CN114104909B - 一种摩擦轮衬垫结构及钢丝绳张力监测机构 - Google Patents

Abstract

一种摩擦轮衬垫及钢丝绳张力监测机构，张力监测机构包括摩擦轮及其轮槽内布设的衬垫，所述衬垫上表面设有钢丝绳槽，衬垫下方的容置槽内设有压力传感器，在所述容置槽内设有调节支撑件和底部支撑件，调节支撑件与压力传感器相接并将压力传感器压在容置槽底部，底部支撑件能够通过顶丝将衬垫与摩擦轮之间的相对作用力施加在调节支撑件上，调节支撑件和底部支撑件中的一个与顶丝螺纹配合连接，另一个与顶丝的端部相抵接，通过旋转顶丝调节底部支撑件与调节支撑件的间隙，以此补偿压力传感器及其抵接部件的塑性形，从而保证监测精度。并且还能够对底部支撑件向下突出于衬垫下表面的幅度进行微调，调节更为简便和精准。

Description

一种摩擦轮衬垫结构及钢丝绳张力监测机构

技术领域

本发明涉及钢丝绳的监测装置，具体地说是一种摩擦轮衬垫结构及钢丝绳张力监测机构。

背景技术

摩擦提升机是采矿等领域广泛使用的重要提升设备，其通过摩擦轮驱动钢丝绳进行矿产品的提升运输。摩擦提升机通常采用多根钢丝绳同时承载，同时承载的多根钢丝绳如果受力不均，会导致钢丝绳摩擦加剧，甚至发生断绳等重大事故。根据煤矿安全规程的规定，摩擦提升装置中任一根提升钢丝绳的载荷与平均载荷之差不得超过±10%。一旦超过就容易失衡，产生严重的安全隐患。因此，摩擦提升机工作过程中，必须对钢丝绳的张力进行实时监测。现有的一种监测方法是在摩擦轮的衬垫内设置压力传感器，监测钢丝绳对摩擦轮的压力值并将其换算成张力值。压力传感器一般设置在衬垫底部，钢丝绳对衬垫的压力经压力传感器传递至摩擦轮，并由此监测出压力值。在监测过程中，压力传感器的监测触点与衬垫侧或摩擦轮侧的垫板（通常为钢板）接触。由于摩擦提升机通常用于重载提升，导致压力传感器触点与垫板之间的压力非常大，长时间的运行会导致垫板上与压力传感器触点接触的部位产生一定程度的塑形形变，例如垫板与触点接触的部位会形成一个凹坑，由此会导致监测产生较大误差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服上述塑形形变导致监测误差的缺陷，提供一种摩擦轮衬垫结构及钢丝绳张力监测机构。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种摩擦轮衬垫结构，包括衬垫，所述衬垫上表面设有与钢丝绳配合的钢丝绳槽，衬垫下方设有压力传感器，所述衬垫的下方开设有用于容纳压力传感器的容置槽，在所述的容置槽内设有调节支撑件和底部支撑件，所述调节支撑件与压力传感器相接并将压力传感器压在容置槽底部，所述底部支撑件能够通过设置在底部支撑件与调节支撑件之间的顶丝将衬垫与摩擦轮之间的相对作用力施加在调节支撑件上，调节支撑件和底部支撑件中的一个与所述顶丝螺纹配合连接，另一个与所述顶丝的端部相抵接，以通过旋转顶丝调节底部支撑件与调节支撑件的间隙。

