CN108083046A - 一种矿山立井提升系统钢丝绳负载监测方法 - Google Patents
一种矿山立井提升系统钢丝绳负载监测方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种矿山立井提升系统钢丝绳负载监测方法，包括：通过提升容器匀速下放阶段的钢丝绳重量变化值和对应的应变变化值，得到钢丝绳单位重量对应的应变变化值；通过工控机将轴承座上的应变变化值与空载下放过程中测得的钢丝绳重量的标定值进行比较计算，得到提升容器在装载‑提升‑卸载过程中的载荷变化值，并与预先设定的核定载荷进行比较，从而识别出提升系统钢丝绳张力在各个进程是否有异常。本发明结构简单，使用及更换方便，成本较低，将测点设在轴承座上，避免了对提升系统的改造和加工，降低了监测系统对提升系统的影响，适用于各种矿山立井缠绕式提升系统的负载检测，测量效果好。
Description
技术领域
本发明涉及一种矿山立井提升系统钢丝绳负载监测方法，尤其适用于缠绕式提升的矿山立井系统的负载监测。
背景技术
提升机是广泛应用于工矿企业的重要设备，提升钢丝绳是矿井提升系统中的重要承重部件，因此需要对提升钢丝绳进行正确的维护，实时检测提升钢丝绳的张力，防止提升钢丝绳张力超出其本身的承受极限而断裂。
目前在矿山立井提升中对提升机的负载尚没有实用的监测方法，因此，在提升机运行过程中出现过载，无法发出报警信号提醒提升机司机立即停止运行，一旦发生这类事故往往造成严重的人身和财产损失。一般的监测是通过在钢丝绳末端加装压力传感器等方法，容易破坏了钢丝绳原来的完整性，而且在改造期间，也影响了提升机的正常生产，且不便于监测装置的维护和更换。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种矿山立井提升系统钢丝绳负载监测方法，具有结构简单、使用更换方便、成本较低等特点，将测点设在轴承座上，避免对提升系统的改造和加工，降低监测系统对提升系统的影响。
技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种矿山立井提升系统钢丝绳负载监测方法，包括：
A、所述钢丝绳由提升装置放出，绕经天轮后连接至提升容器；所述天轮的轴承座上布置有应变计，且应变计位于钢丝绳所成夹角的中线上，通过应变计实时检测轴承座所受钢丝绳的最大张力；所述应变计通过信号线一与应变采集仪连接，且应变采集仪与工控机进行信号连接；所述位置信号编码器设置于提升装置的主轴上，经信号线二与工控机连接，通过位置信号编码器采集与提升容器连接的钢丝绳的长度变化；
B、提升容器空载下放过程中，通过位置信号编码器得到与提升容器连接的钢丝绳的长度变化，从而得到钢丝绳的质量变化值，同时通过应变计得到轴承座上对应的应变变化值，进而通过提升容器匀速下放阶段的钢丝绳重量变化值和对应的应变变化值，得到钢丝绳单位重量对应的应变变化值，即钢丝绳重量对应的应变标定值；
C、提升容器装载过程中，通过工控机将装载过程中轴承座上的应变变化值与空载下放过程中测得的钢丝绳重量的标定值进行比较计算，得到提升容器装载过程中的载荷变化值，并与预先设定的核定载荷进行比较，在装载的载荷达到核定载荷时，停止装载；
D、提升容器装载提升过程中，通过应变采集仪实时采集应变花的信号，进而对钢丝绳张力进行实时监测；
E、提升容器卸载过程中，通过实时测得的应变变化值来检测提升容器中的负载是否完全卸载。
进一步的，所述提升容器在装载时所测得的应变变化值中包含了钢丝绳本身的重量，需要去掉容器上方连接的钢丝绳自身的重量，才能测得提升容器实际装载的载荷大小。
进一步的，所述应变计采用应变片或应变花。
进一步的，所述应变采集仪与工控机之间设置有光电转换器一、光电转换器二，应变采集仪由网线一连接至光电转换器一，光电转换器一通过光纤与光电转换器二连接实现远距离信号传输，再由网线二连接至工控机。
进一步的，所述应变采集仪包括放大电路、桥路电路、滤波电路，对电信号进行放大、滤波等处理。
有益效果：本发明提供的一种矿山立井提升系统钢丝绳负载监测方法，相对于现有技术，具有以下优点：1、将测点设在轴承座上，避免了对提升系统的改造和加工，降低了监测系统对提升系统的影响，适用于各种矿山立井缠绕式提升系统的负载检测；2、结构简单，成本较低，操作及安装方便，测量效果好，便于维护和更换，在本技术领域内具有广泛的实用性。
附图说明
图1为本发明实施例的结构示意图；
图2为本发明实施例中应变片张贴的结构示意图；
图3为本发明实施例的结构框图；
图中包括：1、提升装置，2、钢丝绳，3、天轮，4、天轮平台，5、提升容器，6、轴承座，7、应变计，8、信号线一，9、应变采集仪，10、网线一，11、光电转换器一，12、光纤，13、光电转换器二，14、网线二，15、工控机，16、位置信号编码器，17、信号线二。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
一种矿山立井提升系统钢丝绳负载监测方法，包括：
A、如图1、2所示，所述提升系统钢丝绳负载监测系统主要由提升装置1、钢丝绳2、架设天轮3和轴承座6的天轮平台4、提升容器5、应变计7、应变采集仪9、工控机15、位置信号编码器16构成；
