CN206450437U - 一种矿用辅助绞车性能分析实验系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种矿用辅助绞车性能分析实验系统，包括测试系统、被测辅助绞车辅机、辅助绞车加载绞车、辅助绞车加载绞车电控系统和被测辅助绞车，其中，辅助绞车加载绞车、辅助绞车加载绞车电控系统、被测辅助绞车均与测试系统相连，被测辅助绞车辅机、辅助绞车加载绞车、辅助绞车加载绞车电控系统还均与被测辅助绞车相连，辅助绞车加载绞车和辅助绞车加载绞车电控系统之间互相连接。本实用新型为矿用辅助绞车全性能实验提供了标准参数模型和实验平台，可满足多类辅助绞车的同比例机型实验需求，为验证矿用辅助绞车产品及部件安全性和可靠性，为新产品研发和技术创新提供了真实、可靠、有效的实验数据。

Description

一种矿用辅助绞车性能分析实验系统

技术领域

本实用新型属于矿山机电产品技术领域，具体涉及一种矿用辅助绞车性能分析实验系统。

背景技术

矿用辅助绞车主要包括调度绞车、运输绞车、耙矿绞车、耙斗装岩机绞车、气动绞车、乳化液液压绞车，是矿山生产的辅助运输设备，但相对于矿井的产能起着决定性作用！同时，由于其分布区域广、品种多样性且多用于井下，因而其性能优劣对矿井的安全生产起着至关重要的作用。然而，目前并没有对矿用辅助绞车进行整体性能分析的系统，对矿山的安全生产存在隐患，为了验证矿用辅助绞车产品的安全性和可靠性，为新产品研发和技术创新提供真实、可靠、有效的实验数据，特此开发了一种矿用辅助绞车性能分析实验系统。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种矿用辅助绞车性能分析实验系统，为矿用辅助绞车安全性能试验提供了标准参数模型和试验平台，可满足多类辅助绞车如：调度绞车、运输绞车、耙矿绞车、耙斗装岩机绞车、气动绞车、乳化液液压绞的同比例机型试验需求，为验证矿用辅助绞车产品及部件安全性和可靠性，为新产品研发和技术创新提供真实、可靠、有效的数据支撑。

本实用新型的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。

依据本实用新型提出的一种矿用辅助绞车性能分析实验系统，其包括测试系统、被测辅助绞车辅机、辅助绞车加载绞车、辅助绞车加载绞车电控系统和被测辅助绞车，其中，所述测试系统、被测辅助绞车辅机、辅助绞车加载绞车、辅助绞车加载绞车电控系统安装并固定在地基基础，被测辅助绞车为待测试设备，可移动可更换，安装在预先设置的机械平台上；

所述辅助绞车加载绞车、辅助绞车加载绞车电控系统、被测辅助绞车均与测试系统相连，被测辅助绞车辅机、辅助绞车加载绞车、辅助绞车加载绞车电控系统还均与被测辅助绞车相连，辅助绞车加载绞车和辅助绞车加载绞车电控系统之间互相连接；

所述测试系统对试验过程各项性能参数进行采集、分析、处理；被测辅助绞车辅机为被测辅助绞车提供动能；

所述辅助绞车加载绞车包括直流电机、减速器、扭矩传感器、主轴装置；所述主轴装置由轴承座和试验卷筒组成，试验卷筒通过缠绕钢丝绳与被测辅助绞车相连；辅助绞车加载绞车的直流数字电源通过直流电机、减速器、扭矩仪对试验卷筒进行驱动加载控制，模拟被测辅助绞车的负载运行状态，采用转矩控制方式；

所述辅助绞车加载绞车与被测辅助绞车的运行方向相反；

所述辅助绞车加载绞车电控系统实时监控辅助绞车加载绞车的运行状态，确保矿用辅助绞车性能分析实验系统平稳安全运行。

本实用新型的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

前述的一种矿用辅助绞车性能分析实验系统，其中，所述测试系统采用Labview虚拟仪器设计，实现多通道数据采集，对被测辅助绞车的运行参数及安全性能参数进行测试分析；该测试系统还配备有扭矩传感器，对被测辅助绞车的强度参数进行动态监测。

前述的一种矿用辅助绞车性能分析实验系统，其中，所述被测辅助绞车辅机配备有三相变压器、空气压缩机、乳化液站，分别以电能形式、空气动能形式、液压动能形式三种能量形式为被测辅助绞车提供动能。

