тормоза.

[0014] На этапе S10 задача торможения завершается, динамическое распределение силы торможения реализовано, и этапы с S1 по S9 повторяют в случае необходимости последующей работы по торможению.

[0015] Кроме того, на этапе S7 определяют наличие ситуации, в которой величина $$F_i$$ распределения силы торможения дисковых тормозов составляет более $$F_{max}$$. $$F_{max}$$ обозначает максимальную силу торможения, которую может обеспечить один дисковый тормоз, причем отмечается, что дисковый тормоз достигает максимальной силы торможения, которую способен обеспечить один дисковый тормоз, то есть сила торможения дискового тормоза является предельной, когда величина $$F_i$$ распределения силы торможения дисковых тормозов составляет более $$F_{max}$$. Определяют количество $$m$$ дисковых тормозов, которые достигают предельной силы торможения. Для $$j$$ дисковых тормозов, которые достигают максимальной силы торможения, величину распределения силы торможения устанавливают как $$F_j=F_{max},j=\mathrm{1,...,}m$$. Вычисляют остальную требуемую силу торможения $$F_{sur}=F_{sum}-m\cdot F_{max}$$, и силу торможения $$F_{sur}$$ перераспределяют для $$n-m$$ дисковых тормозов, которые не достигают предельной силы торможения, и величину $$F_i$$ распределения силы торможения $$n-m$$ дисковых тормозов, которые не достигают предельной силы торможения, устанавливают как:

$$F_i=F_{sur}\cdot \frac{{\Delta }_{i0}-{\Delta }_i}{{\displaystyle {\sum }_{i=1}^{n-m}\left({\Delta }_{i0}-{\Delta }_i\right)}}$$ .

[0016] Кроме того, на этапе S8 определяют наличие ситуации, в которой величина $$F_i$$ распределения силы торможения дисковых тормозов составляет более $$F_{max}$$. Отмечается, что дисковый тормоз достигает максимальной силы торможения, которую способен обеспечить один дисковый тормоз, то есть сила торможения дискового тормоза является предельной, когда величина $$F_i$$ распределения силы торможения дисковых тормозов составляет более $$F_{max}$$. Определяют количество $$m$$ дисковых тормозов, которые достигают предельной силы торможения. Для $$m$$ дисковых тормозов, которые достигают максимальной силы торможения, величину распределения силы торможения устанавливают как $$F_j=F_{max},j=\mathrm{1,...,}m$$. Вычисляют остальную требуемую силу торможения $$F_{sur}=F_{sum}-m\cdot F_{max}$$, и силу торможения $$F_{sur}$$ перераспределяют для $$n-m$$ дисковых тормозов, которые не достигают предельной силы торможения, и величину $$F_i$$ распределения силы торможения $$n-m$$ дисковых тормозов, которые не достигают предельной силы торможения, устанавливают как:

$$F_i=F_{sur}\cdot \frac{e^{\left({\Delta }_{i0}-{\Delta }_i\right)}}{{\displaystyle {\sum }_i^{n-m}{e}^{\left({\Delta }_{i0}-{\Delta }_i\right)}}}$$ .

[0017] Кроме того, в случае, когда указывается, что тормозная колодка дискового тормоза вышла из строя, когда скорость $${\eta }_i$$ потери на истирание тормозной колодки $$i$$-го дискового тормоза больше или равна $${\eta }_{max}$$, подъемник останавливают на техническое обслуживание, тормозную колодку заменяют, и затем выполняют этап S2. При этом $${\eta }_{max}$$ обозначает установленный порог безопасности для скорости потери на истирание тормозной колодки.

[0018] Кроме того, порог безопасности $${\eta }_{max}$$ для скорости потери на истирание тормозной колодки находится в диапазоне от 15% до 25%.

[0019] Кроме того, коэффициенты k₁ и k₂ для подразделения уровня потери на истирание тормозных колодок находятся в диапазонах от 1,5 до 2,5 и от 4,5 до 5,5, соответственно.

[0020] Кроме того, пропорциональный распределитель представляет собой трехпозиционный и четырехходовой пропорциональный распределитель.

[0021] Кроме того, центральное положение сердечника клапана трехпозиционного и четырехходового пропорционального распределителя является полностью закрытой конструкцией.

[0022] Кроме того, многоканальная тормозная система содержит восемь каналов, один дисковый тормоз расположен на каждом из каналов, и восемь дисковых тормозов симметрично распределены на обеих сторонах тормозного диска.

