CN110451417A - 一种绞车的自动计量和排绳检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种绞车的自动计量和排绳检测装置，包括PLC控制柜和排绳器，所述PLC控制柜左侧上方连接行程开关B，所述行程开关B左侧连接有丝杆，所述丝杆上方设置有导轨，所述丝杆中部安装有滑块，所述滑块中部设置有排绳轮，所述导轨中部设置有底座，所述底座上方设置有导向轮，所述底座右侧设置有脉冲涡流探头，所述底座左侧设置有霍尔传感器，所述丝杆左侧设置有行程开关A，所述行程开关A左侧设置有电磁离合器，所述电磁离合器左侧设置有变速箱，所述变速箱下方连接有链传动机构，所述链传动机构右侧连接有大内齿圈，所述电机下方安装有速度传感器，可以对卷绕的钢丝绳进行自动计量、排绳和损伤检测，结构科学合理，安全方便，值得推广。

Description

一种绞车的自动计量和排绳检测装置

技术领域

本发明属于绞车机械技术领域，具体涉及一种绞车的自动计量和排绳检测装置。

背景技术

绞车，用卷筒缠绕钢丝绳或链条提升或牵引重物的轻小型起重设备，又称卷扬机。绞车是可单独使用，也可作起重、筑路和矿井提升等机械中的组成部件，因操作简单、绕绳量大、移置方便而广泛应用。主要运用于建筑、水利工程、林业、矿山、码头等的物料升降或平拖。绞车按照动力分为手动、电动、液压三类。绞车按照功能可以分为：船用绞车、工程绞车、矿用绞车、电缆绞车等等。

现有的绞车滚筒的直径和宽度都较小，导致钢丝绳在滚筒上要缠绕很多层，绞车的稳设位置大部分达不到对中的要求，导致绞车位置与提升中心线偏差大，钢丝绳入绳角太大，以至出现不能正常排绳的现象。如果钢丝绳在滚筒上杂乱无章地缠绕，排绳混乱，则钢丝绳容易被压扁，挤出，造成压绳、挤绳现象，加快钢丝绳的磨损，缩短使用寿命；由于钢丝绳在工作过程中会受到不同程度的损坏，产生硬化和变形。而员工在绞车出绳侧利用工具进行排绳存在着很大的危险，严重影响着员工的人身安全，同时现有的绞车对钢丝长度的计量都是都过深度指示器来实现，深度指示器没有考虑随着钢丝绳收放卷产生的卷径变化，因此钢丝绳计量存在一定的误差，为此我们提出一种绞车的自动计量和排绳检测装置。

发明内容

在下文中给出关于本发明的简要概述，以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关键或重要部分，也不是意图限定本发明的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。

本发明的目的在于提供一种绞车的自动计量和排绳检测装置，可以对卷绕的钢丝绳进行自动计量、排绳和损伤检测，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：一种绞车的自动计量和排绳检测装置，包括PLC控制柜和排绳器，所述PLC控制柜左侧上方连接有行程开关B，所述行程开关B左侧连接有丝杆，所述丝杆上方设置有导轨，所述丝杆中部安装有滑块，所述滑块中部设置有排绳轮，所述导轨中部设置有底座，所述底座上方设置有导向轮，所述底座右侧设置有脉冲涡流探头，所述底座左侧设置有霍尔传感器，所述丝杆左侧设置有行程开关A，所述行程开关A左侧设置有电磁离合器，所述电磁离合器左侧设置有变速箱，所述变速箱下方连接有链传动机构，所述链传动机构右侧连接有大内齿圈，所述链传动机构下方安装有电机，所述电机下方安装有速度传感器，所述大内齿圈右侧设置有工作制动器，所述工作制动器右侧安装有卷筒，所述卷筒内部安装有行星齿轮传动器，所述卷筒右侧连接有联轴器，所述联轴器右侧安装有离合器，所述排绳器底部设置有固定架。

