CN105347132A - 一种消除振动峰值的提升机钢丝绳张力监测传感器 - Google Patents
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Abstract
一种用于消除振动峰值的提升机钢丝绳张力监测传感器，包括与液压油缸伸缩杆动配合的上盖、与滑块动配合的盘体、被上盖跟盘体包裹的油腔缸体，上盖螺纹连接且盖住盘体，油腔缸体螺纹连接在盘体内，盘体与油腔缸体之间有一圈用于封油的铜环。该传感器安装于摩擦式提升机油缸平衡悬挂装置的滑块与液压缸伸缩杆之间，在钢丝绳的张力作用下液压缸的伸缩杆抵住并压缩传感器，压力经过传感器内部的油腔油液，使传感器贴有应变片的部分产生弹性变形，测得每根钢丝绳的张力，所有钢丝绳上的张力之和也即提升机所提总载荷。传感器结构设计合理，可以消除提升机工作过程中钢丝绳因抖动颤动等引起所承受张力突跳的影响，平稳准确地实时监测钢丝绳张力。
Description
技术领域
本发明涉及一种张力监测传感器，尤其是一种用于消除摩擦式提升机钢丝绳张力振动峰值的监测传感器。
背景技术
矿井提升机是煤矿生产的“咽喉”，它的安全高效运转直接关系到矿工的生命安全和煤矿的生产效率。钢丝绳是提升机重要的组成部分，它的安全可靠性能对提升机的安全起着决定性的作用，钢丝绳直接承受着提升重物的全部重量，对钢丝绳上的张力进行监测就能实时地测得所提重物总载荷，这能大大提高煤矿生产的工作效率，省时省力。在使用过程中，提升机钢丝绳受力发生抖动颤动等现象，此时钢丝绳上的张力比所提物体重力大很多，测得的数据就会有很多突跳干扰，而经过后期处理后数据容易失真。目前国内主要通过测量平衡装置的平衡油缸油压进行钢丝绳张力监测再换算成重物重量，但是这种方式无法排除油缸的摩擦力，无法准确的进行钢丝绳的张力的测量，同时也使钢丝绳的安全运行受到了限制，使煤矿企业的安全生产难以保障；本监测传感器可以排除上述限制，测量力直接是钢丝绳张力，同时还能消除振动峰值，实时准确的反应所提物体的载荷，为提升机的安全运行提供有力的技术保障。
发明内容
本发明的目的是克服已有技术的不足之处，提供一种结构简单、安全可靠，可消除振动峰值的监测传感器。
本发明的用于消除振动峰值的张力监测传感器，包括与液压油缸伸缩杆动配合的上盖、与滑块动配合的盘体、被上盖跟盘体包裹的油腔缸体；所述上盖的上端面开有支撑油缸伸缩杆的凹槽，凹槽中部开有内孔，上盖外缘上开有与凹槽内孔相通用于排线的导线引出孔B，上盖的下端面开有与盘体螺纹连接的内凹槽，所述盘体底部设有与滑块相配合的凸台，凸台中部设有注油孔，盘体上部外圈设有与上盖连接的外螺纹，盘体上部内圈设有与油腔缸体连接的内螺纹；所述油腔缸体螺纹连接在盘体内，油腔缸体上下端面中部分别开有与上盖内孔相对应的阶梯盲孔，阶梯盲孔底部设有圆形应变片，油腔缸体的下端面中部设有注油腔，圆形应变片与注油腔之间间隔为应变梁，所述油腔缸体与盘体相配合的台肩上设有密封件，用于封油的铜环，油腔缸体上部内腔底面上贴有一片圆形应变片。
所述上盖的凹槽直径大于油缸伸缩杆直径1mm；所述盘体的凸台直径比滑块槽直径小1mm。
所述的圆形应变片上均匀排列着8个引脚。
所述的注油腔的直径为20mm，深度为8mm。
所述圆形应变片与注油腔之间间隔的应变梁厚度为1.5～2mm。
所述油腔缸体的底端与盘体凹槽底面之间留有1mm的间隙H。
所述上盖的外圆柱面上设有用于安装的装配槽A。
所述油腔缸体上端面设有用于安装的装配槽C。
所述油腔缸体与盘体相配合的台肩上的密封件为封油铜环、或密封圈。
有益效果：本发明是一种适用于消除摩擦式提升机钢丝绳张力振动峰值的监测传感器,将该传感器安装于摩擦式提升机油缸平衡悬挂装置的滑块与液压缸伸缩杆之间，在钢丝绳的张力作用下液压缸的伸缩杆抵住并压缩传感器，压力经过传感器内部油腔油液的消振后，使传感器贴有应变片的部分产生弹性变形，从而测得每根钢丝绳的张力，信号经上位机处理换算即可得到提升机所提总载荷。传感器结构设计合理，不要更换提升机平衡悬挂装置的任何部件，也不会对平衡装置的平衡作用产生影响，可以消除提升机工作过程中钢丝绳因抖动颤动等引起所承受张力突跳的问题，能平稳准确地实时监测钢丝绳张力。直接在传感器结构上消除干扰信号，避免了后期算法处理带来的复杂性以及失真问题，其结构简单，安装维修方便，测量精度高，具有广泛的实用性。
附图说明
图1为本发明的结构剖面图。
图2为本发明安装于油缸平衡悬挂装置上的立体结构示意图。
图3为本发明安装于油缸平衡悬挂装置上的剖面及局部放大示意图。
图4为图3的Ⅰ放大示意图。
