CN201998970U

CN201998970U - 多用途缆绳动态张力测量及超载刹车报警系统

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Publication number: CN201998970U
Application number: CN2011200861534U
Authority: CN
Inventors: 张殿卿
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-03-28
Filing date: 2011-03-28
Publication date: 2011-10-05
Anticipated expiration: 2021-03-28

Abstract

本实用新型提供一种多用途缆绳动态张力测量及超载刹车报警系统,是由缆绳动态张力测量装置和张力测控仪组成,其中，所述缆绳动态张力测量装置包括底座部件和上盖部件和吊环；所述底座部件的底座上设有一至多条测力滑轮组,每条测力滑轮组包括:一对下导向滑轮支座,一对下导向滑轮，传感器,测力滑轮和测力滑轮支座；所述上盖部件包括：上盖，以及一至多个由上导向滑轮支座和上导向滑轮构成的滑轮组；所述滑轮组为1个或多个，每个滑轮组的上导向滑轮与底座部件中下导向滑轮互相对齐并留有转动间隙；所述吊环固定在上盖上，并使上盖部件吊到底座部件上，使裙边A,B上的定位销孔对准,并通过螺栓锁紧，构成绳动态张力测量装置。

Description

多用途缆绳动态张力测量及超载刹车报警系统

技术领域

本实用新型涉一种缆绳动态张力测量系统,用于矿山开采、蓄能电站竖井、斜井和隧道施工中，被牵引的动态缆绳张力超载时，能发出超载报警及紧急刹车信号的安全保证系统。也可用于船舶上锚缆的动态张力监视和报警。

背景技术

在治金采矿、煤炭开采、水电站(包括蓄能电站)、斜井、竖井，隧道施工中，多用卷扬机(或绞车)牵引小车(或吊笼)，运送施工人员，施工物资和清理的废弃物料。近年多数竖井(或斜井)施工中采用了电视摄像头技术，能看到小车(或吊笼)达到井底工作面的情况。但不能知道被牵引的缆绳，在动态的条件下，所产生的张力变化。一但发生惯性张力超限，或者出现运行事故——“卡车”。这时缆绳所承受的张力，会成倍增加。一但超过牵引设备(如:卷扬机，绞车,缆绳)的允许使用张力，会造成车毁人亡事故。目前国内多数施工现场，没有预警手段，基本靠加大缆绳直径，提高抗张力强度和操作人员的经验管理，曾经有过沉痛教训。

本发明人在斜井工地研制一套ML型双滑轮测力装置,配以XBS型仪表,具有全程动态张力变化显示，及超载刹车报警功能。 2009年6月进场安装，并投入使用，发现和解决了下列问题:

1) 在仪表的屏幕上观查发现，小车在轨道上行驶时的张力变化。上行和下行差别较大，当小车到工作位(井底)，有一个与载重量，下降速度成正比的惯性张力，它大于正常张力，有时成倍增加。这说明使用中选择小车初始载重量和小车下降速度，对安全生产是很重要的。

2) 解决了?超载刹车报警问题。超载刹车报警值，是根据牵引设备(例如：卷扬机、绞车、缆绳)能承受的最大张力确定的，假定最大张力是10吨，当缆绳中张力达到10吨，张力测控仪也显示10吨，这时有声光报警发生。同时，张力测控议，向卷扬机控制柜中的空气开关发出刹车信号，得到立即执行后。达到了防止超载运行和事故发生的目的。 ML型双滑轮测力装置系国内首创产品，首次在中水12局黑麋峰电站斜井施工中采用，大大提高了施工过程事故的预见性，运行的安全性。正因为是首创产品，首家使用，还存在一些不足之处，现陈述如下：

（1) 通用性差。由于受力方向的原因，ML型双滑轮测力装置，只能用于斜井施工，竖井不能用（要用时必须改变测力结构，从新设计）。

（2）按安全要求，牵引缆绳应该是两条。从ML型双滑轮测力装置力学原理可知，两条缆绳进出滑轮轮槽与水平夹角,分别相等（现场施工难度很大），否则测量误差加大。

（3）力的修正系数K。由于ML型双滑轮测力装置所测之力，是缆绳张力P对测力支架的垂直分力N。在应用中我们要知到的是缆绳张力P，因此，要寻找一个力的修正系数K,使张力P=KN,在理想状态下：