进一步而言，所述丝杆上设置有外螺纹，且该螺纹间距等于钢丝绳直径。

进一步而言，所述丝杆的角速度等于卷筒的角速度。

进一步而言，所述滑块与丝杆通过螺纹滑动连接。

进一步而言，所述导向轮通过底座与导轨滑动连接。

进一步而言，所述底座通过螺栓与滑块固定连接。

进一步而言，所述链传动机构和速度传感器均通过齿轮与大内齿圈固定连接。

进一步而言，所述行程开关A、行程开关B和电磁离合器均与PLC控制柜电性连接。

进一步而言，所述脉冲涡流探头和霍尔传感器均与PLC控制柜电性连接。

进一步而言，所述速度传感器与PLC控制柜电性连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：1、本发明设置了排绳器，这样钢丝绳可以整齐、紧密地排列在卷筒上，防止钢丝绳跳绳、挤绳，2、本发明采用了脉冲涡流探头和霍尔传感器，可以对钢丝绳使用情况进行检测，及时发现钢丝绳损坏情况，预防生产安全隐患，3、本发明采用了行程开关和速度传感器，能对收放卷的钢丝绳进行精确测量，本发明结构科学合理，使用安全方便，值得推广。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。

图1为本发明的整体结构俯视示意图；

图2为本发明的排绳器正视结构示意图；

图3为本发明的PLC控制柜连接示意图；

图中：1-排绳器、2-电磁离合器、3-行程开关A、4-导轨、5-脉冲涡流探头、6-导向轮、7-霍尔传感器、8-排绳轮、9-滑块、10-工作制动器、11-联轴器、12-离合器、13-行星齿轮传动器、14-卷筒、15-大内齿圈、16-速度传感器、17-电机、18-链传动机构、19-变速箱、20-PLC控制柜、21-丝杆、22-底座、23-固定架、24-行程开关B。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1、图2和图3，本发明提供一种技术方案：一种绞车的自动计量和排绳检测装置，包括PLC控制柜20和排绳器1，PLC控制柜20左侧上方连接有行程开关B24，行程开关B24左侧连接有丝杆21，丝杆21上方设置有导轨4，丝杆21中部安装有滑块9，滑块9中部设置有排绳轮8，导轨4中部设置有底座22，底座22上方设置有导向轮6，底座22右侧设置有脉冲涡流探头5，底座22左侧设置有霍尔传感器7，丝杆21左侧设置有行程开关A3，行程开关A3左侧设置有电磁离合器2，电磁离合器2左侧设置有变速箱19，变速箱19下方连接有链传动机构18，链传动机构18右侧连接有大内齿圈15，链传动机构18下方安装有电机17，电机17下方安装有速度传感器16，大内齿圈15右侧设置有工作制动器10，工作制动器10右侧安装有卷筒14，卷筒14内部安装有行星齿轮传动器13，卷筒14右侧连接有联轴器11，联轴器11右侧安装有离合器12，排绳器1底部设置有固定架23。

本实施例中，丝杆21上设置有外螺纹，且该螺纹间距等于钢丝绳直径，丝杆21的角速度等于卷筒的角速度，，滑块9与丝杆21通过螺纹滑动连接，当卷筒14转动通过链传动机构18和变速箱19带动丝杆21转动，滑块9在丝杆21上的移动会始终保持在卷筒14收卷钢丝绳的正前方，这样通过排绳轮8的钢丝绳可以整齐、紧密地排列在卷筒14上，防止钢丝绳跳绳、挤绳。

本实施例中，导向轮6通过底座22与导轨4滑动连接，底座22通过螺栓与滑块9固定连接，当卷筒14带动丝杆21转动时，滑块9在丝杆21上同步移动，同时滑块9会带动导向轮6和底座22在导轨4上滑动，进而和导向轮6和排绳轮8始终保持固定位置，方便排绳和脉冲涡流探头5对钢丝绳的检测。

本实施例中，链传动机构18和速度传感器16均通过齿轮与大内齿圈15固定连接，当卷筒4卷动带动链传动机构18转动，在变速箱19的作用下，可以使得丝杆21具有和卷筒14相同的角速度；速度传感器16通过大内齿圈15的转动，可以获得初始的线速度。

