CN104326319B - 一种矿井提升机天轮监测系统 - Google Patents

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    • B66B5/0031—Devices monitoring the operating condition of the elevator system for safety reasons

Abstract

本发明公开一种矿井提升机天轮监测系统，属于矿井提升设备技术领域。包括PLC控制器、传感器模块及安装在天轮轴轴承座上的轴承端盖(10)，轴承端盖设有传感器模块的安装位置，传感器模块包括安装在轴承端盖外端面的轴向加速度传感器(30)，安装在轴承端盖圆柱面的径向加速度传感器(20)，以及安装在轴承端盖外端面的温度传感器(40)；径向加速度传感器具有两个且相隔90°安装；温度传感器伸进轴承端盖(10)的一端与轴承相接触；传感器模块将信号输送至PLC控制器，PLC控制器与报警装置相连。本发明集成温度传感器、三方向加速度传感器和摄像仪一体于轴承端盖上，安装时一次定位，并可以远程实时监测天轮的运行状况。

Description

一种矿井提升机天轮监测系统
技术领域
本发明涉及一种矿井提升机天轮监测系统，属于矿井提升设备技术领域。
背景技术
天轮是矿井立井井架最上方调节钢丝绳运动方向的定滑轮，其作用是撑起连接提升机卷筒和提升容器的钢丝绳，并引导钢丝绳转向。如图1所示，包括两端支撑在轴承座3上的天轮轴5、固定在天轮轴5上的两个挡圈4、设在天轮轴5上位于两个挡圈4之间的天轮1；在天轮1的轴孔与天轮轴5之间有套在该天轮轴5上并与所述天轮1固定连接的轴瓦2；轴承6安装在两端的轴承座3上并用轴承端盖6密封定位。
矿井立井井架最上方调节钢丝绳运动方向的天轮用于承载着罐笼、吊桶或者立井箕斗的重量，因此矿井提升机天轮是矿井提升系统的重要组成部分，其安全与高效运行是矿山安全生产的重要一环，如果不能及时发现天轮运行故障将会造成重大的停产事故，但由于天轮安装位置特殊，故障处理危险性高、难度大、效率低，且检修人员无法实时监控天轮的运行情况，只能定期到天轮平台检修，这大大增加了天轮的故障率。
天轮常出现的故障是振动加剧、偏摆严重及运行噪声增大等，其原因主要是由于天轮轴承及轴瓦发热严重或已被损坏。针对这些故障现有的应对措施是在轴承及轴瓦上加装温度传感器和振动传感器，用于监测天轮轴承运行时的温度和振动，并及时反馈给处理系统。但天轮出厂时并没有预留监测传感器的安装位置，在后续监测传感器的安装过程中，安装难度大、复杂性高，安装位置分散，无法保证传感器的工作精度，无法实现天轮运行工况的有效监测。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种矿井提升机天轮监测系统，简化监测传感器的安装流程，提高传感器的工作精度，远程实时监测天轮的运行，监测系统运行稳定、安全、可靠。
为了实现上述目的所采用的技术方案：一种矿井提升机天轮监测系统，包括PLC控制器、传感器模块以及安装在天轮轴轴承座上的轴承端盖，轴承端盖设有传感器模块的安装位置，传感器模块包括安装在轴承端盖外端面的轴向加速度传感器，安装在轴承端盖圆柱面的径向加速度传感器，以及安装在轴承端盖外端面的温度传感器；径向加速度传感器具有至少两个且每两个之间相隔90°安装；温度传感器伸进轴承端盖的一端与轴承相接触；传感器模块将信号输送至PLC控制器，PLC控制器与报警装置相连。
矿井提升机的天轮在工作运行时，天轮轴上的轴承会随着天轮运转产生振动，振动分为轴向窜动和径向跳动，因此在轴承端盖的端面和圆柱面上均设置有加速度传感器，用于监测轴承的振动情况；当天轮的轴承润滑油不足或是出现损坏时，轴承的温度就会快速升高，因此在轴承端盖的端面设置温度传感器用于监测轴承的温度。在轴承端盖预留监测传感器的安装位置，一方面，简化了传感器安装流程，另一方面，保证了传感器的工作精度。
作为进一步的改进，轴承端盖外端面的上侧设有摄像仪支架，摄像仪安装于摄像仪支架的上侧。
摄像仪支架用于支撑摄像仪，其结构形式有多种，可以采用三角形支架等连接方式。
优选的，摄像仪支架包括支撑架和安装座，支撑架的下端与轴承端盖铰接，支撑架的上端与安装座的底部铰接。
摄像仪支架可以围绕其与轴承端盖的铰点转动，调整到便于观察的位置后，调整安装座绕其与支撑架的铰点转动，保证安装座始终水平，然后固定安装座与支撑架的相对位置。可旋转的摄像仪支架便于监控天轮的各个角度位置，使得监测信息更加全面精确。
摄像仪为红外高清一体化高速云台网络摄像仪。
温度传感器伸进轴承端盖的一端与轴承的内圈相接触。
更进一步改进，PLC控制器具有以太网接口，PLC控制器将信号数据分析处理结果通过以太网传输至远程上位机；摄像仪将采集的视频信号通过以太网传输至远程上位机。
摄像仪将视频信号传输至上位机，可以实现远程对现场的实时监控，及早发现天轮运行故障，降低故障率。
PLC控制器通过对所采集的信号数据进行分析处理、故障预判断后，将结果输送至远程上位机，从而实现对天轮的实时在线监测，并提高监测精度、准确性和可靠性，同时，网络传输方式稳定可靠、数据传输速率高、采集的数据实时准确。
附图说明
图1为现有技术的天轮装置；
图2为本发明轴承端盖及其附件的主视图；
图3为图2的A-A向剖视图；
图4为图3中I处的局部放大视图；
图5本发明的系统流程示意图；
图中：10、轴承端盖，20、径向加速度传感器，30、轴向加速度传感器，40，温度传感器，50、摄像仪支架，51、支撑架，52、安装座，60、摄像仪。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图2和图3所示，一种矿井提升机天轮监测系统，包括PLC控制器、传感器模块以及安装在天轮轴轴承座上的轴承端盖10，轴承端盖10设有传感器模块的安装位置，传感器模块包括安装在轴承端盖外端面的轴向加速度传感器30，安装在轴承端盖圆柱面的径向加速度传感器20，以及安装在轴承端盖外端面的温度传感器40；径向加速度传感器20具有至少两个且每两个之间相隔90°安装；温度传感器40伸进轴承端盖10的一端与轴承相接触；传感器模块将信号输送至PLC控制器，PLC控制器与报警装置相连。
矿井提升机的天轮在工作运行时，天轮轴上的轴承会随着天轮运转产生振动，振动分为轴向窜动和径向跳动，因此在轴承端盖的端面和圆柱面上均设置有加速度传感器，用于监测轴承的振动情况；当天轮的轴承润滑油不足或是出现损坏时，轴承的温度就会快速升高，因此在轴承端盖的端面设置温度传感器用于监测轴承的温度。在轴承端盖预留各个传感器的安装位置，一方面，简化了传感器安装流程，另一方面，保证了传感器的工作精度。
作为进一步的改进，轴承端盖10外端面的上侧设有摄像仪支架50，摄像仪60安装于摄像仪支架50的上侧。
摄像仪支架用于支撑摄像仪，其结构形式有多种，可以采用三角形支架等连接方式。
优选的方案如图4所示，摄像仪支架50包括支撑架51和安装座52，支撑架51的下端与轴承端盖10铰接，支撑架51的上端与安装座52的底部铰接。
摄像仪支架50可以围绕其与轴承端盖10的铰点转动，调整到便于观察的位置后，调整安装座52绕其与支撑架51的铰点转动，保证安装座52始终水平，然后固定安装座52与支撑架51的相对位置。可旋转的摄像仪支架便于监控天轮的各个角度位置，使得监测信息更加全面精确。
摄像仪60为红外高清一体化高速云台网络摄像仪。
温度传感器40伸进轴承端盖10的一端与轴承的内圈相接触。
更进一步改进如图5所示，PLC控制器具有以太网接口，PLC控制器将信号数据分析处理结果通过以太网传输至远程上位机；摄像仪60将采集的视频信号通过以太网传输至远程上位机。
摄像仪将视频信号输送至上位机，可以实现远程对现场的实时监控，并实现监测画面的存储、回播等功能，及早发现天轮运行故障，降低故障率。
PLC控制器通过对所采集的信号数据进行分析处理、故障预判断后，将结果传输至远程上位机，并具有故障报警、存储、查询等功能，从而实现对天轮运行工况的在线监测，提高监测精度、准确性和可靠性。网络传输方式稳定可靠、数据传输速率高、采集的数据实时准确。
设计与原轴承端盖尺寸、安装位置相同的端盖，并将所需传感器集成安装到轴承端盖上。现场安装时取掉原有端盖，将本装置直接固定在天轮轴承对应位置，与原轴承连接固定即可。
本发明集成温度传感器、三方向加速度传感器和摄像仪一体于轴承端盖上，安装时一次定位，既简化安装流程，又能提高传感器的工作精度，本发明以PLC可编程控制系统为核心，并具有以太网接口，PLC控制器将采集到的轴承温度、三方向加速度等信号数据进行分析处理、故障预判断后，将结果以及摄像仪采集的视频信号通过以太网传输至远程上位机，实现对天轮运行工况的实时在线监测，监测系统运行稳定、安全、可靠。

