CN104502445A - 一种钢丝绳探伤用自动夹持装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种钢丝绳探伤用自动夹持装置，包括机座、设置在机座上的机箱和机架组件，机箱包括内部装有与PLC相连的电磁阀的箱体，机座上设有能够使箱体沿其水平滑动的滑轨，箱体的上方设有能够夹持钢丝绳的夹持机构和相对于箱体旋转并进行探伤的机架组件；机架组件包括导向机构和夹持组件上进行探伤的探头；通过电磁阀驱动气缸带动机箱和机架组件向钢丝绳运动，并通过电磁阀驱动气缸带动导向机构贴合到钢丝绳上，通过电磁阀驱动气缸带动夹持组件上的探头的开启和闭合，从而完成对钢丝绳的夹持和探伤。本装置能够实现完全自动化夹持，实现探头与钢丝绳相对位置的自校准功能，并且通过远程计算机实现远程监控，保证钢丝绳探伤系统的安全稳定运行。

Description

一种钢丝绳探伤用自动夹持装置

技术领域

本发明属于无损探测技术领域，具体涉及磁性检测技术、缺陷定位技术、远程数据传输技术等技术，设计一种钢丝绳探伤用自动夹持装置。

技术背景

矿井提升设备是矿山最重要的大型机电设备之一,是联系井下与地面的主要设备。作为提升设备的关键件、易损件钢丝绳,它的正常与否,直接关系到矿井的安全生产。

为确保钢丝绳安全可靠,高效地工作,对钢丝绳的运行状况,如断丝、磨损、锈蚀以及疲劳、剩余承载能力、安全系数等各项进行检测是十分必要的。

钢丝绳无损检测行业需要一种钢丝绳探伤用自动夹持装置，以保证钢丝绳探头在远程操控下实现检测前自动夹紧、检测结束后自动松开的功能，以保证检测过程中探头的稳定性，实现检测过程中对探头与钢丝绳相对位置的自校准功能，以及对钢丝绳设备及无损检测探头的保护，避免磨损。

传统的钢丝绳检测方法是人工目视检查。这一方法由专职检测人员定期对使用中的钢丝绳进行观察。采用卡尺测量绳径,手摸或肉眼寻找缺陷。显然,人工目视检查只能发现钢丝绳中露在外部的缺陷(如断丝),而对内部的断丝、锈蚀等缺陷则无能为力。且人工检查速度较慢,受人为因素影响较大,检查结果可靠性差。

目前常见的探头夹持装置不能实现自动化夹持，或者自动化程度不高，夹持精度不高，无法实现远程操控。

发明内容

本发明要解决的问题是：从根本上解决原有夹持方式的不足，实现完全的自动化夹持功能，在夹持过程中实现探头与钢丝绳相对位置的自校准功能，并且通过远程计算机实现远程监控，保证钢丝绳探伤系统的安全稳定运行。

本发明实现目的采用的技术方案是：

一种钢丝绳探伤用自动夹持装置，包括机座、设置在机座上的机箱和机架组件，所述机箱包括内部装有与PLC相连的电磁阀的箱体，机座上设有能够使箱体沿其水平滑动的滑轨，箱体的上方设有能够夹持钢丝绳的夹持机构和相对于箱体旋转并进行探伤的机架组件；机架组件包括导向机构和夹持组件上进行探伤的探头；通过电磁阀驱动气缸带动机箱和机架组件向钢丝绳运动，并通过电磁阀驱动气缸带动导向机构贴合到钢丝绳上，通过电磁阀驱动气缸带动夹持组件上的探头的开启和闭合，从而完成对钢丝绳的夹持和探伤。

进一步地，所述机座包括由三个平行设置的竖直梁，以及通过一对轨道连接三个竖直梁构成的固定座，固定座上中部竖直梁上设有沿一个竖直梁滑动的气缸a；与机箱连接的滑块a置于所述轨道上，滑块a通过螺栓与箱体相连，通过气缸a推动箱体与滑块a在轨道上滑动。

进一步地，所述机架组件包括设在箱体顶部的底座，底座的四个角上各设一竖直架，各竖直架上分别通过轴各连接一三角连杆，四个三角连杆通过轴和连杆将两两连接到一起；其中一个轴上连接一与底座相连的气缸b，四个三角连杆各自的另一个角通过轴连接夹持探伤装置的支撑杆，并将其倾斜支撑。