图中：1、中板，2、液压缸，3、液压缸伸缩杆，4、监测传感器，5、滑块，6、侧板，4-1、上盖，4-2、盘体，4-3、油腔缸体，4-4、封油铜环，4-5、圆形应变片，4-6、注油孔，4-7、注油腔。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的一个实施例作进一步的说明：
如图1所示，本发明的用于消除振动峰值的提升机钢丝绳张力监测传感器，主要由与液压油缸伸缩杆3动配合的上盖4-1、与滑块5动配合的盘体4-2、被上盖跟盘体包裹的油腔缸体4-3构成；所述上盖4-1的上端面开有支撑油缸伸缩杆3的凹槽，上盖4-1的凹槽直径大于油缸伸缩杆3直径1mm；凹槽中部开有内孔，上盖4-1外缘上开有与凹槽内孔相通用于排线的导线引出孔B，上盖4-1的下端面开有与盘体4-2螺纹连接的内凹槽，上盖4-1通过螺纹连接且盖住盘体4-2，上盖4-1的外圆柱面上设有用于安装的装配槽A，用于排线的导线引出孔B，下部凹槽内圈设有内螺纹与盘体4-2连接；所述盘体4-2的凸台直径比滑块5槽直径小1mm，所述盘体4-2底部设有与滑块5相配合的凸台，凸台中部设有注油孔4-6，盘体4-2上部外圈设有与上盖4-1连接的外螺纹，盘体4-2上部内圈设有与油腔缸体4-3连接的内螺纹；所述油腔缸体4-3螺纹连接在盘体4-2内，所述油腔缸体4-3与盘体4-2相配合的台肩上的密封件为封油铜环4-4、或密封圈；油腔缸体4-3的底端与盘体4-2凹槽底面之间留有1mm的间隙H。所述油腔缸体4-3上端面设有用于安装的装配槽C，油腔缸体4-3上端面中部开有与上盖4-1内孔相对应的阶梯盲孔，阶梯盲孔底部设有圆形应变片4-5，油腔缸体4-3的下端面中部设有注油腔4-7，注油腔4-7的直径为20mm，深度为8mm；圆形应变片4-5与注油腔4-7之间间隔为应变梁，圆形应变片4-5与注油腔4-7之间的应变梁厚度为1.5～2mm。上阶梯孔底部设有圆形应变片4-5，所述油腔缸体4-3与盘体4-2相配合的台肩上设有密封件，用于封油的铜环4-4，油腔缸体4-3上部内腔底面上贴有一片圆形应变片4-5。所述的圆形应变片4-5上均匀排列着8个引脚。
应用方式：如图2-图4所示，将监测传感器4安装在钢丝绳平衡装置上，钢丝绳平衡装置包括与钢丝绳相连的中板1、设在中板1两侧与提升重物相连的侧板6，中板1的中部开有一条形孔，条形孔内设有一液压缸2，液压油缸2固定在侧板上，液压油缸上连接有伸缩杆3，中板1的条形孔的底部嵌装有一滑块5。监测传感器4设在伸缩杆3与滑块5之间，监测传感器4的上盖4-1上部设有与液压油缸伸缩杆3动配合的凹槽，监测传感器4的盘体4-2底部设有与滑块5凹槽动配合的凸台。监测传感器4的油腔缸体4-3通过螺纹连接挤压嵌在盘体4-2内部凸台的封油铜环4-4上，油腔缸体4-3底端与盘体4-2内腔底面留有大约1mm的间隙H，通过盘体4-2凸台上的注油孔向油腔缸体4-3底部的注油腔4-7注满油，在油腔缸体4-3上部内腔底面上贴有一片圆形应变片4-5。上盖4-1通过螺纹与盘体4-2连接，紧贴与盘体4-2装配好的油腔缸体4-3上顶面，圆形应变片4-5上的8跟导线通过导线引出孔B引出。液压缸伸缩杆3底端项嵌在上盖4-1的凹槽内，两侧板6上均开有适应液压缸2和压力传感器4位置的上下条形槽，两侧板6经压片和螺栓固定在中板1上。
工作原理：用于消除摩擦式提升机钢丝绳张力振动峰值的监测传感器4，可不改变原有钢丝绳平衡装置的结构尺寸，不更换提升机平衡悬挂装置的任何部件，就可以消除提升机工作过程中钢丝绳因抖动颤动等引起所承受张力突跳的问题。上盖4-1顶面的凹槽与液压缸伸缩杆3相配合，承受液压缸伸缩杆上的正压力P，正压力通过与盘体4-2螺纹连接的上盖4-1传递到盘体4-2上；盘体4-2下端面与滑块5相配合的凸台承受滑块5产生的支反力P’,盘体4-2下端面在正压力P和支反力P’的作用下产生应变，挤压油腔缸体4-3底部注油腔4-7，改变注油腔4-7体积的大小，此时已将压力转变为油液的液压，在油液的缓冲下，钢丝绳因抖动颤动引起的张力突变在油腔内得以消除，油液的油压又使油腔缸体4-3中部的应变梁发生应变，贴于应变梁上面的圆形应变片4-5受径向弯曲和轴向剪切应力的复合应力，复合应变值由引线输出给上位机，得到钢丝绳的张力值,再经过误差补偿等计算出提升机所提总载荷。
Claims (9)
