RU2732200C1 - Система онлайн-мониторинга образования трещин на шпинделе подъемного механизма и способ мониторинга образования трещин с помощью системы - Google Patents
Система онлайн-мониторинга образования трещин на шпинделе подъемного механизма и способ мониторинга образования трещин с помощью системы Download PDFInfo
- Publication number
- RU2732200C1 RU2732200C1 RU2020115102A RU2020115102A RU2732200C1 RU 2732200 C1 RU2732200 C1 RU 2732200C1 RU 2020115102 A RU2020115102 A RU 2020115102A RU 2020115102 A RU2020115102 A RU 2020115102A RU 2732200 C1 RU2732200 C1 RU 2732200C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rope
- guide rail
- spindle
- tubular spring
- sliding part
- Prior art date
Links
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 title claims abstract description 22
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 title claims abstract description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 6
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 9
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 8
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims description 7
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 3
- 206010000372 Accident at work Diseases 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 2
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G08—SIGNALLING
- G08C—TRANSMISSION SYSTEMS FOR MEASURED VALUES, CONTROL OR SIMILAR SIGNALS
- G08C17/00—Arrangements for transmitting signals characterised by the use of a wireless electrical link
- G08C17/02—Arrangements for transmitting signals characterised by the use of a wireless electrical link using a radio link
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
- B66B—ELEVATORS; ESCALATORS OR MOVING WALKWAYS
- B66B5/00—Applications of checking, fault-correcting, or safety devices in elevators
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
- B66D—CAPSTANS; WINCHES; TACKLES, e.g. PULLEY BLOCKS; HOISTS
- B66D1/00—Rope, cable, or chain winding mechanisms; Capstans
- B66D1/28—Other constructional details
- B66D1/40—Control devices
- B66D1/48—Control devices automatic
- B66D1/485—Control devices automatic electrical
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
- B66D—CAPSTANS; WINCHES; TACKLES, e.g. PULLEY BLOCKS; HOISTS
- B66D1/00—Rope, cable, or chain winding mechanisms; Capstans
- B66D1/54—Safety gear
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/04—Analysing solids
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/04—Analysing solids
- G01N29/041—Analysing solids on the surface of the material, e.g. using Lamb, Rayleigh or shear waves
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/04—Analysing solids
- G01N29/043—Analysing solids in the interior, e.g. by shear waves
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/22—Details, e.g. general constructional or apparatus details
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/22—Details, e.g. general constructional or apparatus details
- G01N29/225—Supports, positioning or alignment in moving situation
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/22—Details, e.g. general constructional or apparatus details
- G01N29/24—Probes
- G01N29/2481—Wireless probes, e.g. with transponders or radio links
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21F—SAFETY DEVICES, TRANSPORT, FILLING-UP, RESCUE, VENTILATION, OR DRAINING IN OR OF MINES OR TUNNELS
- E21F13/00—Transport specially adapted to underground conditions
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
- G01N2291/02—Indexing codes associated with the analysed material
- G01N2291/023—Solids
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
- G01N2291/02—Indexing codes associated with the analysed material
- G01N2291/023—Solids
- G01N2291/0234—Metals, e.g. steel
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
- G01N2291/02—Indexing codes associated with the analysed material
- G01N2291/028—Material parameters
- G01N2291/0289—Internal structure, e.g. defects, grain size, texture
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
Изобретение раскрывает систему онлайн-мониторинга образования трещин на шпинделе подъемного механизма и способ мониторинга образования трещин. Система состоит из силового блока натяжения каната, блока обнаружения трещин, блока беспроводной передачи данных и компьютера. Силовой блок натяжения каната состоит из двух тяговых канатов, двух направляющих колес, двух шаговых электродвигателей и двух приводов шаговых электродвигателей. Блок обнаружения трещин состоит из направляющего рельса спиральной трубчатой пружины, скользящей детали и ультразвукового преобразователя. Блок беспроводной передачи данных содержит три ZigBee-модуля беспроводных датчиков. ZigBee-модули получают команды с компьютера и передают команды приводам шаговых электродвигателей для осуществления контроля за вращением этих электродвигателей. Шаговые электродвигатели приводят направляющие колеса во вращение для осуществления намотки канатов, таким образом чтобы скользящая деталь начинала скольжение по направляющему рельсу спиральной трубчатой пружины. Техническим результатом является обеспечение эффективного контроля шпинделя подъемного механизма до возникновения неполадки, что позволяет избежать производственных аварий. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 5 ил.
Description
ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Область применения изобретения
Настоящее изобретение относится к области мониторинга образования трещин и, в частности, к системе онлайн-мониторинга образования трещин на шпинделе подъемного механизма.