[0023] Выгодные эффекты настоящего изобретения являются следующими. В настоящем изобретении три уровня потери на истирание выделяют в соответствии со степенью потери на истирание посредством обнаружения потери на истирание тормозной колодки каждого из дисковых тормозов; три стратегии распределения силы торможения - среднее распределение, пропорциональное распределение и показательное распределение - сформулированы в соответствии с уровнями потери на истирание; каждый из дисковых тормозов динамически устанавливает силу торможения в соответствии с разными потерями на истирание тормозных колодок, тем самым реализуя совместное управление многоканальной тормозной системы на основе потери на истирание тормозных колодок и обеспечивая постоянство истирания множества тормозных колодок дисковых тормозов.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

[0024] Фиг. 1 иллюстрирует блок-схему способа распределения силы торможения многоканальной тормозной системы шахтного подъемника.

[0025] Фиг. 2 иллюстрирует схему многоканальной тормозной системы шахтного подъемника.

[0026] Фиг. 3 иллюстрирует схему управления распределением силы торможения для многоканальной тормозной системы шахтного подъемника.

[0027] На графических материалах, 1. Барабан; 2. Тормозной диск; 3. Дисковый тормоз; 4. Трехпозиционный и четырехходовой пропорциональный распределитель; 5. Датчик давления масла; 6. Датчик смещения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

[0028] Настоящее изобретение будет дополнительно описано подробно ниже в сочетании с графическими материалами и конкретными вариантами осуществления.

[0029] Предоставлен способ совместного управления многоканальной тормозной системой шахтного подъемника, и способ управления основан на многоканальной тормозной системе. Как изображено на фиг. 2, тормозные диски 2 расположены на обеих сторонах барабана 1. Восемь дисковых тормозов 3 симметрично расположены на обеих сторонах барабана 2. Впускные и выпускные камеры для масла каждого из дисковых тормозов 3 соединены с трехпозиционным и четырехходовым пропорциональным распределителем 4 через гидравлические трубопроводы, и восемь трехпозиционных и четырехходовых пропорциональных распределителей 4 независимо подключены к гидравлической насосной станции. Для предотвращения действия дискового тормоза, вызванного поступлением гидравлического масла в тормоз и выходом из него вследствие нулевого отклонения направляющего распределителя, центральное положение сердечника клапана трехпозиционного и четырехходового пропорционального распределителя, применяемого в настоящем изобретении, является полностью закрытой конструкцией. В дополнение, гидравлический датчик 5 расположен на впускных и выпускных камерах для масла каждого из дисковых тормозов 3 и датчик 6 смещения расположен на одной стороне поблизости от тормозного диска 2.

[0030] Способ управления включает следующие этапы.

[0031] На этапе S1 информацию $$x_{is0}$$ об исходном положении тормозной колодки в случае, когда каждый из дисковых тормозов полностью свободен, и информацию $$x_{iy0}$$ об исходном положении тормозной колодки в случае, когда каждый из дисковых тормозов полностью сжат, и исходную толщину $${\Delta }_{i0}$$ тормозной колодки, когда тормозная колодка не заторможена, измеряют соответственно с использованием датчика смещения, который расположен на дисковом тормозе 3. При этом $$i$$ обозначает $$i$$-ый дисковый тормоз.

[0032] На этапе S2 информацию $$x_{is}$$ о положении тормозной колодки, когда дисковый тормоз полностью свободен, записывают с использованием датчика 6 смещения, который расположен на дисковом тормозе, до выдачи команды торможения, в случае, когда подъемная система официально введена в эксплуатацию. Подобным образом, информацию $$x_{iy}$$ о положении тормозной колодки, когда дисковый тормоз полностью сжат, записывают с использованием датчика 6 смещения, который расположен на дисковом тормозе 3, после выдачи команды торможения, в случае, когда подъемная система официально введена в эксплуатацию.

