CN104459192A - 一种钢丝绳卷筒机构出绳状态检测试验台 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种钢丝绳卷筒机构出绳状态检测试验台，包括安装架，安装架一端设有卷筒，驱动装置与卷筒轴联接，轴编码器二与驱动装置联接；安装架另一端设有定滑轮安装杆、张紧架和配重架，定滑轮安装架设置在定滑轮安装杆和安装架上，定滑轮安装架设有定滑轮，轴编码器一和定滑轮联接，张紧架设有动滑轮，张紧定滑轮安装架设置在张紧架和安装架上，张紧定滑轮安装架设有张紧定滑轮，配重架设有张紧动滑轮；钢丝绳绕过定滑轮和动滑轮，钢丝绳的两端缠绕在卷筒上，张紧钢丝绳绕过张紧定滑轮和张紧动滑轮，钢丝绳的两端与安装架固定；卷筒上方和端部设有摄像头。本发明可以精确检测出钢丝绳在滚筒中心线方向的出绳速度和出绳量。
Description
技术领域
本发明涉及矿井提升及涉及钢丝绳卷筒机构相关设备的技术领域，特别涉及一种钢丝绳卷筒机构出绳状态检测试验台。
背景技术
矿井提升机在矿山生产中占有重要的地位。其中，钢丝绳卷筒机构是核心部件，同时广泛应用于化工、港口等各个领域。在应用中，需获知钢丝绳的出绳速度和出绳量，以保证提升重物在运行中的安全。现有的钢丝绳卷筒机构，是使用轴编码器与卷筒轴直接或间接联接，测出卷筒转速和转动角度，通过数学计算可以得到钢丝绳的出绳速度和出绳量。但是由于钢丝绳出绳偏角和钢丝绳缠绕半径的变化，导致钢丝绳沿卷筒中心线方向的出绳速度和出绳量随之变化，因此这种方法得到的出绳速度和出绳量是不准确的。
发明内容
发明目的：本发明的目的是克服已有技术中的不足，为解决现有钢丝绳卷筒机构出绳速度和出绳量检测不准确的问题，提供一种结构简单，检测结果准确，适应性好的钢丝绳卷筒机构出绳状态检测试验台，为钢丝绳出绳状态检测技术的实际应用和改进提供参考。
为了实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案：一种钢丝绳卷筒机构出绳状态检测试验台，包括安装架、配重架、钢丝绳、驱动装置、卷筒、张紧架、张紧钢丝绳、轴编码器一、轴编码器二、摄像头一、摄像头二和上位机；所述安装架的一端设有卷筒和驱动装置，所述卷筒包括转轴和设置在转轴上的筒体，转轴两端设有轴承和轴承座，驱动装置与卷筒联接，所述轴编码器二通过联轴器二与驱动装置联接；所述安装架的另一端设有调高滑杆、张紧架导轨和配重导轨，所述定滑轮安装杆设置在调高滑杆上，所述张紧架通过导向套安装在张紧架导轨上，所述配重架通过导向套安装在配重导轨上，定滑轮安装架设置在定滑轮安装杆和张紧架上方的安装架上，所述定滑轮安装架设有定滑轮，轴编码器一通过联轴器一和定滑轮联接，张紧架上端设有动滑轮，张紧定滑轮安装架设置在张紧架下端、张紧架下方的安装架和配重架上方的安装架上，所述张紧定滑轮安装架设有张紧定滑轮，配重架上端设有张紧动滑轮；所述钢丝绳绕过定滑轮和动滑轮，钢丝绳的两端分别缠绕在卷筒上，所述张紧钢丝绳绕过张紧定滑轮和张紧动滑轮，钢丝绳的两端通过绳卡与安装架固定；所述摄像头一设置在卷筒的上方，所述摄像头二设置在卷筒的端部，所述上位机通过数据线分别连接轴编码器一、轴编码器二、摄像头一和摄像头二。
本发明中，优选的，所述筒体圆周沿轴向间隔设有若干挡绳板，相邻两个挡绳板之间形成绳槽；筒体两端设有封板，所述封板上贴有标记纸。