Описание предшествующего уровня техники
В настоящее время большинство скважин в угольном массиве, находящихся на территории Китая, представляют собой неглубокие скважины глубиной от 500 до 800 м. При этом запасы угля на глубинах 1000-2000 м составляют около 53% от общих запасов. В этом случае необходимо использовать подъемную систему в скважинах на глубину в 1 километр (включая подъемник, подъемный контейнер, подъемный канат и т.д.). Являясь основным несущим элементом конструкции подъемника, шпиндель выдерживает нагрузку всего крутящего момента при осуществлении подъема и опускании груза, а также выдерживает натяжение канатов с обеих сторон. В случае если глубина скважины достигает более 1 километра, то максимальное статическое натяжение подъемника и количество слоев намотки барабана шпинделя значительно увеличиваются, вследствие чего со стороны канатов создается давление намотки на барабан, которое значительно больше, чем давление действующей конструкции, при этом натяжение и крутящий момент канатов, воздействующих на шпиндель, также значительно увеличиваются. Если глубина скважины составляет 2000 м, то статическая нагрузка в конце подъемника составляет 240 т или более, а экономичная скорость подъема - 20 м/с или более. Создаваемая таким образом огромная динамическая нагрузка существенно сокращает срок службы шпинделя. Поэтому необходимо проводить онлайн-мониторинг образования трещин на шпинделе скважинного подъемника на глубине в 1 километр.
Трудно отслеживать трещины в режиме реального времени на участке шпинделя, расположенном внутри барабана подъемника, по следующим трем причинам: скорость шпинделя подъемника составляет 81 рад/с или более; узкое внутреннее пространство барабана, которое затрудняет установку контролирующего устройства; а также спутывание и образование узлов на линиях передачи, которые легко могут возникнуть при использовании проводной передачи данных.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Техническая задача
Целью настоящего изобретения является предоставление системы онлайн-мониторинга образования трещин на шпинделе подъемного механизма, которая предназначена для решения технической задачи, заключающейся в том, что существующая система онлайн-мониторинга обнаружения трещин не может отслеживать трещины на участке шпинделя, расположенном внутри барабана.
Техническое решение
Для достижения вышеуказанной цели настоящее изобретение предусматривает использование следующего технического решения:
Система онлайн-мониторинга образования трещин на шпинделе подъемного механизма, расположенного внутри барабана, содержащая:
блок обнаружения трещин, который создан для обнаружения трещин на шпинделе подъемного механизма и состоит из направляющего рельса спиральной трубчатой пружины, при этом направляющий рельс спиральной трубчатой пружины присоединен к участку шпинделя подъемного механизма за его пределами в осевом направлении, располагается вдоль шпинделя подъемного механизма и закреплен относительно этого шпинделя подъемного механизма; скользящая деталь расположена на направляющем рельсе спиральной трубчатой пружины с возможностью скольжения; две стороны скользящей детали соответственно соединены с элементом соединения каната посредством этого же каната с возможностью передачи приводного усилия; элемент соединения каната содержит первый элемент соединения каната и второй элемент соединения каната; причем два элемента соединения каната выполнены с возможностью приводить скользящую деталь в движение вперед и назад по направляющему рельсу спиральной трубчатой пружины;
скользящая деталь содержит изогнутую трубу, внешний корпус и тонкостенный соединительный участок, причем изогнутая труба представляет собой изогнутую полую трубу, диаметр которой меньше внутреннего диаметра направляющего рельса спиральной трубчатой пружины; изогнутая труба проходит через внутреннюю часть направляющего рельса спиральной трубчатой пружины; на одной стороне направляющего рельса спиральной трубчатой пружины, которая обращена наружу, расположен сквозной паз; один конец тонкостенного соединительного участка неподвижно соединен с изогнутой трубой, а другой конец соединен с внешним корпусом при помощи сквозного паза; болт для закрепления каната расположен на тонкостенном соединительном участке; ультразвуковой преобразователь для передачи ультразвуковых волн на шпиндель подъемного механизма установлен в нижней части внешнего корпуса; при этом ультразвуковой преобразователь выполнен с возможностью обнаружения трещин на шпинделе подъемного механизма; а также
блок беспроводной передачи данных, содержащий три ZigBee-модуля беспроводных датчиков, где
конец входа сигнала первого ZigBee-модуля соединен с концом выхода сигнала первого элемента соединения каната;
конец входа сигнала второго ZigBee-модуля соединен с концом выхода сигнала второго элемента соединения каната;
конец входа сигнала третьего ZigBee-модуля соединен с концом выхода сигнала ультразвукового преобразователя;
конец выхода сигнала первого ZigBee-модуля, конец выхода сигнала второго ZigBee-модуля и конец выхода сигнала третьего ZigBee-модуля соединены с концом входа сигнала компьютера; а также
конец выхода компьютера соединен с концом входа сигнала первого элемента соединения каната и концом входа сигнала второго элемента соединения каната, соответственно.
