齒帶式深度指示器的製作方法

2023-05-20 15:19:07 2

本實用新型涉及礦井提升機深度指示器，特別是一種新型的齒帶式深度指示器。

背景技術：

深度指示器是礦井提升機的重要組成部分，主要用來指示提升機罐籠等提升容器在井筒中上、下運行時的位置，為司機操縱提供很直觀的信息。當容器接近井口、井底時，發出減速信號；當提升機發生過卷時，切斷運行迴路，啟動安全迴路，進行安全制動；在減速階段參與速度控制並實現過速保護。

目前，我國單繩纏繞式提升機上使用的深度指示器比較有代表性的是牌坊式深度指示器，其工作原理是傳動軸將提升機主軸的轉動傳遞給深度指示器，使兩根垂直絲槓以相反方向旋轉，帶有指針的兩個螺母在絲槓上也以互為相反的方向移動，即一個向上、一個向下，深度指示器絲槓的轉數與提升機主軸的轉數成正比，而主軸轉數與提升容器在井中的位置相對應，因此實現指針位置與提升容器位置相對應，完成指示提升容器的位置功能。牌坊式深度指示器由於指示清楚、直觀的特點，受到提升機用戶的普遍青睞，但存在如下問題：1、屬於純機械式深度指示器，要求指示器各組成部分加工精度高，因此生產效率相對較低，故障率高，生產成本高。如指示器的螺母上不僅裝有指針，還裝有掣子和碰鐵，當提升容器接近井口卸載位置時，掣子帶動信號拉杆上的銷子，將信號拉杆漸漸抬起，同時銷子在水平方向也在移動，當到達減速點時銷子脫離掣子下落，裝在信號拉杆上的撞針敲擊信號鈴，發出減速開始信號，在信號拉杆旁邊的立柱上固定一個限位開關，當提升容器到達一定位置時，信號拉杆上的碰塊碰觸限位開關上的滾子進行減速，直至停車；若提升機發生過卷，則螺母上的碰鐵將過卷極限開關撞開，進行安全制動。上述各功能組件都是指示器不可或缺的，組裝配合要精準，一旦出現問題，工作可靠性大大降低，甚至失去指示功能，維護維修費時費力；2、減速裝置採用蝸輪蝸杆機構，需要定期加潤滑油維護，而且蝸輪、蝸杆材質為銅，生產成本過高；3、笨重，運輸、使用均不方便。綜上，現有的單繩纏繞式提升機上使用的深度指示器仍需改進。

技術實現要素：

本實用新型的目的是為了提供一種解決現有牌坊式深度指示器存在的上述問題的齒帶式深度指示器，其結構簡單、輕便，生產成本低，工作可靠性高，基本免維護。

本實用新型的技術方案是：

一種齒帶式深度指示器，包括底座及設於底座頂部的殼體，其特徵在於：所述底座內利用軸承支撐有水平傳動軸，所述水平傳動軸一端伸出底座，用於利用傳動機構與提升機主軸連接，所述水平傳動軸另一端與擺線減速機的輸入端相連，所述擺線減速機的輸出軸上固定有主動齒帶輪Ⅰ；所述殼體內上、下兩端對應主動齒帶輪Ⅰ分別固定兩個從動齒帶輪Ⅰ，所述從動齒帶輪Ⅰ的輪軸與擺線減速機的輸出軸平行且四個從動齒帶輪Ⅰ呈矩形排布，所述主動齒帶輪Ⅰ與四個從動齒帶輪Ⅰ利用同步帶Ⅰ連接,通過主動齒帶輪Ⅰ軸心線的垂直面為四個從動齒帶輪Ⅰ的對稱中心面；所述殼體靠近從動齒帶輪Ⅰ端面的一側設置外表面帶有刻度和數字標記的面板，所述面板內表面上、下兩端分別設有一組接近開關，所述同步帶Ⅰ對應上、下兩組接近開關之間的位置設有用於接通接近開關的被檢測體，位於面板下端的這組接近開關由從上至下依次布置的減速開關、停車開關和過卷開關組成，位於面板上端的這組接近開關由從下至上依次布置的減速開關、停車開關和過卷開關組成；所述同步帶Ⅰ上固定有指針，所述面板左、右邊緣設有對應指針的縱向通槽，所述指針的針部穿過縱向通槽後指向面板的刻度標記；所述殼體內側對應其中一個從動齒帶輪Ⅰ的輪轂外周面的位置設有失效保護用接近開關，且該從動齒帶輪Ⅰ的輪轂外周面上均勻設有多個被檢測塊；所述水平傳動軸的中部設有主動齒帶輪Ⅱ，所述底座對應主動齒帶輪Ⅱ下方的位置固定有編碼器，所述編碼器的輸入軸上設有利用同步帶Ⅱ與主動齒帶輪Ⅱ連接的被動齒帶輪Ⅱ；所述殼體頂部設有聲光警報器。

