提升钢丝绳张力检测装置的研制-最新年文档
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提升机钢丝绳张力检测系统设计研究
米丽
【期刊名称】《机械管理开发》
【年(卷),期】2024(39)1
【摘要】基于提升机钢丝绳加速提升、减少爬坡过程中持续的高张力运行工况,提出一种提升机钢丝绳张力检测系统设计方案。
分析了张力检测系统主体结构,并进行张力数据采集发射、提升容器行程检测等程序设计,实现了对提升机钢丝绳张力的实时检测、记录功能。
【总页数】3页(P209-210)
【作者】米丽
【作者单位】山西焦煤西山煤电集团公司西铭矿机电部
【正文语种】中文
【中图分类】TP274
【相关文献】
1.副井提升机钢丝绳张力差在线监测系统设计
2.基于GSM和单片机的矿井提升机钢丝绳张力检测系统设计
3.多绳摩擦提升机钢丝绳张力检测方法研究
4.矿井提升机钢丝绳张力监测系统设计
5.矿井提升机钢丝绳张力检测系统设计
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提升钢丝绳张力检测装置的研制作者:王后亮邢安来源:《科技创新与应用》2013年第34期摘要:根据我国矿山实际工况,设计了一种新型的提升钢丝绳张力检测装置,可以直接确定钢丝绳张力差。
该装置主要由钢丝绳挂钩、距离测量装置、拉力测量装置、机架及距离调整装置等五部分组成,整体结构简单,使用方便。
文中进一步阐述了设备的检测原理,为装置改造和使用提供基础。
关键词:提升钢丝绳;张力;悬挂长度引言多绳摩擦提升系统具有很大的优越性,得到了越来越广泛的应用。
于此同时,该提升方式也带来了钢丝绳张力不平衡问题,如不加以解决不仅会加速钢丝绳和衬垫的磨损,造成材料上的浪费,还会形成很大的安全隐患。
为了确保煤矿立井多绳摩擦提升系统的安全运行,延长提升钢丝绳的寿命,一般规定摩擦提升装置中任一提升钢丝绳的张力与平均张力之差不得超过±10%[1、2]。
为此,我国对摩擦提升钢丝绳安装采取了一系列保证钢丝绳张力平衡的措施[3、4],并研制了一些方法对钢丝绳张力进行检测[5]。
但是现阶段的检测方法控制发在,而且检测耗时影响正常生产。
为此,文章力求根据我国矿山的现场情况,提供一种摩擦提升钢丝绳张力检测装置,能够简单有效检测钢丝绳张力。
1 提升钢丝绳张力检测装置的基本结构该装置主要由钢丝绳挂钩、距离测量装置、拉力测量装置、机架及距离调整装置等五部分组成,如图1a)。
其中,距离调整机构的具体组成如图1b)。
图1张力测量装置装置使用示意图,如图2。
使用时,操作人员站在导向轮平台上,在合适的高度将弹簧挂钩挂住钢丝绳;调整测力装置和距离测量装置,使两读数同时归零;旋转距离调整装置即可测量出钢丝绳挠曲一定距离所需的拉力。
为了方便测量多股提升钢丝绳的张力,可以制作一简易支架固定于天轮平台处,支架的制造以方便安装为原则,可根据各矿导向轮平台的具体情况而定。
2 提升钢丝绳张力检测装置的理论依据有预张力钢丝绳的挠曲变形,受力状态异常复杂。
但是,在该装置的使用中,可以假设钢丝绳仅受拉力,而且在弯曲处两端拉力相等[6、7]。
多绳摩擦式提升机钢丝绳张力在线监测研究摘要:通过对多绳摩擦式提升机钢丝绳张力进行在线监测研究,找到一种矿井多绳摩擦式提升机钢丝绳张力及张力差的监测的方法,并实现张力差超限报警和载重差超限闭锁提升机等措施,以保障提升系统的安全运行。
关键词:张力;张力差;在线监测0引言近年来煤矿多绳摩擦式提升机的使用在不断增多。
矿井提升系统断绳、坠罐、过卷等事故屡有发生,实际生产中造成这些事故的主要原因是超载提升、钢丝绳张力差过大等。
超载产生的原因有提升箕斗粘煤、重复装载、副井提升操作人员判断不准确造成超载。
超载时,易烧毁电气设备;对钢丝绳造成重大损伤,甚至断丝、断绳;对整个提升机械系统造成冲击和损坏,如减速机、联轴节打齿;静荷重旋转力矩过大造成制动力矩不足无法制动,导致坠罐、过卷事故等。