Болты для закрепления каната расположены на тонкостенном соединительном участке.
Первый элемент соединения каната и второй элемент соединения каната имеют одинаковую структуру и каждый из них состоит из: привода шагового электродвигателя, шагового электродвигателя и направляющего колеса каната, при этом привод шагового электродвигателя установлен на перегородке, направляющее колесо каната соединено с вращающимся валом шагового электродвигателя, направляющее колесо каната неподвижно соединено с одним концом каната, а другой конец каната соединен с одной стороной скользящей детали.
Левый конец направляющего рельса спиральной трубчатой пружины прикреплен к одному концу первого рельсового стыка, а другой конец первого рельсового стыка неподвижно соединен с цилиндрическим швом сварного соединения левой перегородки подъемника. Правый конец направляющего рельса спиральной трубчатой пружины соединен с одним концом второго рельсового стыка, а другой конец второго рельсового стыка неподвижно соединен с цилиндрическим швом сварного соединения правой перегородки подъемника.
Три ZigBee-модуля беспроводных датчиков содержат антенну, проходящую наружу через отверстие в перегородке в процессе установки, чтобы избежать воздействия металлов на беспроводной датчик.
Настоящее изобретение дополнительно раскрывает способ мониторинга образования трещин, использующий систему онлайн-мониторинга образования трещин на шпинделе подъемного механизма, при котором первый ZigBee-модуль получает команду с компьютера и затем передает команду первому приводу шагового электродвигателя, а первый шаговый электродвигатель в свою очередь приводит первое направляющее колесо во вращение по направлению вперед, таким образом чтобы обмотка первого тягового каната тянула скользящую деталь, причем создавалось скольжение по спирали в левую сторону, по направляющему рельсу спиральной трубчатой пружины, а ультразвуковой преобразователь, закрепленный на скользящей детали, контролирует вращение шпинделя вдоль направляющего рельса спиральной трубчатой пружины, а также третий ZigBee-модуль, встроенный в ультразвуковой преобразователь, передает данные мониторинга на компьютер в режиме реального времени;
компьютер посылает ответную команду второму ZigBee-модулю, во время скольжения скользящей детали к крайнему левому концу направляющего рельса спиральной трубчатой пружины, второй ZigBee-модуль передает команду второму приводу шагового электродвигателя, при этом второй шаговый электродвигатель в свою очередь приводит второе направляющее колесо во вращение в обратном направлении, таким образом чтобы обмотка второго тягового каната тянула скользящую деталь, причем создавалось скольжение по спирали в левую сторону, по направляющему рельсу спиральной трубчатой пружины, а ультразвуковой преобразователь, закрепленный на скользящей детали, контролирует вращение шпинделя вдоль направляющего рельса спиральной трубчатой пружины, до того момента пока скользящая деталь не дойдет до крайнего правого конца направляющего рельса спиральной трубчатой пружины, тем самым благодаря этому циклическому процессу осуществляется мониторинг шпинделя подъемного механизма в режиме реального времени.
Полезный эффект изобретения
Преимущества и полезные эффекты настоящего изобретения заключаются в следующем.
1) Система онлайн-мониторинга образования трещин на шпинделе подъемного механизма настоящего изобретения может отслеживать трещины в режиме реального времени на участке шпинделя, расположенном внутри барабана подъемника, а также может своевременно и эффективно предупреждать о дальнейшем распространении трещин, тем самым предотвращая производственные аварии, человеческие жертвы и материальный ущерб.
2) Силовой блок натяжения каната отделяет устройство подачи питания от механизма скользящей детали, что дает возможность снизить вес скользящей детали, а также может отвечать требованию использования скользящей детали небольшого размера в узком пространстве с небольшим уклоном направляющего рельса спиральной трубчатой пружины.
3) Использование ZigBee-модуля беспроводного датчика делает передачу компьютерных команд более удобной и предотвращает спутывание и образование узлов на линиях передачи данных, образующихся во время вращения шпинделя.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ СХЕМ
ФИГ. 1 представляет собой схематическое изображение, демонстрирующее общую структуру системы онлайн-мониторинга образования трещин на шпинделе подъемного механизма в соответствии с настоящим изобретением.