上述的齒帶式深度指示器，所述同步帶Ⅰ上設有拉緊裝置，所述拉緊裝置由利用螺栓固定於同步帶Ⅰ上的兩塊夾板、連接於兩塊夾板之間的彈簧組成，所述被檢測體設於其中一塊夾板上。

上述的齒帶式深度指示器，所述指針的數量為一個，位於面板左側或右側。適用於單捲筒的提升機使用。

上述的齒帶式深度指示器，所述指針的數量為兩個，分別位於面板左、右兩側且一上一下相對布置。適用於雙捲筒的提升機使用。

上述的齒帶式深度指示器，所述水平傳動軸的端部與擺線減速機的輸入端的聯軸器相連，所述水平傳動軸的軸心線與擺線減速機的軸心線重合。

上述的齒帶式深度指示器，所述水平傳動軸利用一對齒輪傳動副與擺線減速機的輸入軸相連，所述水平傳動軸的軸心線與擺線減速機的軸心線平行。

上述的齒帶式深度指示器，所述殼體呈長方體狀，所述殼體頂部與底座上表面之間設有連接柱，以增加連接強度，所述殼體與面板的相對側設有拉門，方便安裝。

上述的齒帶式深度指示器，所述面板上的兩組接近開關以及失效保護用接近開關均為磁性接近開關，所述被檢測體和被檢測塊均為磁鋼塊。

上述的齒帶式深度指示器，所述傳動機構為一對傘齒輪，所述水平傳動軸利用聯軸器與其中一個傘齒輪所在轉軸連接，另一個傘齒輪固定於提升機主軸上。

上述的齒帶式深度指示器，所述面板上的兩組接近開關以及失效保護用接近開關的安裝孔均為長條孔，以便於根據同步帶Ⅰ和從動齒帶輪Ⅰ的位置調整接近開關的安裝位置。

本實用新型的有益效果是：

1、提升機主軸通過傳動機構將動力傳遞給水平傳動軸，使其隨之轉動，水平傳動軸通過擺線減速機將動力傳遞給主動齒帶輪Ⅰ，主動齒帶輪Ⅰ利用同步帶Ⅰ帶動其他從動齒帶輪Ⅰ轉動，同時同步帶Ⅰ的迴轉運動帶動指針上、下往復運動，指針移動的位置與提升容器在井筒中的運動位置相對應，指針在帶有刻度和數字標記的面板上移動時，向現場工作人員清楚明了的指出井下提升容器的所處位置；

2、與現有牌坊式深度指示器相比，取消了絲槓和螺母及相關傳動組件，其利用齒帶輪和同步帶作傳動，減少了機械加工量，減輕了整機重量，節約了生產成本；

3、取消了蝸輪蝸杆減速機構，採用新型擺線減速機進行減速，不僅降低了生產成本，而且產品在使用過程中幾乎不用維修、維護，使用壽命長；

4、取消了所有機械式開關組件，採用電子開關(接近開關)形式，不僅減輕了整機重量，而且安裝方便，省時省力，且工作可靠性高；

5、當指針指示到相應位置時，被檢測體接近相應的接近開關(減速開關、停車開關、過卷開關)，接近開關發出相應信號給電氣控制系統，電氣控制系統發出減速、停車、過卷指令，保證提升容器在井下安全運行；