所述的调节支撑件上设有与顶丝配合的螺纹孔，所述顶丝穿过螺纹孔与底部支撑件相抵接。

在所述衬垫的上方设有可供工具穿过以旋转所述顶丝的调节孔。

所述的底部支撑件包括与调节支撑件相对的刚性支撑板以及设置在容置槽槽口处并与摩擦轮相接触的盖板。

所述顶丝穿过调节支撑件上的螺纹孔抵接在所述刚性支撑板上。

所述容置槽的底部设有刚性垫板，压力传感器的触点抵接在所述刚性垫板上。

所述的调节支撑件上设有安置压力传感器的定位槽。

所述衬垫上设有多个钢丝绳槽，在衬垫底部的容置槽内位于每个钢丝绳槽下方均设有压力传感器，多个压力传感器由一个调节支撑件压设在容置槽底部。

所述衬垫上设有多个钢丝绳槽，在衬垫的底部位于每个钢丝绳槽下方均设有容置槽，每个容置槽内均设有压力传感器、调节支撑件和底部支撑件。

本发明进一步提供一种钢丝绳张力监测机构，包括用于钢丝绳的摩擦轮，所述摩擦轮圆周的轮槽内布设有上述摩擦轮衬垫结构，所述衬垫下方容置槽内设置的压力传感器通过无线或有线的方式与控制装置相连，并由控制装置将监测到的压力值换算成张力值。

所述的衬垫直接或间接通过螺栓固定在摩擦轮上，所述螺栓的一端穿过摩擦轮圆周壁伸入至摩擦轮内侧，该螺栓具有沿其轴向贯穿设置的中心孔道，压力传感器的引线向上穿过衬垫后，经由该螺栓的中心孔道连接至摩擦轮内侧的控制器。

本发明的有益效果是：在压力传感器下方增设调节支撑件，旋转顶丝可推动调节支撑件远离底部支撑件，并将压力传感器压向容置槽底部，以此补偿压力传感器及其抵接部件的塑性形，从而保证监测精度。并且，通过旋转顶丝推动的方式还能够实现底部支撑件在容置槽内装配深度的调节，对底部支撑件向下突出于衬垫下表面的幅度进行微调，与通过设置垫片等调节方式相比，调节更为简便和精准。在此基础上，进一步在衬垫上方设置调节孔，不需要拆卸衬垫，直接从调节孔旋转顶丝，即可对调节支撑件的支撑位置进行调节，可减少调节过程中的工作量，节省人工。

附图说明

图1是摩擦提升机结构示意图。

图2是本发明衬垫的一种实施例示意图。

图3是图2所示衬垫的俯视图。

图4是本发明衬垫中调节支撑件与顶丝的一种配合方式实施例示意图。

图5是本发明衬垫中调节支撑件与顶丝的另一种配合方式实施例示意图。

图6是本发明衬垫的另一种实施例示意图。

图7是本发明张力监测装置一种实施例的示意图。

图8是图7中A部位的局部放大图。

图9是衬垫和螺栓的设置方式示意图。

图中标记：1、摩擦轮，2、衬垫， 3、钢丝绳槽，4、压力传感器，5、容置槽，6、调节支撑件，601、螺纹孔，602、定位槽，603、通孔，604、台阶，7、底部支撑件，701、刚性支撑板，702、盖板，8、顶丝，9、调节孔，10、刚性垫板，11、压块单元，12、连接孔，13、引线，14、螺栓，1401、中心孔道，15、控制器，16、电源箱。

具体实施方式

以下结合附图及具体实施方式对本发明的技术方案进行清楚、完整的说明。下面实施例所列出的具体内容不限于权利要求记载的技术方案要解决的技术问题所必须的技术特征。同时，所述列举是实施例仅仅是本发明的一部分，而不是全部实施例。

图1所示为摩擦提升机的一般结构示意图，摩擦提升机中的摩擦轮1为带动钢丝绳运行的主要部件，其由电机、减速机等驱动做功。摩擦轮圆周的轮槽内与钢丝绳接触的部位通常布设有耐磨性能较好的衬垫2，所述衬垫通常沿摩擦轮周向布设有多个，具体数量根据摩擦轮尺寸以及需要带动的钢丝绳数量调整。衬垫2上表面设有与钢丝绳配合的钢丝绳槽3。在衬垫2下方设置压力传感器4，通过压力传感器4监测钢丝绳施加到摩擦轮上的压力，并以此计算出钢丝绳张力值。

图2所示为本发明衬垫结构的一种实施例示意图，该实施例中，衬垫2上方有两个钢丝绳槽3，在衬垫2的底部开设有一个容置槽5。容置槽5内设有两个压力传感器4，分别位于两个钢丝绳槽3下方。衬垫2上方的两个钢丝绳槽3通常是交替使用的，不同时用于驱动钢丝绳。根据实际需要，也可以设置多个钢丝绳槽3，并在每个钢丝绳槽3下方均设置压力传感器4，或者仅设置一个钢丝绳槽3。