本实施例中，行程开关A3、行程开关B24和电磁离合器2均与PLC控制柜20电性连接，当滑块9运动到右限位行程开关A3时，将触发行程开关A3，行程开关A3发送开关信号到PLC控制柜20，PLC控制柜20控制电磁离合器2闭合，使得丝杆21反向运转，使得滑块9改变运动方向，向左运动；当滑块9运动到左限位行程开关B24时，将触发行程开关B24，行程开关B24发送开关信号到PLC控制柜20，PLC控制柜20控制电磁离合器2开启，使得丝杆21反向运转，使得滑块9改变运动方向，向右运动。

本实施例中，脉冲涡流探头5和霍尔传感器7均与PLC控制柜20电性连接，脉冲方波激励信号通过脉冲涡流探头5线圈时，在钢丝绳内部形成呈漩涡状流动的涡电流，钢丝绳涡电流形成钢丝绳的磁场；霍尔传感器7接收钢丝绳的变化的磁场，霍尔元件将变化的磁场信号转化成电压信号输出到PLC控制柜20。

本实施例中，速度传感器16与PLC控制柜20电性连接，当卷筒14卷绕，PLC控制柜20根据速度传感器16的初始线速度信号计算长度，当滑块9触碰行程开关A3和行程开关B24时，现有的卷径都会发生变化，原始卷径R0增加或减少一个钢丝绳直径数值，PLC控制柜20计算得到一个新的卷径值R1，并计算新的卷绕线速度，进而计算整个收放卷长度，每次触发触碰行程开关A3和行程开关B24时，PLC控制柜20计算卷径值在原来卷径值R1的基础上增加或减少一个钢丝绳直径数值，得到一个新的卷径值R1，并计算新的卷绕线速度，进而计算整个收放卷长度，卷径的增加和减少的判断可以通过PLC控制柜20的电机17正反转开关信号来确定，从而达到精确的计算结果。

本发明的工作原理及使用流程：钢丝绳检测原理是利用霍尔传感器7对脉冲涡流探头5下的钢丝绳的涡电流变化而进行的钢丝绳无损检测。具体流程是，脉冲方波激励信号通过脉冲涡流探头5线圈时，在钢丝绳内部形成呈漩涡状流动的涡电流，钢丝绳涡电流形成钢丝绳的磁场；霍尔传感器7接收钢丝绳的变化的磁场，霍尔元件将变化的磁场信号转化成电压信号输出到PLC控制柜20。

自动排绳的原理及使用流程是：经过变速箱19的传动转化，丝杆21拥有与卷筒14一致的转动角速度，且丝杆21上的螺纹间距与钢丝绳直径相同，导向轮6通过底座22在导轨4上滑动，且通过螺丝和滑块9固定连接，当卷筒14转动通过链传动机构18和变速箱19带动丝杆21转动，导致滑块9在丝杆21上移动时，底座22和导向轮6也同步在导轨4上滑动，这就保证了，导向轮4和排绳轮8始终在卷筒14收放卷钢丝绳的正前方。当滑块9运动到右限位行程开关A3时，将触发行程开关A3，行程开关A3发送开关信号到PLC控制柜20，PLC控制柜20控制电磁离合器2闭合，使得丝杆21反向运转，使得滑块9改变运动方向，向左运动；当滑块9运动到左限位行程开关B24时，将触发行程开关B24，行程开关B24发送开关信号到PLC控制柜20，PLC控制柜20控制电磁离合器2开启，使得丝杆21反向运转，使得滑块9改变运动方向，向右运动。