6、新增失效保護用接近開關，主要功能是在提升過程中向電氣控制系統發送通、斷交替信號，當指示器不論由於何種原因造成同步帶不轉動，即指示失靈時，該信號變為通、斷不變信號，經電氣控制系統處理後使提升機立即進行安全制動，以達到安全保護的目的。

7、獨特新穎的殼體、底座設計及採用聲光報警器的方式均讓人耳目一新。

附圖說明

圖1是本實用新型的原理圖；

圖2是本實用新型的結構示意圖；

圖3是圖2的左視圖；

圖4是圖3的後視圖；

圖5是本實用新型的底座內部結構放大圖；

圖6是圖2中B部放大圖；

圖7是圖1中A部放大圖；

圖8是圖5中C-C向剖面圖。

圖中：1.提升機主軸、2.傘齒輪、3.水平傳動軸、4.擺線減速機、5.主動齒帶輪Ⅰ、6.從動齒帶輪Ⅰ、7.底座、8.編碼器、9.軸承、10.主動齒帶輪Ⅱ、11.拉門、12.殼體、13.連接柱、14.聲光警報器、15.接近開關、1501.減速開關、1502.停車開關、1503.過卷開關、16.支撐座、17.同步帶Ⅱ、18.同步帶Ⅰ、19.縱向支架、20.面板、21.指針、22.拉緊裝置、2201.螺栓、2202.夾板、2203.彈簧、23.失效保護用接近開關、24.接線端子排、25.被檢測體、26.被檢測塊、27.小支撐板、28.安裝孔、29.安裝孔、30.被動齒帶輪Ⅱ。

具體實施方式

實施例1

如圖1-圖8所示，該齒帶式深度指示器，包括底座7及設於底座7頂部的殼體12，所述殼體12呈長方體狀，所述殼體12頂部與底座7上表面之間設有連接柱13，以增加連接強度。所述底座7內利用軸承9支撐有水平傳動軸3，所述水平傳動軸3一端伸出底座7，用於利用傳動機構與提升機主軸1連接，所述水平傳動軸3另一端與擺線減速機4的輸入端相連，即所述水平傳動軸3的端部與擺線減速機4的輸入端的聯軸器相連，所述水平傳動軸3的軸心線與擺線減速機4的軸心線重合。所述擺線減速機4的輸出軸上固定有主動齒帶輪Ⅰ5，所述底座7內設有對應擺線減速機4的支撐座16。所述傳動機構為一對傘齒輪2，使用時，所述水平傳動軸3利用聯軸器與其中一個傘齒輪2所在轉軸連接，另一個傘齒輪2固定於提升機主軸1上。

所述殼體12內上、下兩端對應主動齒帶輪Ⅰ5分別固定兩個從動齒帶輪Ⅰ6，所述從動齒帶輪Ⅰ6的輪軸與擺線減速機4的輸出軸平行且四個從動齒帶輪Ⅰ6呈矩形排布，所述主動齒帶輪Ⅰ5與四個從動齒帶輪Ⅰ6利用同步帶Ⅰ18連接,通過主動齒帶輪Ⅰ5軸心線的垂直面為四個從動齒帶輪Ⅰ6的對稱中心面。所述殼體12靠近從動齒帶輪Ⅰ6端面的一側設置外表面帶有刻度和數字標記的面板20，刻度和數字標記可根據現場提升機提升高度設定。所述面板20內表面上、下兩端分別設有一組接近開關15，即在面板20內表面先固定一個縱向支架19，再在縱向支架19上、下兩端分別固定一組接近開關15，方便整體移動、調整接近開關15的位置(x軸和y軸方向)。所述同步帶Ⅰ18對應上、下兩組接近開關15之間的位置設有用於接通接近開關15的被檢測體25，位於面板20下端的這組接近開關15由從上至下依次布置的減速開關1501、停車開關1502和過卷開關1503組成，位於面板20上端的這組接近開關由從下至上依次布置的減速開關1501、停車開關1502和過卷開關1503組成。所述同步帶Ⅰ18上設有拉緊裝置22，所述拉緊裝置22由利用螺栓2201固定於同步帶Ⅰ18上的兩塊夾板2202、連接於兩塊夾板2202之間的彈簧2203組成，所述被檢測體25設於其中一塊夾板上2202。所述同步帶Ⅰ18上固定有指針21，所述指針21的數量為兩個，分別位於面板20左、右兩側且一上一下相對布置，適用於雙捲筒的提升機使用，所述面板20左、右邊緣設有對應指針21的縱向通槽，所述指針21的針部穿過縱向通槽後指向面板20的刻度標記。