钢丝绳张力差产生的原因主要有各根钢丝绳长度不同;绳槽加工误差;钢丝绳蠕动等。
张力差过大会造成钢丝绳运行时抖动大,甚至有脱槽的危险;钢丝绳磨损大,疲劳损伤,甚至断丝、断绳、绳槽衬垫过度磨损;钢丝绳与绳槽衬垫摩擦系数减小,导致钢丝绳打滑等。
《煤矿安全规程》第四百二十三条:“摩擦提升装置的绳槽衬垫磨损剩余厚度不得小于钢丝绳直径,绳槽磨损深度不得超过70mm,任一根提升钢丝绳的张力与平均张力之差不得超过±10%。
更换钢丝绳时,必须同时更换全部钢丝绳”。
所以有必要研究钢丝绳的张力差在线监测系统,以确保提升系统的安全运行。
1 多绳摩擦式提升机钢丝绳张力在线监测研究该系统研究分5步完成。
一是信号获取,就是钢丝绳张力油压传感器获取每根钢丝绳的张力和张力差油压信号;二是信号传输的无线发射和接收装置研制;三是研制信号采集装置;四是编写软件对数据进行分析处理并诊断故障;五是在线监测及控制系统研究。
大部分多绳摩擦式提升系统使用液压式钢丝绳张力自动平衡装置,此装置只能减小张力差,并不能使张力差消失。
全调压时,由于钢丝绳张力差是时刻存在的,导致钢丝绳在滚筒上来回窜绳滑动,造成滚筒绳槽衬垫和钢丝绳过度磨损。
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。
提升钢丝绳张力检测装置的研制
引言
多绳摩擦提升系统具有很大的优越性,得到了越来越广泛的应用。
于此同时,该提升方式也带来了钢丝绳张力不平衡问题,如不加以解决不仅会加速钢丝绳和衬垫的磨损,造成材料上的浪费,还会形成很大的安全隐患。
为了确保煤矿立井多绳摩擦提升系统的安全运行,延长提升钢丝绳的寿命,一般规定摩擦提升装置中任一提升钢丝绳的张力与平均张力之差不得超过± 10%[1、2] 。
为此,我国对摩擦提升钢丝绳安装采取了一系列保证钢丝绳张力平衡的措施[3、4] ,并研制了一些方法对钢丝绳张力进行检测[5] 。
但是现阶段的检测方法控制发在,而且检测耗时影响正常生产。
为此,文章力求根据我国矿山的现场情况,提供一种摩擦提升钢丝绳张力检测装置,能够简单有效检测钢丝绳张力。
1 提升钢丝绳张力检测装置的基本结构该装置主要由钢丝绳挂钩、距离测量装置、拉力测量装置、机架及距离调整装置等五部分组成,如图1a)。
其中,距离调
整机构的具体组成如图1b)。
图 1 张力测量装置
装置使用示意图,如图2。
使用时,操作人员站在导向轮平台上,在合适的高度将弹簧挂钩挂住钢丝绳;调整测力装置和距离测量装置,使两读数同时归零;旋转距离调整装置即可测量出钢丝绳
挠曲一定距离所需的拉力。
为了方便测量多股提升钢丝绳的张力,可以制作一简易支架固定于天轮平台处,支架的制造以方便安装为原则,可根据各矿导向轮平台的具体情况而定。
2 提升钢丝绳张力检测装置的理论依据有预张力钢丝绳的挠曲变形,受力状态异常复杂。
但是,在该装置的使用中,可以假设钢丝绳仅受拉力,而且在弯曲处两端拉力相等[6、7] 。
此时,钢丝绳受力分析如图3。
根据图2,得到:
(1)
这里需要说明,图2中A点为钢丝绳和摩擦轮分离点,B点为装置拉力作用点。
此时即可计算钢丝拉力:
(2)
其中:T 为钢丝绳拉力, F 为装置所测定的力。
从公式(2)中可以看出装置测量力与钢丝绳拉力之间呈线性关系,仅与A、B 点位置和钢丝绳挠曲变形量有关。
在测量多股钢丝绳张力的过程中,弹簧挂钩高度可以通过支撑架固定,即B点的位置固定,而A点的位置改变量很小可以认为不变,即L 固定。
此时,测量装置使各钢丝绳的挠曲变形量相同,即固定,测量所得到的拉力 F 值就成比例的代表了钢丝绳张力的值。
也就是说,可以根据拉力测量值直接判断钢丝绳张力的差值是否超过±10%,是否符合《规程》的要求。
3 结束语
该装置能够快速、便捷的检测各个钢丝绳张力之差,为钢丝
绳的调整提供依据,对解决钢丝绳张力不平衡问题具有重要意义。
并且,该装置能够适应我国矿山生产的具体情况,有着一定的应用前景。