自动计量的原理是：现有的卷筒收放卷中关于卷绕物的计算大多数都是通过圈数乘以周长来计算，忽略了卷径的变化而导致的周长变化，计算结果不太精确；或者部分计算场合采用的是数学计算，但是通常没有考虑到实际卷绕物的大小变化情况，计算结果精度也不太高。本发明的原理是利用速度传感器计算正常的圆周长，而用行程开关A3和行程开关B24来实现卷绕物对卷径产生变化的计算。具体使用流程是，当卷筒14卷绕，PLC控制柜20根据速度传感器16的初始线速度信号计算长度，当滑块9触碰行程开关A3和行程开关B24时，现有的卷径都会发生变化，原始卷径R0增加或减少一个钢丝绳直径数值，PLC控制柜20计算得到一个新的卷径值R1，并计算新的卷绕线速度，进而计算整个收放卷长度，每次触发触碰行程开关A3和行程开关B24时，PLC控制柜20计算卷径值在原来卷径值R1的基础上增加或减少一个钢丝绳直径数值，得到一个新的卷径值R1，并计算新的卷绕线速度，进而计算整个收放卷长度，卷径的增加和减少的判断可以通过PLC控制柜20的电机17正反转开关信号来确定，从而达到精确的计算结果。

以上为本发明较佳的实施方式，本发明所属领域的技术人员还能够对上述实施方式进行变更与修改，因此，本发明并不局限于上述的具体实施方式，凡是本领域技术人员在本发明的基础上所作的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种绞车的自动计量和排绳检测装置，包括PLC控制柜（20）和排绳器（1），其特征在于：所述PLC控制柜（20）左侧上方连接有行程开关B（24），所述行程开关B（24）左侧连接有丝杆（21），所述丝杆（21）上方设置有导轨（4），所述丝杆（21）中部安装有滑块（9），所述滑块（9）中部设置有排绳轮（8），所述导轨（4）中部设置有底座（22），所述底座（22）上方设置有导向轮（6），所述底座（22）右侧设置有脉冲涡流探头（5），所述底座（22）左侧设置有霍尔传感器（7），所述丝杆（21）左侧设置有行程开关A（3），所述行程开关A（3）左侧设置有电磁离合器（2），所述电磁离合器（2）左侧设置有变速箱（19），所述变速箱（19）下方连接有链传动机构（18），所述链传动机构（18）右侧连接有大内齿圈（15），所述链传动机构（18）下方安装有电机（17），所述电机（17）下方安装有速度传感器（16），所述大内齿圈（15）右侧设置有工作制动器（10），所述工作制动器（10）右侧安装有卷筒（14），所述卷筒（14）内部安装有行星齿轮传动器（13），所述卷筒（14）右侧连接有联轴器（11），所述联轴器（11）右侧安装有离合器（12），所述排绳器（1）底部设置有固定架（23）。

2.根据权利要求1所述的绞车的自动计量和排绳检测装置，其特征在于：所述丝杆（21）上设置有外螺纹，且该螺纹间距等于钢丝绳直径。

3.根据权利要求1所述的绞车的自动计量和排绳检测装置，其特征在于：所述丝杆（21）的角速度等于卷筒的角速度。

4.根据权利要求1所述的绞车的自动计量和排绳检测装置，其特征在于：所述滑块（9）与丝杆（21）通过螺纹滑动连接。

5.根据权利要求1所述的绞车的自动计量和排绳检测装置，其特征在于：所述导向轮（6）通过底座（22）与导轨（4）滑动连接。

6.根据权利要求1所述的绞车的自动计量和排绳检测装置，其特征在于：所述底座（22）通过螺栓与滑块（9）固定连接。

7.根据权利要求1所述的绞车的自动计量和排绳检测装置，其特征在于：所述链传动机构（18）和速度传感器（16）均通过齿轮与大内齿圈（15）固定连接。

8.根据权利要求1所述的绞车的自动计量和排绳检测装置，其特征在于：所述行程开关A（3）、行程开关B（24）和电磁离合器（2）均与PLC控制柜（20）电性连接。

9.根据权利要求1所述的绞车的自动计量和排绳检测装置，其特征在于：所述脉冲涡流探头（5）和霍尔传感器（7）均与PLC控制柜（20）电性连接。

10.根据权利要求1所述的绞车的自动计量和排绳检测装置，其特征在于：所述速度传感器（16）与PLC控制柜（20）电性连接。