N=PSina….(1) P=N/Sina…..(2)

令: K=l/Sina…..(3) 则有： P=KN…..（4）

这里P是缆绳张力。a是缆绳进出滑轮槽与水平夹角。K是力的修正系数（这时K=常数）。实用中，因为有摩擦力存在，K不等于常数，K值要用实物标定来决定（现场标定到数吨级量程，难度很大）。

发明内容

本实用新型，是一种通过缆绳动态张力测量装置和张力测控仪组成的缆绳张力测控系统，能精确测出缆绳被牵引状态下，动态张力变化，在此力超载时，能向牵引设备（如：卷扬机）的控制柜发出自动刹车和声光报警信号,以保证系统安全运行。因留有通讯接口，在与计算机相连后，可实现全线自动控制。

一种多用途缆绳动态张力测量及超载刹车报警系统,是由缆绳动态张力测量装置和张力测控仪组成,其中，所述缆绳动态张力测量装置包括底座部件和上盖部件和吊环；所述底座部件的底座上设有一至多条测力滑轮组,每条测力滑轮组包括:一对下导向滑轮支座,一对下导向滑轮，传感器, 测力滑轮和测力滑轮支座，其中，所述测力滑轮安装在测力滑轮支座上, 传感器固定在底座上并与测力滑轮支座固接；一对下导向滑轮分别通过一对下导向滑轮支座固定安装在底座底部或同轴固定在底座的两侧壁上，并位于测力滑轮支座及其附件测力滑轮和传感器两侧对称位置；所述上盖部件包括：上盖，以及一至多个由上导向滑轮支座和上导向滑轮构成的滑轮组，所述上导向滑轮支座固定在上盖顶部,上导向滑轮安装在上导向滑轮支座上或同轴固接在上盖的两侧壁上，构成一个滑轮组；所述滑轮组为1个或多个，每个滑轮组的上导向滑轮与底座部件中下导向滑轮互相对齐并留有转动间隙；所述吊环固定在上盖上，并使上盖部件吊到底座部件上，使裙边A,B上的定位销孔对准,并通过螺栓锁紧，构成绳动态张力测量装置。

所述张力测控仪包括：仪表，机箱，限重报警器，超载刹车报警器，前面板，后面板，信号输入插头，超载刹车信号输出插头和电源开关组装而成；所述仪表与限重报警器和超载刹车报警器分别连接，安装在机箱内；信号输入插头，超载刹车信号输出插头和电源开关设在后面板上。

所述测力滑轮组与底座安装后的中心位在一条直线上，并平行于底座的中心线。

所述下导向滑轮，上导向滑轮和测力滑轮的滑轮上都设有轮槽，被测缆绳从缆绳动态张力测量装置中穿过，限定在下导向滑轮，上导向滑轮所形成的轮槽之间，并通过测力滑轮的轮槽。

所述下导向滑轮和上导向滑轮之间的转动间隙不大于被测缆绳直径的三分之一。

本发明的有益效果如下:

1）通用性强：钭井、竖井、隧道开挖等类似工程施工中，均可采用，不需修改“测量装置”的结构。

2）安装两条以上测力滑轮组的“测量装置”，不要求进出滑轮槽每条缆绳与水平夹角分别相等。

3) 力的修正系数K：在本“测量装置”中的测力部份,是依据力学原理设计的，测的是综合力(包括了摩擦力影响)，K值只和结构有关，且等于常数。为防止制造误差，出厂时，应进行校核性标定。