本发明中，优选的，所述配重架设有若干配重块，所述配重块两侧设有配重块挡板，所述配重块挡板下端通过转动销轴和配重架铰接，配重块挡板上端通过螺栓与配重架固定。
本发明中，优选的，所述定滑轮安装杆和安装架均设有T型滑槽，所述定滑轮安装架通过T型螺栓与T型滑槽联接。
本发明中，优选的，所述调高滑杆设有T型滑槽，所述定滑轮安装杆通过滑动折板和T型螺栓与T型滑槽联接。
本发明中，优选的，所述安装架设有摄像头一安装杆和摄像头二安装杆，所述摄像头一安装杆和摄像头二安装杆设有T型滑槽，摄像头一滑杆通过T型螺栓与摄像头一安装杆的T型滑槽联接，摄像头二滑杆通过T型螺栓与摄像头二安装杆的T型滑槽联接，所述摄像头一与摄像头一滑杆固定，所述摄像头二与摄像头二滑杆固定。
有益效果：本发明解决了现有钢丝绳卷筒机构中出绳速度和出绳量检测不准确的问题，可以精确检测出钢丝绳在滚筒中心线方向的出绳速度和出绳量；并且出绳仰角、出绳偏角、张力大小以及摄像头位置可以根据需要调节，适应性好；通过本发明的钢丝绳张紧结构可用较小重量的配重得到较大的钢丝绳张力；同时，可以通过上位机直接对试验台和钢丝绳出绳状态进行控制和检测，为钢丝绳出绳状态检测技术的实际应用和改进提供了参考。
附图说明
图1是本发明的钢丝绳出绳状态检测试验台主视图；
图2是本发明的钢丝绳出绳状态检测试验台立体结构示意图；
图3是本发明的钢丝绳出绳状态检测实验台卷筒主视图；
图4是本发明的钢丝绳出绳状态检测实验台卷筒侧视图；
图5是本发明的钢丝绳出绳状态检测试验台张紧架安装结构示意图；
图6是本发明的钢丝绳出绳状态检测试验台配重架安装立体结构示意图；
图7是本发明的钢丝绳出绳状态检测试验台定滑轮安装结构示意图；
图8是本发明的钢丝绳出绳状态检测试验台T型螺栓和T型滑槽剖视图；
图9是本发明的钢丝绳出绳状态检测实验台理论模型；
图10是本发明的钢丝绳出绳状态检测实验台计算模型；
图中：1-安装架，2-配重架，3-定滑轮安装架，4-定滑轮，5-钢丝绳，6-驱动装置，7-摄像头一，8-卷筒，9-轴编码器二，10-控制箱，11-上位机，12-动滑轮，13-轴编码器一，14-联轴器一，15-轴编码器安装板，16-轴承座，17-摄像头二，18-联轴器二，19-挡绳板，20-封板，21-标记纸，22-配重导轨，23-调高滑杆，24-T型螺栓，25-定滑轮安装杆，26-转轴，27-筒体，28-摄像头一滑杆，29-摄像头一安装杆，30-螺栓，31-摄像头二安装杆，32-摄像头二滑杆，33-导向套，34-导轨压板，35-配重块挡板，36-滑动折板，37-配重块，38-张紧架，39-张紧架导轨，40-张紧定滑轮，41-张紧定滑轮安装架，42-张紧钢丝绳，43-绳卡，44-转动销轴，45-张紧动滑轮，46-T型滑槽。
具体实施方式：
下面结合附图对本发明做更进一步的解释。
如图1至8所示，本发明的一种钢丝绳卷筒机构出绳状态检测试验台包括安装架1、配重架2、钢丝绳5、驱动装置6、卷筒8、张紧架38、张紧钢丝绳42、轴编码器一13、轴编码器二9、摄像头一7、摄像头二17和上位机11。
所述安装架1的一端设有卷筒8和驱动装置6。所述卷筒8包括转轴26和设置在转轴26上的筒体27，所述筒体27圆周沿轴向间隔设有四块挡绳板19，其中，最左侧挡绳板和中间靠左侧一块挡绳板之间形成一个绳槽，最右侧挡绳板和中间靠右侧一块挡绳板之间形成另一个绳槽，筒体27两端设有封板20，所述封板20上贴有标记纸21，转轴26两端设有轴承和轴承座16，轴承座16通过螺栓固定在安装架1上。所述驱动装置6包括驱动电机、减速箱和控制箱10，驱动电机、减速箱和控制箱10通过螺栓固定在安装架1上，控制箱10通过数据线与驱动电机连接，驱动电机输出轴与减速箱输入轴联接，减速箱输出轴与转轴26连接。所述轴编码器二9通过联轴器二18与驱动装置6的减速箱输出轴联接，同时通过轴编码器安装板15固定在安装架1上。