[0033] На этапе S3 потерю на истирание $${\Delta }_i$$ тормозной колодки $$i$$-го дискового тормоза 3 вычисляют в соответствии с измеренной информацией о положении дискового тормоза 3, и формула вычисления имеет вид $${\Delta }_i=\left(x_{iy}-x_{is}\right)-\left(x_{iy0}-x_{is0}\right)$$. Общая потеря на истирание тормозной колодки в многоканальной тормозной системе имеет вид $${\Delta }_{sum}={\displaystyle {\sum }_{i=1}^n{\Delta }_i}$$, и формула вычисления имеет вид $${\Delta }_{sum}={\displaystyle {\sum }_{i=1}^n{\Delta }_i}$$, где $$n$$ представляет собой количество дисковых тормозов 3. Средняя потеря на истирание тормозной колодки обозначается $${\Delta }_{avg}$$, и формула вычисления имеет вид $${\Delta }_{avg}={\displaystyle {\sum }_{i=1}^n{\Delta }_i}/n$$. Процентную долю $${\lambda }_{avg}$$ средней потери на истирание тормозной колодки дискового тормоза 3 относительно общей потери на истирание тормозной колодки вычисляют в соответствии с физическими величинами, и формула вычисления процентной доли $${\lambda }_{avg}$$ имеет вид:

$${\lambda }_{avg}=\frac{{\Delta }_{avg}}{{\Delta }_{sum}}=\frac{1}{n}$$ .

[0034] На этапе S4 вычисляют процентную долю $${\lambda }_i$$ потери на истирание тормозной колодки $$i$$-го дискового тормоза 3 относительно общей потери на истирание и скорость $${\eta }_i$$ потери на истирание тормозной колодки $$i$$-го дискового тормоза относительно общей потери на истирание, и формулы вычисления процентной доли $${\lambda }_i$$ и скорости $${\eta }_i$$ потери на истирание имеют вид:

$${\lambda }_i=\frac{{\Delta }_i}{{\Delta }_{sum}}=\frac{\left(x_{iy}-x_{is}\right)-\left(x_{iy0}-x_{is0}\right)}{{\displaystyle {\sum }_{i=1}^n{\Delta }_i}}$$ ,

$${\eta }_i=\frac{{\Delta }_i}{{\Delta }_{i0}}$$ .

[0035] В случае, когда указывается, что тормозная колодка дискового тормоза вышла из строя, когда скорость $${\eta }_i$$ потери на истирание тормозной колодки $$i$$-го дискового тормоза 3 больше или равна $${\eta }_{max}$$, подъемник останавливают на техническое обслуживание, тормозную колодку заменяют, и затем выполняют этап b). При этом $${\eta }_{max}$$ обозначает установленный порог безопасности для скорости потери на истирание тормозной колодки. Порог безопасности $${\eta }_{max}$$ для скорости потери на истирание тормозной колодки находится в диапазоне от 15% до 25%.

[0036] На этапе S5 степень потери на истирание тормозной колодки дисковых тормозов 3 подразделяют на три уровня потери на истирание, сравнивая $${\lambda }_i$$ с $${\lambda }_{avg}$$. Уровень потери на истирание классифицируют как уровень I потери на истирание в случае $${\lambda }_i\le k_1{\lambda }_{avg}$$, уровень потери на истирание классифицируют как уровень II потери на истирание в случае $$k_1{\lambda }_{avg}<{\lambda }_i\le k_2{\lambda }_{avg}$$, и уровень потери на истирание классифицируют как уровень III потери на истирание в случае $${\lambda }_i>k_2{\lambda }_{avg}$$ ($$k_1$$ и $$k_2$$ являются коэффициентами для подразделения уровня потери на истирание тормозных колодок соответственно). В соответствии с разными уровнями потерь на истирание тормозной колодки дисковых тормозов 3 реализованы $$F_{ref}$$ три разных средства распределения по общей требуемой силе торможения. Коэффициенты k₁ и k₂ для подразделения уровня потери на истирание тормозных колодок находятся в диапазонах от 1,5 до 2,5 и от 4,5 до 5,5, соответственно.

[0037] На этапе S6 в случае, когда уровень потери на истирание тормозной колодки дисковых тормозов 3 является уровнем I потери на истирание, общая сила торможения $$F_{sum}$$ подчиняется принципу равного распределения и величина $$F_i$$ распределения силы торможения дисковых тормозов имеет вид:

$$F_i=\frac{F_{sum}}{n}$$ .

[0038] На этапе S7 в случае, когда уровень потери на истирание тормозной колодки дисковых тормозов 3 является уровнем II потери на истирание, общая сила торможения $$F_{sum}$$ подчиняется принципу пропорционального распределения и величина $$F_i$$ распределения силы торможения дисковых тормозов имеет вид:

$$F_i=F_{sum}\cdot \frac{{\Delta }_{i0}-{\Delta }_i}{{\displaystyle {\sum }_{i=1}^n\left({\Delta }_{i0}-{\Delta }_i\right)}}$$ .