4) 如在转向滑轮27（或测力滑轮8）的主轴上，安装转数表，可测缆绳行程长度，或被牵引物（如：吊笼）与参照物（如：井口）之间的距离。

5）所述张力测控仪是本实用新型的电控部份，具有如下功能：

a）最大量程设定：是按牵引设备（如：卷扬机）及缆绳，最大许用张力决定的（它应该小于或等于传感器综合量程）。

b）报警点的设定：在小于或等于最大量程范囲内，可根据需要，设若干个功能信号输出点，当缆绳张力迏到此设定值时，能发出声光报警，也能执行你设定的控制功能。例如：超载刹车报警点，设定是10吨。可设定缆绳张力达到9.5吨时，发出声光预报警，当张力达到10吨时，向牵引设备（如：卷扬机）的控制柜，发出刹车信号，使之安全刹车。

c) 全程张力变化自动跟踪显示，最大峰值显示与保留。

d) 零点调正（手动，自动）及零点记忆。

e) 预留RS232（或RS485）接口，以便与上位机通讯。

附图说明

图1a 是缆绳动态张力测量装置结构示意图；

图1b 是缆绳动态张力测量装置部分结构示意图；

图1c 是缆绳动态张力测量装置俯视结构示意图；

图2a 是张力测控仪结构示意图；

图2b 是张力测控仪结构示意图；

图3 是竖井工地现场工艺布局图。

图中：

1. 底座	16.前面板
		2. 下导向滑轮支座	17. 后面板
3. 下导向滑轮	18.信号输入插头
		4. 上导向滑轮	19. 超载刹车信号输出插头
5. 上导向滑轮支座	20. 电源开关
		6. 上盖	21. 井筒
7. 传感器	22. 载物(或人)的吊笼
		8. 测力滑轮	23. 牵引钢缆
9. 测力滑轮支座	24. 顶部平衡油缸
		10. 螺栓	25. 张力测控仪
11. 吊环	26. 牵引设备控制柜
		12. 仪表	27. 转向滑轮
13. 机箱	28 测量装置
		14. 限重报警器	29. 卷扬机
15. 超载刹车报警器

具体实施方式

以下结合附图1—3，对本实用新型做进一步说明。

图1a 是缆绳动态张力测量装置结构示意图；图1b 是缆绳动态张力测量装置部分结构示意图；图1c 是缆绳动态张力测量装置俯视结构示意图；如图所示:

所述缆绳动态张力测量装置包括底座部件和上盖部件和吊环。底座部件的底座1上安装有2条测力滑轮组,每条测力滑轮组由测力滑轮8安装在测力滑轮支座9上, 传感器7固定在底座1上并与测力滑轮支座9固接;一对下导向滑轮3分别通过一对下导向滑轮支座2固定安装在底座1上,并位于测力滑轮支座9及其附件测力滑轮8和传感器7两侧对称位置构成; 测力滑轮组与底座1安装后的中心位在一条直线上，并平行于底座1的中心线。

上盖部件包括：上盖6，以及多个由上导向滑轮支座5和上导向滑轮4构成的滑轮组，所述上导向滑轮支座5固定在上盖6上,上导向滑轮4安装在上导向滑轮支座5上构成一个滑轮组，每个滑轮组的上导向滑轮4与底座部件中下导向滑轮3互相对齐并留有3—5mm的转动间隙。吊环11固定在上盖6上,并使上盖部件吊到底座部件上，使裙边A,B上的定位销孔对准, 下导向滑轮3，上导向滑轮4和测力滑轮8的滑轮上都设有轮槽，当被测缆绳23从缆绳动态张力测量装置中穿过时，被限定在上下导向滑轮3,4所形成的轮槽之间，同时通过测力滑轮8的轮槽，当确保缆绳在运动时不跳槽之后，通过螺栓l0锁紧,构成绳动态张力测量装置。

图2a 是张力测控仪结构示意图；图2b 是张力测控仪结构示意图，如图所示，张力测控仪包括：仪表（12），机箱13，限重报警器14，超载刹车报警器15，前面板16，后面板17，信号输入插头18，超载刹车信号输出插头19和电源开关20组装而成；

图3是一竖井施工现场工艺佈局图，其中22是载物(或人)的吊笼，23是牵引钢缆，24是顶部平衡油缸，25是张力测控仪(包括传感器信号处理系统)，26是牵引设备(卷扬机)的控制柜，27转向滑轮，28是“测量装置”，29是卷扬机。其中23，24，26，27，29是牵引系统已有的设备，已安装完毕。25及28组成的张力测量系统，与牵引设备联结办法是：其一，在“测量装置”28处,吊起它的上盖部件，使缆绳23通过，并放入下导向滑轮3和测力滑轮8的轮槽中。之后，吊上上盖部件，锁紧螺栓10。其二，“测量装置”28中传感器的信号，通过信号输入插头l8，进入张力测控仪25,经过信号处理，一路送到机内报警器上，另一路通过信号输出插头l9，把刹车报警信号，送到牵引设备（卷扬机）控制柜26上，这样，在发生超载时，不仅能有声光报警，而且能立即刹车，防止超载运行。