所述安装架1的另一端设有调高滑杆23、张紧架导轨39和配重导轨22，调高滑杆23、张紧架导轨39和配重导轨22的下端固定在安装架1上，张紧架导轨39和配重导轨22的上端通过导轨压板34与安装架1固定。所述定滑轮安装杆25设置在调高滑杆23上，调高滑杆23设有T型滑槽46，定滑轮安装杆25两端设有滑动折板36，滑动折板36设有与T型滑槽46相适配的T型螺栓24，定滑轮安装杆25两端通过滑动折板36和T型螺栓24与T型滑槽46联接，通过旋松T型螺栓24可使定滑轮安装杆25沿T型滑槽46上下滑动，进而调整定滑轮安装杆25的上下位置，通过旋紧T型螺栓24可使定滑轮安装杆25固定。所述张紧架38通过导向套33安装在张紧架导轨39上，张紧架38可沿张紧架导轨39上下滑动，所述配重架2通过导向套33安装在配重导轨22上，配重架2可沿配重导轨22上下滑动。配重架2设有若干配重块37，所述配重块37两侧设有配重块挡板35，所述配重块挡板35下端通过转动销轴44和配重架2铰接，配重块挡板35上端通过螺栓30与配重架2固定。通过转动配重块挡板35可以方便的增减配重块37数量。定滑轮安装架3设置在定滑轮安装杆25和张紧架38上方的安装架1上，定滑轮安装杆25和安装架1均设有T型滑槽46，所述定滑轮安装架3通过T型螺栓24与T型滑槽46联接。通过旋松T型螺栓24可使定滑轮安装架3沿T型滑槽46左右滑动，进而调整定滑轮安装架3的左右位置，通过旋紧T型螺栓24可使定滑轮安装架3固定。定滑轮安装架3设有定滑轮4，轴编码器一13通过联轴器一14和定滑轮4联接，同时通过轴编码器安装板15固定在定滑轮安装杆25上。张紧架38上端设有动滑轮12。张紧定滑轮安装架41设置在张紧架38下端、张紧架38下方的安装架1和配重架2上方的安装架1上，所述张紧定滑轮安装架41设有张紧定滑轮40，其中，在配重架2上方的安装架1上也设有T型滑槽46，张紧定滑轮安装架41通过T型螺栓24与T型滑槽46联接，通过旋松T型螺栓24可使张紧定滑轮安装架41沿T型滑槽46左右滑动，进而调整张紧定滑轮安装架41的左右位置，通过旋紧T型螺栓24可使张紧定滑轮安装架41固定。配重架2上端设有张紧动滑轮45。
所述钢丝绳5依次绕过各个定滑轮4和动滑轮12，本实施例中，定滑轮安装杆25左、右各有一个定滑轮4，张紧架38上方的安装架1左、右各有一个定滑轮4，张紧架38上端左、右各有一个动滑轮12。钢丝绳5依次绕过定滑轮安装杆25左侧定滑轮4、张紧架38上方安装架1左侧定滑轮4、张紧架38上端左侧动滑轮12、张紧架38上端右侧动滑轮12、张紧架38上方安装架1右侧定滑轮4、定滑轮安装杆25右侧定滑轮4。钢丝绳5的两端分别缠绕在卷筒8筒体27上的两个绳槽上。