[0039] Определяют наличие ситуации, в которой величина $$F_i$$ распределения силы торможения дисковых тормозов 3 больше, чем $$F_{max}$$ ($$F_{max}$$ обозначает максимальную силу торможения, которую способен обеспечить один дисковый тормоз). Отмечается, что дисковый тормоз 3 достигает максимальной силы торможения, которую способен обеспечить один дисковый тормоз, то есть сила торможения дискового тормоза 3 является предельной, когда величина $$F_i$$ распределения силы торможения дисковых тормозов 3 составляет более $$F_{max}$$. Определяют количество $$m$$ дисковых тормозов 3, которые достигают предельной силы торможения. Для $$j$$ дисковых тормозов 3, которые достигают максимальной силы торможения, величину распределения силы торможения устанавливают как $$F_j=F_{max},j=\mathrm{1,...,}m$$. Вычисляют остальную требуемую силу торможения $$F_{sur}=F_{sum}-m\cdot F_{max}$$, и силу торможения $$F_{sur}$$ перераспределяют для $$n-m$$ дисковых тормозов, которые не достигают предельной силы торможения, и величину $$F_i$$ распределения силы торможения $$n-m$$ дисковых тормозов, которые не достигают предельной силы торможения, устанавливают как:

$$F_i=F_{sur}\cdot \frac{{\Delta }_{i0}-{\Delta }_i}{{\displaystyle {\sum }_{i=1}^{n-m}\left({\Delta }_{i0}-{\Delta }_i\right)}}$$ .

[0040] На этапе S8 в случае, когда уровень потери на истирание тормозной колодки дисковых тормозов 3 является уровнем III потери на истирание, общая сила торможения $$F_{sum}$$ подчиняется принципу показательного распределения и величина $$F_i$$ распределения силы торможения дисковых тормозов 3 имеет вид:

$$F_i=F_{sum}\cdot \frac{e^{\left({\Delta }_{i0}-{\Delta }_i\right)}}{{\displaystyle {\sum }_i^n{e}^{\left({\Delta }_{i0}-{\Delta }_i\right)}}}$$ .

[0041] Определяют наличие ситуации, в которой величина $$F_i$$ распределения силы торможения дисковых тормозов 3 больше, чем $$F_{max}$$ ($$F_{max}$$ обозначает максимальную силу торможения, которую способен обеспечить один дисковый тормоз 3). Отмечается, что дисковый тормоз 3 достигает максимальной силы торможения, которую способен обеспечить один дисковый тормоз, то есть сила торможения дискового тормоза 3 является предельной, когда величина $$F_i$$ распределения силы торможения дисковых тормозов 3 составляет более $$F_{max}$$. Определяют количество $$m$$ дисковых тормозов 3, которые достигают предельной силы торможения. Для $$m$$ дисковых тормозов 3, которые достигают максимальной силы торможения, величину распределения силы торможения устанавливают равной $$F_j=F_{max},j=\mathrm{1,...,}m$$. Вычисляют остальную требуемую силу торможения $$F_{sur}=F_{sum}-m\cdot F_{max}$$, и силу торможения $$F_{sur}$$ перераспределяют для $$n-m$$ дисковых тормозов 3, которые не достигают предельной силы торможения, и величину $$F_i$$ распределения силы торможения $$n-m$$ дисковых тормозов, которые не достигают предельной силы торможения, устанавливают как:

$$F_i=F_{sur}\cdot \frac{e^{\left({\Delta }_{i0}-{\Delta }_i\right)}}{{\displaystyle {\sum }_i^{n-m}{e}^{\left({\Delta }_{i0}-{\Delta }_i\right)}}}$$ .

[0042] На этапе S9 реализуют следящее управление с замкнутым контуром дискового тормоза 3 для величины $$F_i$$ распределения силы торможения, реализуемое посредством трехпозиционного и четырехходового пропорционального распределителя 4 с использованием обратной связи по сигналу давления от датчика 5 давления масла, расположенного во впускной и выпускной камерах дискового тормоза 3, после выполнения распределения тормозного давления для дискового тормоза 3.

[0043] На этапе S10 задача торможения завершается, динамическое распределение силы торможения реализовано, и этапы с S1 по S9 повторяют в случае необходимости последующей работы по торможению.