在图2所示实施例中，两个压力传感器4的下方有一个调节支撑件6。调节支撑件6与压力传感器4相接，钢丝绳施加在衬垫2上的压力向下经压力传感器4上作用在调节支撑件6上。调节支撑件6下方设有底部支撑件7，该底部支撑件7下侧略微突出于衬垫2底面，使其能够作用在摩擦轮上。底部支撑件7上侧支撑调节支撑件6，并经由调节支撑件6将两个压力传感器4压在容置槽5底部。

在所述底部支撑件7和调节支撑件6之间设有用于调节底部支撑件7与调节支撑件6间隙的顶丝8。调节支撑件6和底部支撑件7中的一个与所述顶丝8螺纹配合连接，另一个与所述顶丝8的端部相抵接，使底部支撑件7能够通过顶丝8将衬垫2与摩擦轮1之间的相对作用力施加在调节支撑件6以及压力传感器4上。当长时间的运行会导致与压力传感器触点接触的部位产生塑形形变时，可通过旋转顶丝扩大底部支撑件7与调节支撑件6的间隙。由于底部支撑件7支撑在摩擦轮上，其位置是不变的，因此，调节支撑件6相对于底部支撑件7向衬垫2上方移动，将压力传感器4压向容置槽5底部，以此补偿塑形形变导致的变化量。

所述顶丝8还可以用于调节底部支撑件7突出于衬垫2底面的幅度，通常使底部支撑件7向下突出1mm左右即可。在一般方法中，该突出量是通过在容置槽5内设置垫片实现的。本发明通过顶丝8可实现更为细微的调节，并且不用反复更换垫片来选择合适的垫片厚度，更为简便。

顶丝8与调节支撑件6和底部支撑件7的具体配合结构根据需要设置。例如图4所示，在调节支撑件6上设置螺纹孔601，顶丝8穿过螺纹孔601并与其螺纹配合连接。旋转顶丝8可调整顶丝8下部穿出螺纹孔601的长度。顶丝8穿出螺纹孔601的下端面与底部支撑件7相抵接。

也可以如图5所示，在底部支撑件7的上表面设置螺纹孔601，该螺纹孔可以是沉孔。顶丝8下端螺纹连接在螺纹孔601内。调节支撑件6下表面相对于底部支撑件7上螺纹孔601的位置设有通孔，并在通孔内壁上设置台阶面。所示顶丝8上端活动设置在该通孔内，并且其顶端与所述台阶面相抵接。旋转顶丝8时，顶丝8向上伸出底部支撑件7的长度发生改变，并经由所述通孔内的台阶面作用在调节支撑件6，以此调节底部支撑件7与调节支撑件6的间隙。

如图2所示，在所述衬垫2的上方设有可供工具穿过的调节孔9，调节孔9的位置与顶丝8的位置相对。经由该调节孔9，可以在不拆卸衬垫2的情况下，方便的通过顶丝8调节底部支撑件7与调节支撑件6的间隙。例如，在摩擦提升机运行一定时间后，不需要将衬垫2从摩擦轮上拆卸下来，经由调节孔9旋转顶丝8调节底部支撑件7与调节支撑件6的间隙，对压力传感器4的监测进行补偿校准即可。

所述的底部支撑件7可以是一个整体部件，例如一刚性支撑块，也可以有多个部件组合构成。例如图2所示包括一个刚性支撑板701和一个盖板702。所示刚性支撑板701与调节支撑件6相对，顶丝8穿过调节支撑件6上的螺纹孔601抵接在所述刚性支撑板701上。所述刚性支撑板701可采用钢板等硬度较高的刚性材质，以保证与调节支撑件6或顶丝8接触的部位不产生形变。盖板702设置在容置槽5槽口处并与摩擦轮1相接触，可采用与衬垫2相同或类似的材质。