进一步地，所述四个三角连杆能够分别沿轴作360°旋转。

进一步地，通过所述三角连杆将支撑杆的一端倾斜支撑的角度为5°。

进一步地，所述倾斜设置的支撑杆的上方设有导向机构和夹持组件，支撑杆与导向机构之间设有减震装置。

进一步地，所述减震装置包括设在倾斜设置的支撑杆上的一对导向块，一对导向块之间夹持有一压块，压块通过贯穿在导向块的U形槽中的销轴与导向块相接；一对导向块中间装有弹簧，压块从导向块中间穿过并压在弹簧上。

进一步地，所述夹持组件包括一对能够开启和闭合的探头，一对探头通过气缸c驱动连接在其底部的支撑板a和支撑板b的移动进行启闭。

进一步地，所述支撑板a和支撑板b分别连接滑块b沿滑轨滑动，气缸c设置在所述支撑板a和支撑板b之间。

进一步地，所述电磁阀分别与气缸a、气缸b和气缸c连接。

相对于现有技术，本发明的有益效果在于：

1)机箱通过电磁阀驱动气缸带动能够沿机座做水平滑动，不需要人工手动操作，可远距离控制机箱滑动带动探头到达检测位置，使人员在检测时更安全方便。

2)机架组件通过气缸驱动，可以使探头相对于箱体作圆弧旋转夹持住钢丝绳，并具有导向、定位、自动夹持等功能。

3)倾斜支撑的导向机构可以将待探伤的钢丝绳在一定的角度被精准的夹持，其对钢丝绳有导向支撑作用，可以有效的减小钢丝绳的抖动、偏移及角度的变化使检测的数据更加准确，在钢丝绳上下震动时导向机构会通过其下方的的弹簧起到减震效果，此为一级减震。

4)当一级减震不能完全将钢丝绳抖动卸载完，这样力会向下传递，这时支撑杆与导向机构之间的减震装置会起到继续减震作用，压块受力会压缩导向块中间的弹簧从而实现二级减震。

5)当钢丝绳左右震动时夹紧装置会随钢丝绳的左右摆动在滑轨上左右运动，这样会有效的保护夹紧装置不会受到钢丝绳震动的应力而损坏。

6)一对能够在电磁阀驱动支撑板从而带动启闭的探头，在气缸作用下可使探头自动夹持待检钢丝绳，避免人员直接接触运动的钢丝绳。

附图说明

图1是本发明装置的结构示意图。

图2是本发明的机座结构示意图。

图3是本发明的机箱结构示意图。

图4(a)、图4(b)和图4(c)是本发明的机架组件结构示意图。

图5(a)、图5(b)和图5(c)是本发明的夹持组件结构示意图。

图6(a)和图6(b)是本发明的减震装置结构示意图。

其中：1、机架组件，2、机箱，3、机座，4、固定座，5、气缸a，6、轨道，7、滑块a，8、箱体，9、电磁阀，10、夹持组件，11、导向机构，12、支撑杆，13、轴a，14、三角连杆，15、轴b，16、轴c，17、底座，18、气缸b，19、连杆，20、轴d，21轴e，22轴f，23减震装置，24探头，25支撑板a，26气缸c，27支撑板b，28滑块b，29滑轨，30销轴，31弹簧，32压块，33导向块。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施对本发明的自动夹持装置做进一步描述。

如图1所示，本装置可分3大部分：包括机座3、设置在机座3上的机箱2和机架组件1。主要部件有固定座4，气缸a5，轨道6，滑块a7，箱体8，电磁阀9，夹持组件10，导向机构11，支撑杆12，轴a13，三角连杆14，轴b15，轴c16，底座17，气缸b18，连杆19，轴d20，轴e21，轴f22，减震装置23，探头24，支撑板a25，气缸c26，支撑板b27，滑块b28，滑轨29，销轴30，弹簧31，压块32，导向块33。

其中：机箱2包括内部装有与PLC相连的电磁阀9的矩形结构的箱体8，见图3所示；机座3上设有通过电磁阀9带动能够使箱体8沿其水平滑动的滑轨，箱体8的上方设有通过电磁阀9带动能够夹持钢丝绳的夹持机构和相对于箱体8旋转并进行探伤的机架组件1，机架组件1包括导向机构11和夹持组件10上进行探伤的探头24。