[0044] Принцип структуры совместного управления многоканальной тормозной системы шахтного подъемника является таким, как представлено на фиг. 3. Общую силу торможения $$F_{sum}$$ вычисляют посредством контроллера торможения, с использованием обратной связи по состояниям подъемной системы при установке опорных сигналов торможения подъемника. Затем величину $$F_i$$ распределения силы торможения получают с использованием этапов с S1 по S9, и наконец с использованием трехпозиционного и четырехходового пропорционального распределителя и датчика давления масла, выполняют следящее управление с замкнутым контуром величиной распределения силы торможения дискового тормоза, в итоге реализуется совместное управление торможением многоканальной тормозной системой.

Варианты осуществления настоящего изобретения описаны в подробностях выше в сочетании с сопутствующими графическими материалами, но настоящее изобретение не ограничено ими. Без отхождения от духа настоящего изобретения специалистом в данной области техники могут быть внесены различные изменения, которые все попадают в рамки объема защиты формулы изобретения настоящего изобретения.

В настоящем изобретении раскрыт способ совместного управления многоканальной тормозной системой шахтного подъемника. Способ включает получение потери на истирание тормозной колодки посредством определения информации о положении тормозной колодки каждого дискового тормоза в реальном времени, подразделение уровней потерь на истирание посредством определения разных степеней истирания тормозной колодки, формулирование трех режимов распределения силы торможения - среднего распределения, пропорционального распределения и показательного распределения - в соответствии с уровнями потери на истирание. Благодаря этому выполняется динамическое регулирование заданного тормозного давления каждого из дисковых тормозов, отслеживание и управление заданным тормозным давлением посредством дисковых тормозов с применением метода управления с замкнутым контуром по давлению с использованием обратной связи по сигналу давления от датчика давления масла. Технический результат - реализация совместного управления торможением многоканальной тормозной системы шахтного подъемника, повышение безопасности и надежности системы торможения. 8 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Способ совместного управления многоканальной тормозной системой шахтного подъемника, причем способ управления основан на многоканальной тормозной системе, многоканальная тормозная система содержит множество дисковых тормозов, каждый из дисковых тормозов находится под управлением независимого пропорционального распределителя, и датчик давления масла и датчик смещения расположены на каждом из дисковых тормозов, и способ управления включает следующие этапы:

этап S1, соответственно измерение, с использованием датчика смещения, информации и об исходном положении тормозной колодки, а также исходной толщины тормозной колодки в случае, когда каждый из дисковых тормозов полностью свободен и сжат, где обозначает -ый дисковый тормоз;

этап S2, записывание, с использованием датчика смещения, положения тормозной колодки, когда дисковый тормоз полностью свободен, до выдачи команды торможения, и положения тормозной колодки, когда дисковый тормоз полностью сжат, после выдачи команды торможения, в случае, когда подъемная система официально введена в эксплуатацию;

этап S3, вычисление, в соответствии с измеренной информацией о положении дискового тормоза, потери на истирание тормозной колодки, и общей потери на истирание тормозной колодки в тормозной системе, где обозначает количество дисковых тормозов, и средняя потеря на истирание тормозной колодки обозначается как , вычисление, в соответствии с физическими величинами, процентной доли средней потери на истирание тормозной колодки относительно общей потери на истирание тормозной колодки, причем формула вычисления процентной доли имеет вид:

,

этап S4, вычисление процентной доли потери на истирание тормозной колодки -го дискового тормоза относительно общей потери на истирание и скорости потери на истирание тормозной колодки -го дискового тормоза, причем формулы вычисления процентной доли и скорости потери на истирание представляют собой:

,

；

этап S5, подразделение, посредством сравнения с , степени потери на истирание тормозной колодки дисковых тормозов на три уровня потери на истирание; классифицирование, в случае , как уровня I потери на истирание, классифицирование, в случае , как уровня II потери на истирание, и классифицирование, в случае , как уровня III потери на истирание; исполнение, в соответствии с разными уровнями потери на истирание тормозной колодки дисковых тормозов, трех разных средств распределения на общей требуемой силе торможения , где и обозначают коэффициенты для подразделения уровня потери на истирание тормозных колодок соответственно;

этап S6, общая сила торможения подчиняется принципу равного распределения, установление величины распределения силы торможения дисковых тормозов как , в случае, когда уровень потери на истирание тормозной колодки дисковых тормозов является уровнем I потери на истирание;