其中，所述应变计7是由三个不同的轴向(0°、45°、90°)敏感栅的电阻应变计组成；应变计7贴于轴承座6右下角，右下角为轴承座6受钢丝绳2张力最大处，最大处为钢丝绳2夹角中线上。张贴应变计7时，提升容器5是空载的且静止的处于井口位置。应变计7中的三个电阻应变计在受力情况下得到电信号变化，通过信号线一8传输到应变采集仪9中，应变采集仪9中有放大电路、桥路电路、滤波电路，对电信号进行放大，滤波等处理。如图3所示，应变采集仪9将处理好的信号通过网线一10传输到光电转换器一11，光电转换器一11将信号转换为光信号，机房端通过光电转换器二13接受光纤12传输过来的光信号，再通过网线二14传输到工控机15里。
所述位置信号编码器16通过信号线二17将信号传输到工控机15中，得到与提升容器5上方连接的钢丝绳2的长度变化，由于钢丝绳2的密度是固定的，从而得到钢丝绳2的重量变化值。在提升容器5空载下降过程中，通过提升容器5匀速下放阶段的钢丝绳2重量变化值和对应的应变变化值，得到钢丝绳2单位重量对应的应变变化值，即用应变对钢丝绳2的重量进行标定。
所述提升容器5在装载时所测得的应变变化值中包含了钢丝绳2本身的重量，因此，需要去掉容器5上方连接的钢丝绳2自身的重量，才能测得提升容器5实际装载的载荷大小，可以通过工控机预先设定核定载荷的大小，以免出现过载情况。
B、提升容器5空载下放过程中，通过提升容器5匀速下行时测得的应变以及钢丝绳2重量变化，得到钢丝绳2重量的标定值；
C、提升容器5装载过程中，通过将装载过程中应变变化值与下放过程中测得的钢丝绳2重量的标定值进行比较计算，得到提升容器5装载过程中的载荷变化值，并与预先设定的核定载荷进行比较，在装载的载荷达到核定载荷时，关闭提升容器5的罐笼，不再进行装载；
D、提升容器5装载提升过程中，通过应变采集仪9实时采集应变花7的信号，对钢丝绳张力进行实时监测，以及时监测可能出现的张力突变情况，并采取相应的应对措施；
E、提升容器5卸载过程中，通过实时测得的应变变化值来检测提升容器5中的负载是否完全卸载，从而达到提升系统负载监测的目的。
本实施例中，所述工控机15里的上位机对实时传输过来的三组应变信号，通过公式进行数学计算得到应变变化值。
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 (5)
1.一种矿山立井提升系统钢丝绳负载监测方法，其特征在于，包括：
A、所述钢丝绳(2)由提升装置(1)放出，绕经天轮(3)后连接至提升容器(5)；所述天轮(3)的轴承座(6)上布置有应变计(7)，且应变计(7)位于钢丝绳(2)所成夹角的中线上，通过应变计(7)实时检测轴承座(6)所受钢丝绳(2)的最大张力；所述应变计(7)通过信号线一(8)与应变采集仪(9)连接，且应变采集仪(9)与工控机(15)进行信号连接；所述位置信号编码器(16)设置于提升装置的主轴上，且经信号线二(17)与工控机(15)连接，通过位置信号编码器(16)采集与提升容器(5)连接的钢丝绳(2)的长度变化；
B、提升容器(5)空载下放过程中，通过位置信号编码器(16)得到与提升容器(5)连接的钢丝绳(2)的长度变化，从而得到钢丝绳(2)的质量变化值，同时通过应变计(7)得到轴承座(6)上对应的应变变化值，进而通过提升容器(5)匀速下放阶段的钢丝绳(2)重量变化值和对应的应变变化值，得到钢丝绳(2)单位重量对应的应变变化值，即钢丝绳(2)重量对应的应变标定值；
C、提升容器(5)装载过程中，通过工控机(15)将装载过程中轴承座(6)上的应变变化值与空载下放过程中测得的钢丝绳(2)重量的标定值进行比较计算，得到提升容器(5)装载过程中的载荷变化值，并与预先设定的核定载荷进行比较，在装载的载荷达到核定载荷时，停止装载；
D、提升容器(5)装载提升过程中，通过应变采集仪(9)实时采集应变花的信号，进而对钢丝绳(2)张力进行实时监测；
E、提升容器(5)卸载过程中，通过实时测得的应变变化值来检测提升容器(5)中的负载是否完全卸载。
2.根据权利要求1所述的一种矿山立井提升系统钢丝绳负载监测方法，其特征在于，所述提升容器(5)在装载时所测得的应变变化值中包含了钢丝绳(2)本身的重量，需要去掉容器上方连接的钢丝绳(2)自身的重量，才能测得提升容器(5)实际装载的载荷大小。
3.根据权利要求1所述的一种矿山立井提升系统钢丝绳负载监测方法，其特征在于，所述应变计(7)采用应变片或应变花。
4.根据权利要求1所述的一种矿山立井提升系统钢丝绳负载监测方法，其特征在于，所述应变采集仪(9)与工控机(15)之间设置有光电转换器一(11)、光电转换器二(13)，应变采集仪(9)由网线一(10)连接至光电转换器一(11)，光电转换器一(11)通过光纤(12)与光电转换器二(13)连接实现远距离信号传输，再由网线二(14)连接至工控机(15)。
5.根据权利要求1所述的一种矿山立井提升系统钢丝绳负载监测方法，其特征在于，所述应变采集仪(9)包括放大电路、桥路电路、滤波电路。
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