结合图4(a)、图5(a)所示，装置通过电磁阀9驱动气缸带动机箱2和机架组件1向钢丝绳运动，并通过电磁阀9驱动气缸带动导向机构11贴合到钢丝绳上，同时，通过PLC控制电磁阀9驱动气缸带动夹持组件10上的探头24的开启和闭合，从而完成对钢丝绳的夹持和探伤。

如图2所示，机座3包括由三个平行设置的竖直梁之间连接一对轨道6构成的固定座4，固定座4是固定于地面上，固定座4上中部竖直梁上设有沿一个竖直梁滑动的气缸a5；与机箱2的箱体8连接的滑块a7置于所述轨道6上，箱体8底面放置于滑块a7之上通过螺栓将两部件连接起来；轨道6和气缸a5分别通过螺栓与固定座4连接；一对轨道6共装有4个滑块a7，滑块a7通过螺栓与箱体8相连，气缸a5前端与箱体8通过螺栓连接，可使气缸a5推动箱体8与滑块a7在轨道上滑动。

如图4(a)、图4(b)和图4(c)所示，机架组件1包括设在箱体8顶部的底座17，底座17放置于箱体8上方通过螺栓将两个部件连接起来；底座17的四个角上各设一竖直架，各竖直架上分别通过轴b15和轴e21各连接一三角连杆14，四个三角连杆14通过轴c16、轴d20和连杆19将两两连接到一起，轴c16上连接一与底座17相连的气缸b18，气缸b18的底端通过螺丝与底座17连接；四个三角连杆14各自的另一个角通过轴f22和轴a13与夹持探伤装置的支撑杆12连接，并将其倾斜支撑。四个三角连杆14连接支撑杆12后将支撑杆12的一端倾斜支撑的角度为5°。三角连杆14能够分别沿轴b15和轴e21做360°旋转。倾斜设置的支撑杆12的上方设有导向机构11和夹持组件10，支撑杆12与导向机构11之间设有减震装置23。

导向机构11设有两个，分别通过两个轴销连接在支撑杆12上部基座上；两个导向机构除了具有导向作用还装有弹簧减震装置23。

如图5(a)、图5(b)所示，夹持组件10包括一对能够开启和闭合的探头24，一对滑块b28的下方设有一对连接一对探头24启闭的支撑板a25、支撑板b27，一对探头24通过气缸c26驱动连接在其底部的支撑板a25和支撑板b27移动进行启闭。探头24的两边分别通过螺栓与支撑板a25、支撑板b27连接。气缸c26设置在支撑板a25、支撑板b27之间，气缸c26的底端与支撑板a25使用螺栓连接，气缸c26的顶端与支撑板b27使用螺母连接。

如图5(c)所示，两个导向机构11之间的支撑杆12上部基座上设有滑轨29，滑轨29放置于导向机构11上通过螺栓连接；夹持组件10连接一对滑块b28置于所述滑轨29上，两个滑块b28可在滑轨29上滑动。

如图6(a)和图6(b)所示，减震装置23包括设在倾斜设置的支撑杆12上的一对导向块33，一对导向块33之间夹持有一压块32，压块32通过贯穿在导向块33的U形槽中的销轴30与导向块33相接；一对导向块33中间装有弹簧31，压块32从导向块33中间穿过并压在弹簧上。

本发明装置的电磁阀9分别与气缸a5、气缸b18和气缸c26连接。通过电磁阀驱动气缸a5、气缸b18和气缸c26带动相应的机构运动。

工作时，自动夹持装置的电磁阀9驱动气缸a5带动机箱2和机架组件1向钢丝绳运动,当机箱2和机架组件1运动到指定位置时会停止。电磁阀9驱动气缸b18顶轴c16使2个三角连杆14绕轴b15转动并通过连杆19带动另2个三角连杆14绕轴e21同时转动，支撑杆12会同时绕轴a13和轴f22转动，并带动导向机构11和夹持组件10向左上方运动，终点与起点位置相比较其向上运动了136mm、向左运动了104mm，如图4(a)所示。运动后的支撑杆12角度为5°保持不变(图4(a)为为运动前的初始位置)，使导向机构11贴合到钢丝绳上，并且保持导向机构11与钢丝绳角度一致。气缸c26的初始状态为打开(图5中(a))，这时的钢丝绳是正好穿过探头24的中间，电磁阀9驱动气缸c26运动，使气缸c26带动支撑板a25、支撑板b27在滑轨29上向中间滑动，支撑板a25、支撑板b27分别带动探头24两边向中间合拢，气缸c26完成闭合动作时探头24将完成夹持钢丝绳的动作(图5(c))，整体完成自动夹持功能。

