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收稿日期:2019-10-29作者简介:石跃芳(1981-),女,山西临汾人,工程师,从事检测检验工作。
doi:10.3969/j.issn.1005-2798.2020.09.036矿用提升机钢丝绳张力及超载在线监测系统分析石跃芳(山西潞安检测检验中心有限责任公司,山西长治 046204)摘 要:矿用提升机是煤矿提升煤炭产品、运输大型生产设备和人员的主要提升设备,它的安全、稳定运行是煤炭企业安全生产的重要环节,是保障煤炭产量、保障人员安全上下的关键环节,提升机用钢丝绳所受张力及超载的在线监测可以很好地预防危险情况的发生,避免机械设备重度损伤和人员伤亡事件发生。
通过设计试验分析,证实郭庄煤矿增设的提升机在线监测系统符合煤矿提升系统安全运行实际需求。
关键词:矿用提升机;钢丝绳张力;在线监测中图分类号:TD532 文献标识码:B 文章编号:1005-2798(2020)09-0111-031 在线监测系统简介郭庄煤矿为了确保提升机安全运行,增设了提升机在线监测系统,对提升机钢丝绳张力及超载进行监测。
该套矿用提升机钢丝绳张力及超载在线监测系统从生产实际出发进行设计,以郭庄矿提升机为试验对象,设计结构简单,仪器设备安装方便,所用仪器、仪表均采用矿井生产中常用品牌,所用上位机软件界面简单易懂、易操作、性能可靠。
该设计试验的成功可以使提升机钢丝绳张力及载荷情况以界面的形式显示出来,可以对可能出现的危险情况进行预判,另外它的报警功能可以弥补人工的不足。
2 在线监测系统分析及评价对郭庄煤矿增设的提升机钢丝绳张力及超载在线监测系统的分析及评价,主要从以下4个方面进行:①硬件安装分析;②箕斗行程试验分析;③张力测试分析;④装置性能分析。
2.1 硬件安装分析该套在线监测系统设计中,油压传感器安装在钢丝绳张力自动平衡装置的平衡油缸旁路油管上,位于截止阀上方靠近油缸部位,传感器通过改造的三通连接到油管上,采用销轴密封方式。
一种电梯钢丝绳张力的监测装置及监测方法摘要本文介绍了一种电梯钢丝绳张力的监测装置及监测方法。
该装置通过测量电梯钢丝绳的振动频率和振幅来推导出钢丝绳的张力变化，并利用传感器实时监测钢丝绳的张力。
同时，采用数据存储和处理技术，将实时监测到的数据进行分析、处理，并给出预警提示。
该装置具有监测准确、操作简便、实时性强等优点，是电梯钢丝绳安全监测的一种新型方法。
关键词：电梯钢丝绳；张力监测；振动频率；振幅；传感器；数据处理AbstractThis paper introduces a monitoring device and method for the tension of elevator wire ropes. The device measures the vibration frequency and amplitude of the wire ropes to derive the tension changes, and uses sensors to monitor the tension of the wire ropes in real time. At the same time, data storage and processing technology is used to analyze and process the real-time monitoring data and provide warning prompts. The device has the advantages of accurate monitoring, simple operation, and strong real-time performance. It is a new method for safety monitoring of elevator wire ropes.Keywords: elevator wire rope; tension monitoring; vibration frequency; amplitude; sensor; data processing1.引言随着现代城市建设和人口流动的加速，电梯的应用越来越广泛。
一种电梯钢丝绳组张力偏差测试装置的设计电梯钢丝绳的张力偏差是衡量电梯运行安全性的重要指标，因此
需要进行定期的检测和调整。
为了方便、快速地进行张力偏差测试，
可以设计一种测试装置。
该测试装置包括以下部分：
1. 张力传感器：用于测量钢丝绳的张力大小，常见的有压力传感器、扭矩传感器等。
2. 控制器：用于接收张力传感器的信号并进行处理，计算出钢丝
绳的张力偏差。
3. 显示屏：将张力偏差的测试结果以数字或图形的形式直观地显
示出来。
4. 钢丝绳夹具：用于夹住待测试的钢丝绳，保证它处于拉紧状态。
5. 支架：用于安装张力传感器和控制器，保证它们能够稳定地工作。
在测试过程中，首先将待测试的钢丝绳放入钢丝绳夹具中夹紧，
然后连接好张力传感器和控制器，启动测试装置。
测试装置会自动对
钢丝绳进行拉力测试，并将测试结果显示在显示屏上。
根据测试结果，可以判断钢丝绳的张力是否符合标准要求，并进行必要的调整。
该测试装置具有以下优点：
1. 采用数字化的测试方式，测试结果准确可靠。
2. 操作简便、快速，不需要专业的技术人员来进行测试。
3. 显示屏直观，测试结果一目了然。
4. 设计紧凑，易于携带和移动，可以方便地应用于不同场合的测试需求。
综上所述，该电梯钢丝绳组张力偏差测试装置设计合理、易于操作，是一种非常实用的测试工具。
摘要提升是煤炭行业里的重中之重。
目前煤矿上大多采用多绳摩擦式提升机。
是依靠钢丝绳与摩擦轮衬垫之间的摩擦力来提升。
由于众多因素的影响，在使用一段时间后,会使各钢丝绳之间受力不均、张力不平衡，这将会造成钢丝绳的疲劳破坏和摩擦衬垫的早期报废，甚至会造成滑绳、断绳等重大事故。
因此，在线检测各钢丝绳张力的情况一致，保持钢丝绳受力一致对延长钢丝绳的寿命、减轻衬垫磨损、保证设备安全运行有着很重要的意义。