所述殼體12內側對應其中一個從動齒帶輪Ⅰ6的輪轂外周面的位置設有失效保護用接近開關23，且該從動齒帶輪Ⅰ6的輪轂外周面上均勻設有多個被檢測塊26，為便於安裝，本實施例中，選擇位於殼體12下端的一個從動齒帶輪Ⅰ6，該從動齒帶輪Ⅰ6的輪軸上固定有小支撐板27，失效保護用接近開關23安裝於該小支撐板27上。所述面板20上的兩組接近開關15在縱向支架19上的安裝孔28以及失效保護用接近開關23在小支撐板27上的安裝孔29均為長條孔，以便於根據同步帶Ⅰ18和主、從動齒帶輪Ⅰ的位置微量調整接近開關15的安裝位置(z軸方向)。所述面板20上的兩組接近開關15以及失效保護用接近開關23均為磁性接近開關，所述被檢測體25和被檢測塊26均為磁鋼塊。

所述水平傳動軸3的中部設有主動齒帶輪Ⅱ10，所述底座7對應主動齒帶輪Ⅱ10下方的位置固定有編碼器8，所述編碼器8的輸入軸上設有利用同步帶Ⅱ17與主動齒帶輪Ⅱ10連接的被動齒帶輪Ⅱ30。所述殼體12頂部設有聲光警報器14。殼體12及底座7外表面均採用靜電噴塑，所述殼體12對應與面板20的相對側設有拉門11，方便殼體12內零部件的安裝。

本實用新型通過選擇擺線減速機4的速比，適應不同井深的行程指示需要。兩組接近開關15、失效保護用接近開關23、聲光警報器14的線纜通過接線端子排24與外部電氣控制系統相連。

工作過程：

提升機主軸1運轉後，通過傘齒輪2將動力傳遞給水平傳動軸3，水平傳動軸3一方面通過擺線減速機4、主、從動齒帶輪Ⅰ5、6帶動同步帶Ⅰ18轉動，進而帶動指針21上、下移動實現指示功能；另一方面通過主動齒帶輪Ⅱ10、同步帶Ⅱ17和從動齒帶輪Ⅱ30帶動編碼器8運轉，編碼器8將機械轉動轉變為電信號傳送給電氣控制系統，進而實現對提升機主軸1轉速的監測。在此過程中，當提升容器快到達井口或井底位置時，由於被檢測體25的靠近，首先接通減速開關1501，電氣控制系統下達制動減速指令，然後接通停機開關1502，電氣控制系統下達制動停機指令，當出現過卷現象時，即提升容器超過正常終端停止位置(指針21移動出行程上限或下限)，被檢測體25接近並接通過卷開關1503，電氣控制系統下達安全閘制動指令，防止危險事故的發生。而提升機主軸1運轉過程中，失效保護用接近開關23向電氣控制系統發送通、斷交替信號(脈衝頻率相同)，一旦該信號變為通、斷不變信號，表示指示器指示失靈，經電氣控制系統處理後使提升機立即進行安全制動，以達到安全保護的目的。

實施例2

本實施例中，指針21的數量為一個，位於面板20左側或右側，即固定於同步帶Ⅰ18的左側或右側的帶體上。適用於單捲筒的提升機使用。其他同實施例1。

實施例3

本實施例中，水平傳動軸3利用一對齒輪傳動副與擺線減速機4的輸入軸相連，所述水平傳動軸3的軸心線與擺線減速機4的軸心線平行。適用於與實施例1中捲筒出繩方向相反的提升機。其他同實施例1。