以上实施例仅是对本发明的参考说明，并不构成对本发明内容的任何限制，显然在本发明的思想下，可做出不同形式的结构变更，但这些均在本发明的保护之列。

Claims (10)

1.一种钢丝绳探伤用自动夹持装置，包括机座(3)、设置在机座(3)上的机箱(2)和机架组件(1)，其特征在于：所述机箱(2)包括内部装有与PLC相连的电磁阀(9)的箱体(8)，机座(3)上设有能够使箱体(8)沿其水平滑动的滑轨，箱体(8)的上方设有能够夹持钢丝绳的夹持机构和相对于箱体(8)旋转并进行探伤的机架组件(1)；机架组件(1)包括导向机构(11)和夹持组件(10)上进行探伤的探头(24)；通过电磁阀(9)驱动气缸带动机箱(2)和机架组件(1)向钢丝绳运动，并通过电磁阀(9)驱动气缸带动导向机构(11)贴合到钢丝绳上，通过电磁阀(9)驱动气缸带动夹持组件(10)上的探头(24)的开启和闭合，从而完成对钢丝绳的夹持和探伤。

2.根据权利要求1所述的钢丝绳探伤用自动夹持装置，其特征在于：所述机座(3)包括由三个平行设置的竖直梁，以及通过一对轨道(6)连接三个竖直梁构成的固定座(4)，固定座(4)上中部竖直梁上设有沿一个竖直梁滑动的气缸a(5)；与机箱(2)连接的滑块a(7)置于所述轨道(6)上，滑块a(7)通过螺栓与箱体(8)相连，通过气缸a(5)推动箱体(8)与滑块a(7)在轨道(6)上滑动。

3.根据权利要求1所述的钢丝绳探伤用自动夹持装置，其特征在于：所述机架组件(1)包括设在箱体(8)顶部的底座(17)，底座(17)的四个角上各设一竖直架，各竖直架上分别通过轴各连接一三角连杆(14)，四个三角连杆(14)通过轴和连杆(19)将两两连接到一起；其中一个轴上连接一与底座(17)相连的气缸b(18)，四个三角连杆(14)各自的另一个角通过轴连接夹持探伤装置的支撑杆(12)，并将其倾斜支撑。

4.根据权利要求3所述的钢丝绳探伤用自动夹持装置，其特征在于：四个三角连杆(14)能够分别沿轴作360°旋转。

5.根据权利要求3所述的钢丝绳探伤用自动夹持装置，其特征在于：通过所述三角连杆(14)将支撑杆(12)的一端倾斜支撑的角度为5°。

6.根据权利要求3所述的钢丝绳探伤用自动夹持装置，其特征在于：所述倾斜设置的支撑杆(12)的上方设有导向机构(11)和夹持组件(10)，支撑杆(12)与导向机构(11)之间设有减震装置(23)。

7.根据权利要求6所述的钢丝绳探伤用自动夹持装置，其特征在于：所述减震装置(23)包括设在倾斜设置的支撑杆(12)上的一对导向块(33)，一对导向块(33)之间夹持有一压块(32)，压块(32)通过贯穿在导向块(33)的U形槽中的销轴(30)与导向块(33)相接；一对导向块(33)中间装有弹簧(31)，压块(32)从导向块(33)中间穿过并压在弹簧上。

8.根据权利要求1所述的钢丝绳探伤用自动夹持装置，其特征在于：所述夹持组件(10)包括一对能够开启和闭合的探头(24)，一对探头(24)通过气缸c(26)驱动连接在其底部的支撑板a(25)和支撑板b(27)移动进行启闭。

9.根据权利要求8所述的钢丝绳探伤用自动夹持装置，其特征在于：所述支撑板a(25)和支撑板b(27)分别连接滑块b(28)沿滑轨(29)滑动，气缸c(26)设置在所述支撑板a(25)和支撑板b(27)之间。

10.根据权利要求1-6任一项所述的钢丝绳探伤用自动夹持装置，其特征在于：所述电磁阀(9)分别与气缸a(5)、气缸b(18)和气缸c(26)连接。