所述张紧钢丝绳42依次绕过各个张紧定滑轮40和张紧动滑轮45，本实施例中，张紧架38下端左、中、右各有一个张紧定滑轮40，张紧架38下方的安装架1左、中、右各有一个张紧定滑轮40，配重架2上方的安装架1右侧有一个张紧定滑轮40，配重架2上端左、右各有一个张紧动滑轮45。张紧钢丝绳42依次绕过张紧架38下端左侧张紧定滑轮40、张紧架38下方安装架1左侧张紧定滑轮40、张紧架38下端中间张紧定滑轮40、张紧架38下方安装架1中间张紧定滑轮40、张紧架38下端右侧张紧定滑轮40、张紧架38下方安装架1右侧张紧定滑轮40、配重架2上方安装架1右侧张紧定滑轮40、配重架2上端右侧张紧动滑轮45和配重架2上端左侧张紧动滑轮45。张紧钢丝绳42的一端通过绳卡43与张紧架38下方的安装架1固定，张紧钢丝绳42的另一端通过绳卡43与配重架2上方的安装架1固定。
所述摄像头一7设置在卷筒8的上方，所述摄像头二17设置在卷筒8远离驱动装置6一侧的端部，所述安装架1还设有摄像头一安装杆29和摄像头二安装杆31，所述摄像头一安装杆29和摄像头二安装杆31设有T型滑槽46，摄像头一滑杆28通过T型螺栓24与摄像头一安装杆29的T型滑槽46联接，摄像头二滑杆32通过T型螺栓24与摄像头二安装杆31的T型滑槽46联接，所述摄像头一7与摄像头一滑杆28固定，所述摄像头二17与摄像头二滑杆32固定。通过旋松T型螺栓24可使摄像头一滑杆28和摄像头二滑杆32沿T型滑槽46左右滑动，进而调整摄像头一7和摄像头二17的左右位置，通过旋紧T型螺栓24可使摄像头一7和摄像头二17固定。
如图9和10所示，在试验台运行前，通过拧松和拧紧相应T型螺栓24调整摄像头一7和摄像头二17的位置，以保证摄像头获取清晰图像；通过拧松和拧紧相应T型螺栓24调整定滑轮4和定滑轮安装板3在定滑轮安装杆25上的左右位置，以调节钢丝绳5的出绳偏角θ；通过拧松和拧紧相应T型螺栓24调整定滑轮安装杆25在调高滑杆23中的上下位置，以调节钢丝绳5的出绳仰角从而调节钢丝绳5沿滚筒8绕绳段中心线到定滑轮4的距离L的大小；通过配重块挡板35添加或减少配重2中配重块37的个数调整配重2的整体重量，从而调节钢丝绳张力的大小。
在试验台运行时，轴编码器一13与定滑轮4联接在一起，定滑轮4旋转的总角度为钢丝绳5在定滑轮4上的绕绳半径为R1，钢丝绳5实际出绳量为H1，实际出绳速度为v1。根据测算出钢丝绳5的实际出绳量H1；根据v1＝dH1/dt，测算出钢丝绳5的实际出绳速度v1。
在试验台运行时，轴编码器二9与驱动装置6联接在一起，卷筒8旋转的总角度为钢丝绳5在卷筒8上的绕绳半径为R2，钢丝绳5参考出绳量为H2，参考出绳速度为v2。根据测算出钢丝绳5的参考出绳量H2；根据v2＝dH2/dt，测算出钢丝绳5的参考出绳速度v2。
在试验台运行时，卷筒8上钢丝绳5出绳偏角为θ，出绳位置与卷筒8绕绳段中心线的距离为δ，钢丝绳5沿卷筒8绕绳段中心线到定滑轮4的距离为L，卷筒8旋转的总角度为钢丝绳5在卷筒8上的绕绳半径为R2，钢丝绳5改进出绳量为H3，改进出绳速度为v3。根据测算出钢丝绳5的改进出绳量H3；根据v3＝dH3/dt，测算出钢丝绳5的改进出绳速度v3。其中，卷筒8的总角度是通过摄像头二17拍摄标记纸21识别计算得出；出绳位置与卷筒8绕绳段中心线的距离δ通过摄像头一7在卷筒8正上方拍摄钢丝绳5出绳位置识别计算得出。