Claims (6)

1.一种矿井提升机天轮监测系统，包括PLC控制器、传感器模块以及安装在天轮轴轴承座上的轴承端盖(10)，其特征在于：轴承端盖(10)预留各个传感器的安装位置，传感器模块包括安装在轴承端盖外端面的轴向加速度传感器(30)，安装在轴承端盖圆柱面的径向加速度传感器(20)，以及安装在轴承端盖外端面的温度传感器(40)；径向加速度传感器(20)具有至少两个且每两个之间相隔90°安装；温度传感器(40)伸进轴承端盖(10)的一端与轴承相接触；传感器模块将信号输送至PLC控制器，PLC控制器与报警装置相连。
2.如权利要求1所述的矿井提升机天轮监测系统，其特征在于：轴承端盖(10)外端面的上侧设有摄像仪支架(50)，摄像仪(60)安装于摄像仪支架(50)的上侧。
3.如权利要求2所述的矿井提升机天轮监测系统，其特征在于：摄像仪支架(50)包括支撑架(51)和安装座(52)，支撑架(51)的下端与轴承端盖(10)铰接，支撑架(51)的上端与安装座(52)的底部铰接。
4.如权利要求3所述的矿井提升机天轮监测系统，其特征在于：摄像仪(60)为红外高清一体化高速云台网络摄像仪。
5.如权利要求4所述的矿井提升机天轮监测系统，其特征在于：温度传感器(40)伸进轴承端盖(10)的一端与轴承的内圈相接触。
6.如权利要求2至5任一权利要求所述的矿井提升机天轮监测系统，其特征在于：PLC控制器具有以太网接口，PLC控制器将信号数据分析处理结果通过以太网传输至远程上位机；摄像仪(60)将采集的视频信号通过以太网传输至远程上位机。
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