CN102507068A - 一种用于张力衰减绞车的内置式缆绳张力测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于张力衰减绞车的内置式缆绳张力测量装置，包括张力轮、大轴承、施力套、力传感器、传感器座、法兰套和平键。本发明的特点是通过将力传感器设置为横向受力，使张力轮将所承受的缆绳张力沿合力方向通过施力套作用在内置于法兰套内的力传感器上，并通过在平键与施力套之间及施力套与法兰套之间设置合适的间隙保证传感器不受装置重力的影响，保证张力测量的精度和稳定性，并能在一定范围内适应缆绳包角的变化。

Description

一种用于张力衰减绞车的内置式缆绳张力测量装置

技术领域

本发明涉及一种测量装置，尤其是一种基于承重、输电、通信于一体电缆的张力衰减绞车内置式缆绳张力测量装置。

背景技术

缆绳张力测量可以提供缆绳受载时承受拉力变化。传统三辊式缆绳张力测量方法常用于钢丝绳的张力测量，当缆绳为电缆时，该测量方法由于不满足电缆最小折弯半径的要求会影响缆绳使用寿命而不适于电缆的张力测量。

发明专利“张力测量装置”(ZL200980114914.8)将张力测量装置构造成将测量目标对象的长磁性元件的一部分直流磁化到接近饱和磁化强度的范围，通过检测已磁化位置的表面附近的空间磁场强度，并根据检测值测量作用于磁性元件的张力。由于该测量方法属非接触测量，对于钢丝绳这样的磁性元件具有应用价值，但对于电缆等非磁性元件的张力测量则无能为力。

实用新型专利“一种绞车张力测量装置”(ZL200820241196.3)给出了一种缆绳张力测量装置，应用于立式结构的绞车。由限位块和承力块将单绳槽滑轮固定在绞车内侧壁，通过调节安装夹上下位置的螺母给力传感器施加一个预压力来修正测量轮自重带来的测量误差。这种方式只能在安全前一次性调整，之后因封闭在箱体内而不能调整，且如果调整不合适，容易造成承力块卡住而影响张力测量精度。

发明内容

本发明为克服现有技术的缺陷和不足，提出一种用于张力衰减绞车内的缆绳张力测量装置，主从绞盘采用新的卧式布置结构方案，使张力测量不受测量轮自重影响的张力测量装置。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种用于张力衰减绞车的内置式缆绳张力测量装置，包括张力轮1、大轴承2、施力套3、力传感器4、传感器座5、法兰套6和平键7；所述张力轮1为外圆设有单个圆弧绳槽及中心设有阶梯内孔的圆盘，孔内装有大轴承2；其特征在于：所述力传感器4设置成水平或与水平成一小夹角方向受力；所述施力套3内孔为设有键槽的通孔且外圆为三段阶梯短圆柱的环套，外圆中间段圆柱面与大轴承2内圈紧配合；所述法兰套6的外圆为阶梯圆柱，其中小直径段外圆与施力套3内孔之间设有间隙δ1，内孔为阶梯孔，在外端面沿阶梯外圆母线平行方向设有一方孔6a，该方孔6a在阶梯圆柱面一段为方槽，力传感器4固定在传感器座5上并通过法兰套6的方孔6a插入方槽，传感器4触头4a面向施力套3的内孔，在相对方槽呈180°对面的较小直径段圆柱面设有键槽，键槽内设置的平键7与施力套3内孔键槽宽度方向设有间隙δ2，高度方向设有间隙δ3+δ4。

进一步，所述传感器4中心线和平键7中心线为同一直线并通过法兰套6轴线，中心线与水平夹角为±1/2α。

再进一步，施力套3内孔与法兰套6外圆之间的配合间隙δ1为0.3～0.5mm，平键7侧面与施力套3键槽之间的间隙δ2为0.3～0.4mm，平键7顶面与施力套3键槽底面之间间隙δ3+δ4＝0.6～0.8mm。

此外，所述张力轮1在大轴承2外圈一侧设有轴向限位端盖，所述施力套3在大轴承2内圈一侧设有轴向限位端盖，所述法兰套6阶梯圆柱的小直径端端面设有轴向限位端盖。

本发明的有益效果是通过将力传感器设置为横向受力，使张力轮将所承受的缆绳张力沿合力方向通过施力套作用在内置于法兰套内的力传感器上，并通过在平键与施力套之间及施力套与法兰套之间设置合适的间隙保证传感器不受装置重力的影响，保证张力测量的精度和稳定性，并能在一定范围内适应缆绳包角的变化。

附图说明

附图1是本发明结构示意图(缆绳未受载)；

附图2是本发明结构示意图(缆绳受载)；

附图3是图2的A-A剖视图(逆时针转90°)。

图中：1、张力轮，2、大轴承，3、施力套，4、力传感器，4a、触头，5、传感器座，6、法兰套，6a、方孔，7、平键，8、轴承，9、支撑轴，10、缆绳。

具体实施方式

下面通过本发明用于一种张力衰减绞车中的张力测量为实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：

图1为本装置在缆绳不受力状态的结构示意图，由外向内依次包括张力轮1、大轴承2、施力套3、力传感器4、传感器座5、平键7、法兰套6；张力轮1内孔与大轴承2外圈套装，大轴承2内圈与施力套3外圆套装，施力套3与法兰套6套装，法兰套6固定于绞车箱体，法兰套6的孔内经轴承8与支承轴9配合安装。