本文在参考分析其他资料的基础上，设计了摩擦提升机钢丝绳张力监测系统，该测试系统分为机械装置和信号测试两部分。
机械装置是由支架压轮底座轴轴承等主要部件组成。
并根据实际工作情况等因素，合理选择加工材料，确定支架和底座的外部尺寸，并对轴及轴承等进行强度校核和寿命计算。
以来完成用直接接触法测量各钢丝绳的张力。
测试部分依次由弹性元件放大装置滤波装置信号转换装置处理装置显示装置组成。
从而使所测得的张力一步步由力信号通过弹性元件转换成电信号再通过信号放大滤波采集进而显示出钢丝绳的张力的大小。
该测试系统将用于实践，会对安全生产起到积极的作用。
关键词：多绳摩擦提升机；钢丝绳；张力传感器AbstractEnhance the coal industry a top priority. Most of the current use of coal on the multi-rope friction hoist. Relying on wire rope and the friction between the friction wheel liner to improve. Because many factors in the use of a period of time, bring the rope were among the Shouli Bu, tension imbalance, which will result in fatigue failure of wire rope and the friction lining of early retirement, or even cause slippery rope, broken rope and other major incidents. Therefore, online detection of the rope tension in line, keeping the same wire by the force of the rope to extend life, reduce pad wear, to ensure the safe operation of equipment has very important significance. Analysis of other information in the reference paper based on the design of friction hoist rope tension monitoring system, the test system is divided into mechanical devices and signal test two parts. Mechanical device is the base from the support roller shaft bearings and other major components. Work based on factors such as actual and reasonable material selection process, make sure the support and the base of the external dimensions, and the shaft and bearing, etc. check the strength and life prediction. Since the completion of direct contact with the wire rope tension measurement. Test parts of this device by th e e l a s t i c element to enlarge the signal conversion device Filter display device component processing device. So that the tension measured step by step from the force signals into electrical signals through the elastic element and then collected by filtering the signal amplification and thus show the size of wire rope tension. The test system will be applied in practice, it will play a positive role safety.Key word s：multi-rope friction hoist；rope；tension sensor目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)1.1 课题的研究意义和内容 (1)1.2 国内外发展趋势 (2)第2章钢丝绳张力检测方案系统设计 (4)2.1 设计方案的制定 (4)2.1.1方案一（三点法） (4)2.1.2 方案二（直接接触法） (5)2.2 检测装置部分的设计 (7)2.3 信号处理部分的设计 (8)第3章钢丝绳张力检测装置的结构设计 (10)3.1 引言 (10)3.2 检测装置的结构设计 (11)3.2.1 压轮的设计 (11)3.2.2 轴的设计计算 (11)3.2.3 轴承的选择设计计算 (13)3.2.4 弹性元件的设计计算 (14)3.2.5 支架的设计 (17)3.2.6 支架的移动和固定 (17)3.3 力传感器的设计 (19)3.3.1 传感器的简述 (19)3.3.2 应变片的选择 (20)3.3.3 电阻应变片的测量电桥电路 (22)第4章钢丝绳张力检测处理系统的硬件设计 (25)4.1引言 (25)4.2传感器信号的前置放大 (25)4.3滤波电路设计与分析 (27)4.4 