1.一种用于消除振动峰值的提升机钢丝绳张力监测传感器，其特征在于：它包括与液压油缸伸缩杆（3）动配合的上盖（4-1）、与滑块（5）动配合的盘体（4-2）、被上盖跟盘体包裹的油腔缸体（4-3）；所述上盖（4-1）的上端面开有支撑油缸伸缩杆（3）的凹槽，凹槽中部开有内孔，上盖（4-1）外缘上开有与凹槽内孔相通用于排线的导线引出孔B，上盖（4-1）的下端面开有与盘体（4-2）螺纹连接的内凹槽，所述盘体（4-2）底部设有与滑块（5）相配合的凸台，凸台中部设有注油孔（4-6），盘体（4-2）上部外圈设有与上盖（4-1）连接的外螺纹，盘体（4-2）上部内圈设有与油腔缸体（4-3）连接的内螺纹；所述油腔缸体（4-3）螺纹连接在盘体（4-2）内，油腔缸体（4-3）上端面中部开有与上盖（4-1）内孔相对应的阶梯盲孔，阶梯盲孔底部设有圆形应变片（4-5），油腔缸体（4-3）的下端面中部设有注油腔（4-7），圆形应变片（4-5）与注油腔（4-7）之间间隔为应变梁，所述油腔缸体（4-3）与盘体（4-2）相配合的台肩上设有密封件，用于封油的铜环（4-4），油腔缸体（4-3）上部内腔底面上贴有一片圆形应变片（4-5）。
2.根据权利要求1所述的用于消除振动峰值的张力监测传感器，其特征在于：所述上盖（4-1）的凹槽直径大于油缸伸缩杆（3）直径1mm；所述盘体（4-2）的凸台直径比滑块（5）槽直径小1mm。
3.根据权利要求1所述的用于消除振动峰值的张力监测传感器，其特征在于：所述的圆形应变片（4-5）上均匀排列着8个引脚。
4.根据权利要求1所述的用于消除振动峰值的张力监测传感器，其特征在于：所述的注油腔（4-7）的直径为20mm，深度为8mm。
5.根据权利要求1所述的用于消除振动峰值的张力监测传感器，其特征在于：所述圆形应变片（4-5）与注油腔（4-7）之间间隔的应变梁厚度为1.5～2mm。
6.根据权利要求1所述的用于消除振动峰值的张力监测传感器，其特征在于：所述油腔缸体（4-3）的底端与盘体（4-2）凹槽底面之间留有1mm的间隙H。
7.根据权利要求1所述的用于消除振动峰值的张力监测传感器，其特征在于：所述上盖（4-1）的外圆柱面上设有用于安装的装配槽A。
8.根据权利要求1所述的用于消除振动峰值的张力监测传感器，其特征在于：所述油腔缸体（4-3）上端面设有用于安装的装配槽C。
9.根据权利要求1所述的用于消除振动峰值的张力监测传感器，其特征在于：所述油腔缸体（4-3）与盘体（4-2）相配合的台肩上的密封件为封油铜环（4-4）、或密封圈。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Xu Guiyun Inventor after: Dai Weijun Inventor after: Dajianpu Inventor after: Zhang Xiaoguang Inventor after: Lei Gaoyang Inventor after: Song Zhenyue Inventor after: Hua Dezheng Inventor after: Zhang Yayun Inventor before: Xu Guiyun Inventor before: Dai Weijun Inventor before: Dajianpu Inventor before: Zhang Xiaoguang |
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| TA01 | Transfer of patent application right | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20170727 Address after: 221116 Research Institute of China University of Mining and Technology,, Jiangsu Applicant after: CHINA University OF MINING AND TECHNOLOGY Applicant after: XUZHOU DAHENG MEASUREMENT & CONTROL TECHNOLOGY Co.,Ltd. Address before: 221116 Research Institute, China University of Mining and Technology, Xuzhou University, Jiangsu, China, Applicant before: CHINA University OF MINING AND TECHNOLOGY |
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| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20170901 |