前述的一种矿用辅助绞车性能分析实验系统，其中，所述试验卷筒的数量为4台，配备4种不同规格的钢丝绳。钢丝绳直径分别为φ9、φ12、φ16.5、φ20.5。

前述的一种矿用辅助绞车性能分析实验系统，其中，所述减速器为直交轴齿轮减速器，所述扭矩传感器通过齿轮联轴器与主轴装置和减速器连接。

前述的一种矿用辅助绞车性能分析实验系统，其中，所述辅助绞车加载绞车电控系统的工艺控制选用PLC控制器，传动控制采用直流电机拖动，适合正转、反转自动控制技术，利用全数字直流调速装置带动直流电动机模拟重物负载，经数字直流调速装置向电网反馈电能达到绞车加载目的；

被测辅助绞车正向运行为加载模式，直流电机工作在制动状态，全数字直流调速装置以转矩控制模式运行且工作在逆变状态；

被测辅助绞车反向运行为回绳模式，直流电机工作在电动状态，全数字直流调速装置以速度控制模式运行且工作在整流状态。

前述的一种矿用辅助绞车性能分析实验系统，其中，所述辅助绞车加载绞车电控系统模拟各类绞车负载进行电气加载，提供最大静拉力为200KN，针对不同被测辅助绞车种类设定拉力及转矩，实现自动加载试验。

前述的一种矿用辅助绞车性能分析实验系统，其中，所述被测辅助绞车与机械平台的联结采用T形螺栓及压板结构形式；

被测辅助绞车主要包括调度绞车、运输绞车、耙矿绞车、耙斗装岩机绞车、气动绞车、乳化液液压绞车；

被测辅助绞车底座采用标准平台安装方式。

目前并没有对矿用辅助绞车进行整体性能分析的系统，对矿山的安全生产存在隐患，本实用新型针对矿用辅助绞车的性能分析和实验的特殊要求开发，为矿用辅助绞车全性能试验提供了标准参数模型和实验平台，可满足多类辅助绞车(包括调度绞车、运输绞车、耙矿绞车、耙斗装岩机绞车、气动绞车、乳化液液压绞)的同比例机型试验需求，为验证矿用辅助绞车产品及部件安全性和可靠性，为新产品研发和技术创新提供了真实、可靠、有效的实验数据。

综上所述，本实用新型一种矿用辅助绞车性能分析实验系统在技术上有显著的进步，并具有明显的积极效果，诚为一新颖、进步、实用的新设计。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1是本实用新型的结构简图。

【符号说明】

1：测试系统 2：被测辅助绞车辅机

3：辅助绞车加载绞车 4：辅助绞车加载绞车电控系统

5：被测辅助绞车

具体实施方式

为更进一步阐述本实用新型为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型提出的一种矿用辅助绞车性能分析实验系统，其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

本实用新型是一种矿用辅助绞车性能分析实验系统，本系统模拟辅助绞车运行工况，验证辅助绞车的运行参数、安全性能参数、强度参数的动态监测及各类安全保护功能。本实用新型包括测试系统1、被测辅助绞车辅机2、辅助绞车加载绞车3、辅助绞车加载绞车电控系统4、被测辅助绞车5，如附图1所示，其中，测试系统1、被测辅助绞车辅机2、辅助绞车加载绞车3和辅助绞车加载绞车电控系统4安装并固定在地基基础上，为用户(被测辅助绞车生产厂家)提供实验手段；被测辅助绞车5是由用户(被测辅助绞车生产厂家)提供的待测试设备，具有可移动性和可互换性，安装在预先设置的机械平台上，该被测辅助绞车5与机械平台的联结采用T形螺栓及压板结构形式。

辅助绞车加载绞车3、辅助绞车加载绞车电控系统4、被测辅助绞车5均与测试系统1相连，被测辅助绞车辅机2、辅助绞车加载绞车3、辅助绞车加载绞车电控系统4还均与被测辅助绞车5相连，辅助绞车加载绞车3和辅助绞车加载绞车电控系统4之间互相连接。

所述辅助绞车加载绞车电控系统4实时监控矿用辅助绞车加载绞车3的运行状态，确保矿用辅助绞车性能分析实验系统平稳安全运行；辅助绞车加载绞车电控系统4包括三种工作模式：加载模式、回绳模式、换层实验模式。

其中，辅助绞车加载绞车3的试验卷筒通过缠绕钢丝绳与被测辅助绞车5相连，辅助绞车加载绞车3的直流数字电源通过直流电机、减速器、扭矩仪对试验卷筒进行驱动加载控制(即加载模式)，以模拟被测辅助绞车5的负载运行状态，采用转矩控制方式；待加载结束后需要将加载过程中从试验卷筒缠绕到被测辅助绞车5上的钢丝绳回绕到试验卷筒上(即回绳模式)，此时为了实现快速回绳，辅助绞车加载绞车3的直流数字电源通过直流电机使其工作在额定转速，采用速度-电流双闭环控制模式；为了完成辅助绞车加载绞车3钢丝绳缠绕换层过渡冲击性能试验(即换层实验模式)，辅助绞车加载绞车3的直流数字电源通过直流电机也可使其工作在两倍额定转速，采用弱磁控制下的速度-电流双闭环控制模式。