缆绳10未受力时，在张力轮1、大轴承2、施力套3的重力G作用下，使施力套3内孔与法兰套6外圆之间的间隙δ1位于下方，这时传感器4的触头4a与施力套内孔之间亦存在间隙δ4，使传感器4输出为零。平键7的作用是阻止施力套3的转动，平键7与法兰套6键槽为紧配合，平键7侧面与施力套3存在间隙δ2，平键7顶面与施力套3键槽底部存在间隙δ3。为便于说明工作原理，图中各间隙的图示距离较实际距离进行了适当放大。实际中应合理设置间隙的大小，间隙设置过大会造成运行中会使张力轮1可能产生晃动，间隙设置过小，有可能造成张力轮1卡住不能产生微量滑移。本实施例δ1设置为0.3～0.5mm，δ2设置为0.3～0.4mm，δ3+δ4设置为0.6～0.8mm。

图2为本装置在缆绳受力状态下的结构示意图，这时，施力套3随张力轮1左移，张力轮1将缆绳10的进缆和出缆各自对张力轮1施加的拉力F0的合力F通过大轴承2经施力套3传递给力传感器4的触头4a。施力套3与法兰套6之间设置较大间隙的作用是在张力轮1不受缆绳10拉力时施力套3与力传感器4触头4a不接触，按图示缆绳10下端张力F0为水平方向，缆绳10上端张力F0与水平夹角为α，则合力F的方向与水平夹角为1/2α，可以通过合力计算公式将力传感器4所测得的合力F转换成缆绳10所受张力F0。只要满足张力轮1在不受力时施力套3与力传感器4的触头4a无接触的条件，具体应用时α角就可以在0至一定角度范围内变化。力传感器4所受压力通过传感器座5支撑于法兰套6。平键7的作用是阻止施力套3相对法兰套6转动，保证传感器4的触头4a只承受来自施力套3的压力，但允许施力套3与法兰套6之间在所受合力方向产生微量径向滑动，使力传感器4触头4a受力变化时能产生正常应变。此时，δ1变为δ1’，δ3变为δ3’，δ4＝0。

图3为图2的A-A剖视图(逆时针转90°)，单绳槽张力轮1阶梯孔与大轴承2外圈配合安装，大轴承2左端靠紧张力轮1大直径沉孔端面，右端通过与张力轮1固定的端盖限位；大轴承2内圈与施力套3外圆阶梯圆柱中段配合安装，左端靠紧左台阶端面，右端通过与施力套3固定的端盖限位。施力套3与法兰套6左段较小直径外圆套装，通过与法兰套6左端面固定的端盖保持轴向限位。法兰套6与绞车箱体固定，固定在传感器座5上的力传感器4通过法兰套6的方孔6a插入，传感器座5的右端通过挡条和螺钉与法兰套6固定。支撑轴9通过轴承8支撑于法兰套6的内孔。平键7与法兰套6之间为紧配合，与施力套3键槽在宽度和高度方向留有合适的间隙，以保证既能阻止施力套3转动，又能使施力套3在受力时相对于平键7产生一定的径向滑动。当缆绳10不受力时施力套3在重力作用下回落，使之与力传感器4的触头4a分离，从而使力传感器4的测量值不受张力轮1等重力的影响。

Claims (4)

1.一种用于张力衰减绞车的内置式缆绳张力测量装置，包括张力轮(1)、大轴承(2)、施力套(3)、力传感器(4)、传感器座(5)、法兰套(6)和平键(7)；所述张力轮(1)为外圆设有单个圆弧绳槽及中心设有阶梯内孔的圆盘，孔内装有大轴承(2)；其特征在于：所述力传感器(4)设置成水平或与水平成±1/2α方向受力；所述施力套(3)内孔为设有键槽的通孔且外圆为三段阶梯短圆柱的圆环套，外圆中间段圆柱面与大轴承(2)内圈紧配合；所述法兰套(6)的外圆为阶梯圆柱，其中小直径段外圆与施力套(3)内孔之间设有间隙δ1，内孔为阶梯孔，在外端面沿阶梯外圆母线平行方向设有一方孔(6a)，该方孔(6a)在阶梯圆柱面一段为方槽，力传感器(4)固定在传感器座(5)上并通过法兰套(6)的方孔(6a)插入方槽，传感器(4)触头(4a)面向施力套(3)的内孔，在相对方槽呈180°对面的较小直径段圆柱面设有键槽，键槽内设置的平键(7)与施力套(3)内孔键槽宽度方向设有间隙δ2，高度方向设有间隙δ3+δ4。

2.根据权利要求1所述的一种用于张力衰减绞车的内置式缆绳张力测量装置，其特征在于：所述传感器(4)中心线和平键(7)中心线为同一直线并通过法兰套(6)轴线，中心线与水平夹角为±1/2α。

3.根据权利要求1所述的一种用于张力衰减绞车的内置式缆绳张力测量装置，其特征在于：施力套(3)内孔与法兰套(6)外圆之间的配合间隙δ1为0.3～0.5mm，平键(7)侧面与施力套(3)键槽之间的间隙δ2为0.3～0.4mm，平键(7)顶面与施力套(3)键槽底面之间间隙δ3+δ4＝0.6～0.8mm。

4.根据权利要求1所述的一种用于张力衰减绞车的内置式缆绳张力测量装置，其特征在于：所述张力轮(1)在大轴承2外圈一侧设有轴向限位端盖，所述施力套(3)在大轴承(2)内圈一侧设有轴向限位端盖，所述法兰套(6)阶梯圆柱的小直径端端面设有轴向限位端盖。

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