通过三组数据的对比，可以精确检测出钢丝绳在滚筒中心线方向的出绳速度和出绳量。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种钢丝绳卷筒机构出绳状态检测试验台，其特征在于：包括安装架(1)、配重架(2)、钢丝绳(5)、驱动装置(6)、卷筒(8)、张紧架(38)、张紧钢丝绳(42)、轴编码器一(13)、轴编码器二(9)、摄像头一(7)、摄像头二(17)和上位机(11)；所述安装架(1)的一端设有卷筒(8)和驱动装置(6)，所述卷筒(8)包括转轴(26)和设置在转轴(26)上的筒体(27)，转轴(26)两端设有轴承和轴承座(16)，驱动装置(6)与卷筒(8)联接，所述轴编码器二(9)通过联轴器二(18)与驱动装置(6)联接；所述安装架(1)的另一端设有调高滑杆(23)、张紧架导轨(39)和配重导轨(22)，所述定滑轮安装杆(25)设置在调高滑杆(23)上，所述张紧架(38)通过导向套(33)安装在张紧架导轨(39)上，所述配重架(2)通过导向套(33)安装在配重导轨(22)上，定滑轮安装架(3)设置在定滑轮安装杆(25)和张紧架(38)上方的安装架(1)上，所述定滑轮安装架(3)设有定滑轮(4)，轴编码器一(13)通过联轴器一(14)和定滑轮(4)联接，张紧架(38)上端设有动滑轮(12)，张紧定滑轮安装架(41)设置在张紧架(38)下端、张紧架(38)下方的安装架(1)和配重架(2)上方的安装架(1)上，所述张紧定滑轮安装架(41)设有张紧定滑轮(40)，配重架(2)上端设有张紧动滑轮(45)；所述钢丝绳(5)绕过定滑轮(4)和动滑轮(12)，钢丝绳(5)的两端分别缠绕在卷筒(8)上，所述张紧钢丝绳(42)绕过张紧定滑轮(40)和张紧动滑轮(45)，张紧钢丝绳(42)的两端通过绳卡(43)与安装架(1)固定；所述摄像头一(7)设置在卷筒(8)的上方，所述摄像头二(17)设置在卷筒(8)的端部，所述上位机(11)通过数据线分别连接轴编码器一(13)、轴编码器二(9)、摄像头一(7)和摄像头二(17)。
2.根据权利要求1所述的一种钢丝绳卷筒机构出绳状态检测试验台，其特征在于：所述筒体(27)圆周沿轴向间隔设有若干挡绳板(19)，相邻两个挡绳板(19)之间形成绳槽；筒体两端设有封板(20)，所述封板(20)上贴有标记纸(21)。
3.根据权利要求1所述的一种钢丝绳卷筒机构出绳状态检测试验台，其特征在于：所述配重架(2)设有若干配重块(37)，所述配重块(37)两侧设有配重块挡板(35)，所述配重块挡板(35)下端通过转动销轴(44)和配重架(2)铰接，配重块挡板(35)上端通过螺栓(30)与配重架(2)固定。
4.根据权利要求1所述的一种钢丝绳卷筒机构出绳状态检测试验台，其特征在于：所述定滑轮安装杆(25)和安装架(1)均设有T型滑槽(46)，所述定滑轮安装架(3)通过T型螺栓(24)与T型滑槽(46)联接。
5.根据权利要求1所述的一种钢丝绳卷筒机构出绳状态检测试验台，其特征在于：所述调高滑杆(23)设有T型滑槽(46)，所述定滑轮安装杆(25)通过滑动折板(36)和T型螺栓(24)与T型滑槽(46)联接。
6.根据权利要求1所述的一种钢丝绳卷筒机构出绳状态检测试验台，其特征在于：所述安装架(1)设有摄像头一安装杆(29)和摄像头二安装杆(31)，所述摄像头一安装杆(29)和摄像头二安装杆(31)设有T型滑槽(46)，摄像头一滑杆(28)通过T型螺栓(24)与摄像头一安装杆(29)的T型滑槽(46)联接，摄像头二滑杆(32)通过T型螺栓(24)与摄像头二安装杆(31)的T型滑槽(46)联接，所述摄像头一(7)与摄像头一滑杆(28)固定，所述摄像头二(17)与摄像头二滑杆(32)固定。
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