在图2所示的实施例中，压力传感器4设置在调节支撑件6上，调节支撑件6上设有安置压力传感器4的定位槽602。压力传感器4的触点朝向容置槽5的槽底，所述容置槽5的槽底设有刚性垫板10，以减小衬垫2塑性形变对监测精度的影响。根据实际需要，压力传感器4的触点也可以朝向调节支撑件6，对压力传感器4的安装定位结构做相应调整即可。

在图6所示的另一个实施例中，所述衬垫2上同样设有两个钢丝绳槽3，但是在衬垫2的底部位于每个钢丝绳槽3下方均设有容置槽5，每个容置槽5内均设有压力传感器4、调节支撑件6和底部支撑件7。压力传感器4、调节支撑件6和底部支撑件7的具体设置方式参照以上各实施例。

本发明还提供一种钢丝绳张力监测机构，其包括用于钢丝绳的摩擦轮1，所述摩擦轮1圆周的轮槽内布设有多个所述衬垫2，所述衬垫2下方容置槽5内设置的压力传感器4通过无线或有线的方式与控制装置相连。

所述衬垫2可以如图8所示，由压块单元11和螺栓14固定在摩擦轮1上。其中，螺栓14穿过压块单元11与摩擦轮1连接。衬垫2和压块单元11以斜面配合，衬垫2一侧的斜面向上，而压块单元11一侧的斜面向下并压在衬垫2的斜面上，进而使衬垫2间接通过螺栓14固定在摩擦轮1上。在一个未附图的实施例中，所述的衬垫2也可以不配合压块单元11而直接由螺栓14固定在摩擦轮1的圆周面上。

如图7和8所示，在摩擦轮1内侧设有控制器15和电源箱16。控制器15用于接收压力传感器4监测到的压力信号。根据监测到的压力数据，利用相应的计算公式转换即可获得钢丝绳的张力值。控制器15可通过无线通讯模块与上位控制装置通讯连接，以实现状态显示、报警等功能。所述张力计算和转换方式非本发明要点，参考现有技术即可，不再详细说明。

如图9所示，用于固定压块单元11的螺栓14的一端穿过摩擦轮1圆周壁伸入至摩擦轮1内侧，在螺栓14的中心设有沿其轴向贯穿设置的中心孔道1401。该中心孔道1401形成了连通摩擦轮内外的通道。压力传感器4的引线13向上穿过衬垫2后，从螺栓14外侧端头穿入，并从内侧端穿出，经由中心孔道1401连接至所述控制器15。衬垫2中的多个压力传感器4的引线可共用一个螺栓14的中心孔道1401，通过同一个螺栓的中心孔道连接至控制器。例如图8所示，有四个压力传感器4，两个相邻的压力传感器4之间有一个螺栓14。两个压力传感器的引线均从该螺栓的中心孔道通过。

与图9所示实施例类似，在衬垫2可以不需要压块单元11，而直接通过螺栓14固定在摩擦轮1上。用于固定衬垫2的螺栓14设置中心孔道1401以供压力传感器4的引线13通过。

在所述衬垫2的压块单元11上，或者单独设置的衬垫2上设有供螺栓穿过的连接孔12，连接孔12可采用光孔，螺栓14的一端穿过连接孔12并与摩擦轮1连接后，通过螺栓14另一端的端头压在连接孔孔口位置实现压紧固定。为了保护引线，可以在连接孔的外侧端设置容纳螺栓端头的沉孔，在衬垫上设置用于容纳所述引线的凹槽。

通过固定衬垫的螺栓内设置的中心孔道连通摩擦轮内外侧，并将压力传感器的引线向上穿过衬垫后，经由该螺栓的中心孔道连接至所述控制器。无论衬垫布置形式以及压力传感器的位置如何调整，只要确保固定用的螺栓位置不变，即可满足压力传感器引线的穿设和连接。该结构通用性强，可适应各种工况所应用的不同衬垫形式，且接线更为方便。

所示控制器15可通过无线通讯模块与上位机通讯连接，以实现状态显示、报警等功能。监测到的压力值电信号转换成数值，并由控制装置根据预设的算法将监测到的压力数值换算成张力值。将各钢丝绳对应的张力值与多根钢丝绳张力的平均值对比，判断是否失衡。如果对比差值超过预定范围，即使调整相应钢丝绳的松紧度，以避免事故发生。