A/D转换电路的设计 (30)4.5 8051芯片的介绍 (32)4.6 I/O口扩展芯片8155的介绍 (33)4.7操作控制和显示器电路的设计 (35)4.7.1 操作控制的设计 (35)4.7.2 显示器接口电路设计 (36)4.8 打印机接口电路的设计 (39)4.9 张力测试系统图 (40)结论 (41)致谢 (42)参考文献 (43)DirectoryAbstract (I)Abstract (II)Chapter 1 INTRODUCTION The (1)1.1 The issue of meaning and content (1)1.2 The development trend of domestic and foreign (2)Chapter 2 Design of Wire Rope Tension Detection Scheme (2)2.1 The design of the development (4)2.1.1 Option One (three-point method) (4)2.1.2 Option II (direct contact method) (5)2.2 The detector part of the design (7)2.3 The design of signal processing (8)Chapter 3 Structural Steel Design tension detecting device (10)3.1 Introduction (10)3.2 Detection of Structure Design (11)3.2.1 Design of the roller (11)3.2.2 shaft design calculation (11)3.2.3 Design and Calculation of bearing selection (13)3.2.4 Calculation of elastic components (14)3.2.5 Design Support (17)3.2.6 Support mobile and fixed (17)3.3 Force Sensor (19)3.3.1 Sensor Description (19)3.3.2 Strain gage selection (20)3.3.3 Measurement of electrical resistance strain gauge bridge circuit (22)Chapter 4, Wire Rope Tension Measurement processing system hardware design (25)4.1 Introduction (25)4.2 Sensor signal preamplifier (25)4.3 Filter Circuit Design and Analysis (27)4.4 A / D converter circuit (30)4.5 8051 chip introduced (32)4.6 I / O port expansion introduction of chip 8155 (33)4.7 Design of operational control (35)4.7.1 Design of operational control (35)4.7.2 display interface circuit design (36)4.8 Printer Interface Circuit (39)4.9 Tension test system diagram (40)Conclusions (41)Acknowledgements (42)References (43)第1章绪论1.1 课题的研究意义和内容多绳摩擦式提升机是矿山提升物料的主要设备，它是依靠钢丝绳与摩擦轮衬垫之间的摩擦力来提升。
多绳摩擦提升机钢丝绳张力监测装置一、序言RTC-A型张力测定仪的研究是国家“七、五”攻关项目，90年通过部级鉴定，1994年获煤炭部科技进步二等奖。
目前在全国煤炭行业广泛应用，为煤矿摩擦提升机安全运行起着重要作用，具有广泛的社会效益和一定的经济效益。
多绳摩擦轮式提升机由于其功能的优越，越来越被煤矿普遍采用。
特别是新建矿井、改扩建矿井，几乎全部采用此种提升机。
但美中不足，伴随而来的各钢丝绳张力不平衡，已成为使用中的严重不安全隐患。
煤矿安全规程423条明文规定：“任一根提升钢丝绳的张力与平均张力之差不得超过±10%”。
以往，张力值测量基本通过标记法、振波法、手工操作，难于保证测量精度。
为此，抚顺分院研在此基础上先后制出了RTC-B、C、D型钢丝绳张力仪，不断满足煤矿对张力测定的需要，促进安全生产，杜绝事故隐患，具有一定的经济效益和广泛的社会效益。
二、产品规格型号含义RTC—▲△△△R：钢丝绳T：提升C：中国▲：ALYT型连接装置；BXSD型连接装置；C改进行；D垫块型△△△：连接装置破断负荷。
三、RTC-D型张力测定仪适用范围1．适用塔式、落地式多绳摩擦轮式提升机；2．适用绳数为四绳、六绳两种；3．特别推荐一局多矿使用；4．环境温度-20~40℃，湿度95%。
四、结构特征与工作原理1、结构特征RTC-D型张力测定仪由主机、传感器、接线盒及打印机组成。
其中主机采用移动PC机系统；传感器为压力传感器；接线盒主要由S812数据采集器构成；打印机为NECPINWRITERP2000型打印机。
2、工作原理原理方框图其工作原理为传感器串接在首绳悬挂装置中，受力后输出对应的电流信号，经取样电阻转换成电压信号，由A/D转换成数字信号，再处理成对应的张力值、百分数值，并通过打印机，打印出来。
五、主要技术参数1．整机仪器系统综合误差：≤±1%传感器供电电压：DC18~24V微机机工作电压：DC14.5V2．传感器精度5‰；测定范围≤90~200kN；过载能力150%；非线性误差、重复性误差及滞后性误差≤0.2%；全封闭，具有防潮、防尘、防腐蚀性能。