этап S7, общая сила торможения подчиняется принципу пропорционального распределения, установление величины распределения силы торможения дисковых тормозов как , в случае, когда уровень потери на истирание тормозной колодки дисковых тормозов является уровнем II потери на истирание；

этап S8, общая сила торможения подчиняется принципу показательного распределения, и установление величины распределения силы торможения дисковых тормозов как , в случае, когда уровень потери на истирание тормозной колодки дисковых тормозов является уровнем III потери на истирание;

этап S9, реализация, с использованием обратной связи по сигналу давления от датчика давления масла, расположенного на впускной камере для масла дискового тормоза, следящего управления с замкнутым контуром дискового тормоза для величины распределения силы торможения, задаваемого пропорциональным направляющим распределителем, после выполнения распределения тормозного давления для дискового тормоза; и

этап S10, выполнение задачи торможения, реализующей динамическое распределение силы торможения, и повторение этапов с S1 по S9 в случае, если требуется последующая операция торможения.

2. Способ совместного управления многоканальной тормозной системой шахтного подъемника по п. 1, отличающийся тем, что на этапе S7 определяют наличие ситуации, в которой величина распределения силы торможения дисковых тормозов больше, чем , где обозначает максимальную силу торможения, которую способен обеспечить один дисковый тормоз, причем отмечается, что дисковый тормоз достигает максимальной силы торможения, которую способен обеспечить один дисковый тормоз, то есть сила торможения дискового тормоза является предельной, когда величина распределения силы торможения дисковых тормозов больше, чем ; определение количества дисковых тормозов, которые достигают предельной силы торможения, установление для дисковых тормозов, которые достигают максимальной силы торможения, величины распределения силы торможения как ; вычисление остальной требуемой силы торможения , и перераспределение для дисковых тормозов, которые не достигают предельной силы торможения, силы торможения , и установление величины распределения силы торможения дисковых тормозов, которые не достигают предельной силы торможения, как:

.

3. Способ совместного управления многоканальной тормозной системой шахтного подъемника по п. 1, отличающийся тем, что на этапе S8 определяют наличие ситуации, в которой величина распределения силы торможения дисковых тормозов больше, чем , причем отмечается, что дисковый тормоз достигает максимальной силы торможения, которую способен обеспечить один дисковый тормоз, то есть сила торможения дискового тормоза является предельной, когда величина распределения силы торможения дисковых тормозов больше, чем ; определение количества дисковых тормозов, которые достигают предельной силы торможения, установление для дисковых тормозов, которые достигают максимальной силы торможения, величины распределения силы торможения как ; вычисление остальной требуемой силы торможения , и перераспределение для дисковых тормозов, которые не достигают предельной силы торможения, силы торможения , и установление величины распределения силы торможения дисковых тормозов, которые не достигают предельной силы торможения, как:

.

4. Способ совместного управления многоканальной тормозной системой шахтного подъемника по п. 1, отличающийся тем, что в ситуации, когда указывается, что тормозная колодка дискового тормоза вышла из строя, когда скорость потери на истирание тормозной колодки -го дискового тормоза больше или равна , подъемник останавливают на техническое обслуживание, тормозную колодку заменяют и затем выполняют этап S2, где обозначает заданный порог безопасности для скорости потери на истирание тормозной колодки.

5. Способ совместного управления многоканальной тормозной системой шахтного подъемника по п. 4, отличающийся тем, что порог безопасности для скорости потери на истирание тормозной колодки находится в диапазоне от 15% до 25%.

6. Способ совместного управления многоканальной тормозной системой шахтного подъемника по п. 1, отличающийся тем, что коэффициенты k₁ и k₂ для подразделения уровня потери на истирание тормозных колодок находятся в диапазоне от 1,5 до 2,5 и от 4,5 до 5,5, соответственно.

7. Способ совместного управления многоканальной тормозной системой шахтного подъемника по п. 1, отличающийся тем, что пропорциональный распределитель представляет собой трехпозиционный и четырехходовой пропорциональный распределитель.

8. Способ совместного управления многоканальной тормозной системой шахтного подъемника по п. 7, отличающийся тем, что центральное положение сердечника клапана трехпозиционного и четырехходового пропорционального распределителя является полностью закрытой конструкцией.

9. Способ совместного управления многоканальной тормозной системой шахтного подъемника по п. 1, отличающийся тем, что многоканальная тормозная система содержит восемь каналов, один дисковый тормоз расположен на каждом из каналов, и восемь дисковых тормозов симметрично распределены на обеих сторонах тормозного диска.