被测辅助绞车辅机2与被测辅助绞车5相连，试验过程各项性能参数由测试系统1采集、分析、处理。

具体地：

(1)所述测试系统1采用Labview虚拟仪器设计，实现多通道数据采集，测试曲线实时显示，数据处理方便快捷。可实现对辅助绞车(包括标准辅助绞车和被测绞车)的运行参数及安全性能参数的测试分析。该测试系统1还配备有扭矩传感器，可测定被测辅助绞车5的加载曲线，实现对被测辅助绞车5强度参数的动态监测。

(2)所述被测辅助绞车辅机2以三种能量形式为矿用辅助绞车提供动能：

第一种是电能形式：该被测辅助绞车辅机2配备三相变压器，以电能形式为调度绞车、运输绞车、耙矿绞车、耙斗装岩机绞车提供电能，其电能功率为130KW，电压等级为AC380V、AC660V、AC1140V三个等级，以满足不同电压等级和功率等级的辅助绞车的要求，并且实现一键切换。

第二种是空气动能形式：该被测辅助绞车辅机2配备有空气压缩机，为气动绞车提供空气动能，其气压等级为0-1MPa，流量为21.8m³/min。

第三种是液压动能形式：该被测辅助绞车辅机2配备有乳化液站，为液压绞车提供液压动能，其液压等级为0-20MPa，流量为40m³/min。

(3)所述辅助绞车加载绞车3包括:电机、减速器、扭矩传感器、主轴装置。所述主轴装置由轴承座和试验卷筒组成，所述试验卷筒(含支撑底座)可更换，该试验卷筒的数量为4台，可配备4种不同规格的钢丝绳，以适应不同型号的被测辅助绞车5对绳径的要求，钢丝绳直径分别为φ9、φ12、φ16.5、φ20.5；

所述减速器为直交轴齿轮减速器，节省安装空间；

减速器与主轴装置间安装扭矩传感器，试验过程中对扭矩进行实时监控。扭矩传感器的最大量程为50000N·m，扭矩传感器通过齿轮联轴器分别与主轴装置和减速器连接；电机采用直流电机，额定功率为200kW,额定电压为440V，额定转速为600r/min，最高转速为1200r/min，励磁方式为它励。

(4)所述辅助绞车加载绞车电控系统4的工艺控制选用PLC控制器，传动控制采用直流电机拖动，适合正转、反转的自动控制技术，电机功率为200KW，转速为600/1200rpm，利用全数字直流调速装置带动直流电动机模拟重物负载，经数字直流调速装置向电网反馈电能达到绞车加载目的；

被测辅助绞车5正向运行且加载时，直流电机工作在制动状态，全数字直流调速装置以转矩控制模式运行且工作在逆变状态；

被测辅助绞车5反向运行时，直流电机工作在电动状态，全数字直流调速装置以速度控制模式运行且工作在整流状态。

该辅助绞车加载绞车电控系统4实现拉力及转矩自动调节控制，模拟各类绞车负载进行电气加载，提供最大静拉力达200KN，针对不同被测辅助绞车种类可设定拉力及转矩，实现自动加载试验，提高控制精度，实现操作的自动化。

(5)所述被测辅助绞车5主要包括调度绞车、运输绞车、耙矿绞车、耙斗装岩机绞车、气动绞车、乳化液液压绞车。被测辅助绞车5由用户提供并对其进行测试。被测辅助绞车5底座采用标准平台安装方式，可为调度绞车、耙矿绞车、运输绞车、耙斗装岩机绞车等全规格范围设备提供安装支撑底座功能，并便于更换不同种类绞车。被测辅助绞车5的运行方向始终与辅助绞车加载绞车3的运行方向相反。

下面以调度绞车作为被测辅助绞车为例，对本实用新型进行具体说明：

(1)测试系统1、被测辅助绞车辅机2、辅助绞车加载绞车3、辅助绞车加载绞车电控系统4是固定设备，始终固定在地基基础上。在标准平台上安装被测辅助绞车5—调度绞车，调度绞车(被测辅助绞车5)与标准平台的联结采用T形螺栓及压板结构形式，从而实现调度绞车固定在标准平台上；