现场操作实例；当卷扬机控制柜26合闸，供电系统,向卷扬机电机29供电。电机29启动后，牵引钢缆23，使吊笼22沿井筒21作上下运动。因吊笼22自重及载物重量，使钢缆23张紧。这时传感器7受力，并把信号送入张力测控仪25中,按设定功能及程序执行。例如:张力变化全程跟踪显示、限重报警(载物或人超出许可重量)、超载刹车报警（系统中缆绳张力，超出牵引设备或缆绳最大许用张力），确保系统安全工作。零点调整应具有：手动，自动，峰值显示及记忆功能。如需要，可通过预留的RS232或RS485接口，与上位机通讯。

Claims

1.一种多用途缆绳动态张力测量及超载刹车报警系统,是由缆绳动态张力测量装置和张力测控仪组成,其特征在于:

所述缆绳动态张力测量装置包括底座部件和上盖部件和吊环(11),

所述底座部件的底座（1）上设有一至多条测力滑轮组,每条测力滑轮组包括:一对下导向滑轮支座（2）,一对下导向滑轮（3），传感器（7）, 测力滑轮(8)和测力滑轮支座(9),其中, 所述测力滑轮(8)安装在测力滑轮支座(9)上, 传感器(7固定在底座(1)上并与测力滑轮支座(9)固接;一对下导向滑轮(3)分别通过一对下导向滑轮支座(2)固定安装在底座(1)底部或同轴固定在底座(1)的两侧壁上,并位于测力滑轮支座(9)及其附件测力滑轮(8)和传感器(7)两侧对称位置;

所述上盖部件包括：上盖(6，以及一至多个由上导向滑轮支座(5和上导向滑轮(4)构成的滑轮组，所述上导向滑轮支座(5)固定在上盖(6)顶部,上导向滑轮(4)安装在上导向滑轮支座(5)上或同轴固接在上盖(6)的两侧壁上，构成一个滑轮组；所述滑轮组为1个或多个，每个滑轮组的上导向滑轮(4)与底座部件中下导向滑轮(3)互相对齐并留有转动间隙；

所述吊环(11)固定在上盖(6)上,并使上盖部件吊到底座部件上，使裙边（A,B）上的定位销孔对准,并通过螺栓(l0)锁紧,构成绳动态张力测量装置。

2.根据权利要求1所述的多用途缆绳动态张力测量及超载刹车报警系统，其特征在于，所述张力测控仪包括：仪表（12），机箱(13)，限重报警器(14)，超载刹车报警器(15)，前面板(16)，后面板(17)，信号输入插头(18)，超载刹车信号输出插头(19)和电源开关(20)组装而成；所述仪表（12）与限重报警器(14)和超载刹车报警器(15)分别连接，安装在机箱(13)内；信号输入插头(18)，超载刹车信号输出插头(19)和电源开关(20)设在后面板(17)上。

3.根据权利要求1所述的多用途缆绳动态张力测量及超载刹车报警系统，其特征在于，所述测力滑轮组与底座(1)安装后的中心位在一条直线上，并平行于底座(1)的中心线。

4.根据权利要求1或3所述的多用途缆绳动态张力测量及超载刹车报警系统，其特征在于，所述下导向滑轮(3)，上导向滑轮(4)和测力滑轮(8)的滑轮上都设有轮槽，被测缆绳(23)从缆绳动态张力测量装置中穿过，限定在下导向滑轮(3)，上导向滑轮(4)所形成的轮槽之间，并通过测力滑轮(8)的轮槽。

5.根据权利要求1或3所述的多用途缆绳动态张力测量及超载刹车报警系统，其特征在于，所述下导向滑轮(3)和上导向滑轮(4)之间的转动间隙不大于被测缆绳直径的三分之一。