以上对具体实施方式的说明只是用于帮助理解本发明的技术构思及其核心思想，尽管本文使用了特定的优选实施例对技术方案进行了描述和说明，但其不应理解为对本发明自身的限制。本领域技术人员在不脱离本发明技术构思的前提下，可对其在形式上和细节上做出各种变化。这些轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种摩擦轮衬垫结构，包括衬垫（2），所述衬垫（2）上表面设有与钢丝绳配合的钢丝绳槽（3），衬垫（2）下方设有压力传感器（4），其特征在于：所述衬垫（2）的下方开设有用于容纳压力传感器（4）的容置槽（5），在所述的容置槽（5）内设有调节支撑件（6）和底部支撑件（7），所述调节支撑件（6）与压力传感器（4）相接并将压力传感器（4）压在容置槽（5）底部，所述底部支撑件（7）能够通过设置在底部支撑件（7）与调节支撑件（6）之间的顶丝（8）将衬垫（2）与摩擦轮（1）之间的相对作用力施加在调节支撑件（6）上，调节支撑件（6）和底部支撑件（7）中的一个与所述顶丝（8）螺纹配合连接，另一个与所述顶丝（8）的端部相抵接，以通过旋转顶丝（8）调节底部支撑件（7）与调节支撑件（6）的间隙。

2.如权利要求1所述的一种摩擦轮衬垫结构，其特征在于：所述的调节支撑件（6）上设有与顶丝（8）配合的螺纹孔（601），所述顶丝（8）穿过螺纹孔（601）与底部支撑件（7）相抵接。

3.如权利要求2任一项所述的一种摩擦轮衬垫结构，其特征在于：在所述衬垫（2）的上方设有可供工具穿过以旋转所述顶丝（8）的调节孔（9）。

4.如权利要求1—3任一项所述的一种摩擦轮衬垫结构，其特征在于：所述的底部支撑件（7）包括与调节支撑件（6）相对的刚性支撑板（701）以及设置在容置槽（5）槽口处并与摩擦轮（1）相接触的盖板（702）。

5.如权利要求1—3任一项所述的一种摩擦轮衬垫结构，其特征在于：所述容置槽（5）的底部设有刚性垫板（10），压力传感器（4）的触点抵接在所述刚性垫板（10）上。

6.如权利要求5所述的一种摩擦轮衬垫结构，其特征在于：所述的调节支撑件（6）上设有安置压力传感器（4）的定位槽（602）。

7.如权利要求1—3任一项所述的一种摩擦轮衬垫结构，其特征在于：所述衬垫（2）上设有多个钢丝绳槽（3），在衬垫（2）底部的容置槽（5）内位于每个钢丝绳槽（3）下方均设有压力传感器（4），多个压力传感器（4）由一个调节支撑件（6）压设在容置槽（5）底部。

8.如权利要求1—3任一项所述的一种摩擦轮衬垫结构，其特征在于：所述衬垫（2）上设有多个钢丝绳槽（3），在衬垫（2）的底部位于每个钢丝绳槽（3）下方均设有容置槽（5），每个容置槽（5）内均设有压力传感器（4）、调节支撑件（6）和底部支撑件（7）。

9.一种钢丝绳张力监测机构，包括用于钢丝绳的摩擦轮（1），所述摩擦轮（1）圆周的轮槽内布设有权利要求1—8任一项所述的摩擦轮衬垫结构，所述衬垫（2）下方容置槽（5）内设置的压力传感器（4）通过无线或有线的方式与控制装置相连，并由控制装置将监测到的压力值换算成张力值。

10.如权利要求9所述的一种钢丝绳张力监测机构，其特征在于：所述的衬垫直接或间接通过螺栓（14）固定在摩擦轮（1）上，所述螺栓（14）的一端穿过摩擦轮圆周壁伸入至摩擦轮内侧，该螺栓（14）具有沿其轴向贯穿设置的中心孔道（1401），压力传感器（4）的引线（13）向上穿过衬垫（2）后，经由该螺栓（14）的中心孔道（1401）连接至摩擦轮内侧的控制器（15）。

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