(2)将辅助绞车加载绞车3的试验卷筒上的钢丝绳悬空的一端固定到调度绞车的卷筒上；

(3)给整个辅助绞车性能分析实验系统送电，启动测试系统1、被测辅助绞车辅机2和辅助绞车加载绞车3，选择辅助绞车加载绞车电控系统4为加载工作模式，启动调度绞车。

在加载工作模式状态下，调度绞车正转，辅助绞车加载绞车3反转，调节辅助绞车加载绞车电控系统4的加载力矩控制旋钮，就可实现对调度绞车加载力矩的控制，与此同时，测试系统1采集实验过程中的性能参数并对其进行分析，得出合格或不合格的结论；

在加载工作模式下，辅助绞车加载绞车3和辅助绞车加载绞车电控系统4工作在电气制动状态和单电流环工作模式下，调度绞车卷取绳长为200米；

(4)在加载工作模式结束后，选择辅助绞车加载绞车电控系统4为回绳工作模式，其速度环、电流环在双环工作状态，实现回绳时自动加速、等速、减速、停车等工作过程，回卷绳长为200米；此时调度绞车工作在自由运行状态，其速度大小由辅助绞车加载绞车3的速度决定。

(5)重复完成步骤(3)和步骤(4)，进行重复试验，验证被测辅助绞车性能的一致性和可靠性。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (8)

1.一种矿用辅助绞车性能分析实验系统，其特征在于其包括测试系统(1)、被测辅助绞车辅机(2)、辅助绞车加载绞车(3)、辅助绞车加载绞车电控系统(4)和被测辅助绞车(5)，其中，所述测试系统(1)、被测辅助绞车辅机(2)、辅助绞车加载绞车(3)、辅助绞车加载绞车电控系统(4)安装并固定在地基基础，被测辅助绞车(5)为待测试设备，可移动可更换，安装在预先设置的机械平台上；

所述辅助绞车加载绞车(3)、辅助绞车加载绞车电控系统(4)、被测辅助绞车(5)均与测试系统(1)相连，被测辅助绞车辅机(2)、辅助绞车加载绞车(3)、辅助绞车加载绞车电控系统(4)还均与被测辅助绞车(5)相连，辅助绞车加载绞车(3)和辅助绞车加载绞车电控系统(4)之间互相连接；

所述辅助绞车加载绞车(3)包括直流电机、减速器、扭矩传感器、主轴装置；所述主轴装置由轴承座和试验卷筒组成，试验卷筒通过缠绕钢丝绳与被测辅助绞车(5)相连；辅助绞车加载绞车(3)与被测辅助绞车(5)的运行方向相反。

2.如权利要求1所述的矿用辅助绞车性能分析实验系统，其特征在于所述测试系统(1)采用Labview虚拟仪器设计，实现多通道数据采集，对被测辅助绞车(5)的运行参数及安全性能参数进行测试分析；该测试系统(1)还配备有扭矩传感器，对被测辅助绞车(5)的强度参数进行动态监测。

3.如权利要求1所述的矿用辅助绞车性能分析实验系统，其特征在于所述被测辅助绞车辅机(2)配备有三相变压器、空气压缩机、乳化液站，分别以电能形式、空气动能形式、液压动能形式三种能量形式为被测辅助绞车(5)提供动能。

4.如权利要求1所述的矿用辅助绞车性能分析实验系统，其特征在于所述试验卷筒的数量为4台，配备4种不同规格的钢丝绳。

5.如权利要求4所述的矿用辅助绞车性能分析实验系统，其特征在于钢丝绳直径分别为φ9、φ12、φ16.5、φ20.5。

6.如权利要求1所述的矿用辅助绞车性能分析实验系统，其特征在于所述减速器为直交轴齿轮减速器，所述扭矩传感器通过齿轮联轴器与主轴装置和减速器连接。

7.如权利要求1所述的矿用辅助绞车性能分析实验系统，其特征在于所述辅助绞车加载绞车电控系统(4)的工艺控制选用PLC控制器，传动控制采用直流电机拖动，利用全数字直流调速装置带动直流电动机模拟重物负载，经数字直流调速装置向电网反馈电能达到绞车加载目的；

被测辅助绞车(5)正向运行为加载模式，直流电机工作在制动状态，全数字直流调速装置以转矩控制模式运行且工作在逆变状态；

被测辅助绞车(5)反向运行为回绳模式，直流电机工作在电动状态，全数字直流调速装置以速度控制模式运行且工作在整流状态。

8.如权利要求1所述的矿用辅助绞车性能分析实验系统，其特征在于所述被测辅助绞车(5)与机械平台的联结采用T形螺栓及压板结构形式；

被测辅助绞车(5)包括调度绞车、运输绞车、耙矿绞车、耙斗装岩机绞车、气动绞车、乳化液液压绞车；

被测辅助绞车(5)底座采用标准平台安装方式。