На фигуре: 1 - первый рельсовый стык; 2 - первый тяговый канат; 3 - первое направляющее колесо; 4 - первый цилиндрический шов сварного соединения; 5 - направляющий рельс спиральной трубчатой пружины; 6 - первый шаговый электродвигатель; 7 - скользящая деталь; 8 - левая перегородка; 9 - правая перегородка.
ФИГ. 2 представляет собой увеличенное изображение отдельного участка конструкции, показанной на ФИГ. 1.
На фигуре: 10 - второй рельсовый стык; 11 - второй шаговый электродвигатель; 12 - второе направляющее колесо; 13 - второй тяговый канат; 14 - второй цилиндрический шов сварного соединения.
ФИГ. 3 представляет собой схематическое структурное изображение спиральной трубчатой пружины направляющего рельса в соответсвии с настоящим изобретением.
ФИГ. 4 представляет собой увеличенное изображение отдельного участка конструкции, показанной на ФИГ. 3.
На фигуре: 15 - сквозной паз.
ФИГ. 5 представляет собой схематическое структурное изображение скользящей детали в соответствии с настоящим изобретением.
На фигуре: 7-1 - изогнутая труба; 7-2 - внешний корпус; 7-3 - тонкостенный соединительный участок; 16 - болт.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение более подробно описано ниже со ссылкой на прилагаемые схемы и варианты его осуществления.
ФИГ. 1 представляет собой схематическое изображение, демонстрирующее общую структуру системы онлайн-мониторинга образования трещин на шпинделе подъемного механизма в соответствии с настоящим изобретением.
В этом варианте осуществления онлайн-мониторинг проводится для обнаружения трещин на участке шпинделя, расположенного внутри одиночного барабана подъемника JK-2.5/20E с наматыванием одного каната, при этом система мониторинга обнаружения трещин установлена внутри барабана и включает в себя силовой блок натяжения каната, блок обнаружения трещин и блок беспроводной передачи данных. Силовой блок натяжения каната включает в себя:
два тяговых каната, два направляющих колеса, два шаговых электродвигателя и два устройства запуска шаговых электродвигателей. Левый конец первого тягового каната 2 закреплен на торце первого направляющего колеса 3 при помощи болта, а правый конец первого тягового каната 2 проходит через сквозное отверстие на верхнем конце первого рельсового стыка 1, а затем крепится к скользящей детали 7 при помощи болта на левом ее конце.
Правый конец второго тягового каната 13 закреплен на торце второго направляющего колеса 12 при помощи болта, а левый конец второго тягового каната 13 проходит через сквозное отверстие на верхнем конце второго рельсового стыка 10, а затем крепится к скользящей детали 7 при помощи болта на правом ее конце.
Два привода шаговых электродвигателей, установленные на левой и правой перегородках соответственно, приводят в движение два шаговые электродвигателя, а именно первый шаговый электродвигатель 6 и второй шаговый электродвигатель 11, причем первый шаговый электродвигатель 6 приводит первое направляющее колесо 3 во вращение по направлению вперед для осуществления намотки первого тягового каната 2, а второй шаговый электродвигатель 11 приводит второе направляющее колесо 12 во вращение в обратном направлении для осуществления намотки второго тягового каната 13.
Блок обнаружения трещин включает в себя направляющий рельс спиральной трубчатой пружины, скользящую деталь 7 и ультразвуковой преобразователь, при этом скользящая деталь 7, соединенная с двумя канатами, прикреплена к направляющему рельсу спиральной трубчатой пружины, левый конец направляющего рельса спиральной трубчатой пружины прикреплен к первому рельсовому стыку 1, другой конец первого рельсового стыка 1 прикреплен к первому цилиндрическому шву сварного соединения 4 левой перегородки подъемника, правый конец направляющего рельса спиральной трубчатой пружины прикреплен ко второму рельсовому стыку 10, другой конец второго рельсового стыка 10 прикреплен ко второму цилиндрическому шву сварного соединения 14 правой перегородки подъемника, а ультразвуковой преобразователь крепится к основанию скользящей детали 7 при помощи болтов.
Блок беспроводной передачи данных включает в себя три ZigBee-модуля беспроводных датчиков. Интерфейс первого ZigBee-модуля последовательно подключен к интерфейсу первого привода шагового электродвигателя. Интерфейс второго ZigBee-модуля последовательно подключен к интерфейсу второго привода шагового электродвигателя. Интерфейс третьего ZigBee-модуля последовательно подключен к интерфейсу ультразвукового преобразователя. Первый ZigBee-модуль получает команду с компьютера и передает команду первому приводу шагового электродвигателя, который приводит первое направляющее колесо во вращение по направлению вперед. Второй ZigBee-модуль получает команду с компьютера и передает команду второму приводу шагового электродвигателя, который приводит второе направляющее колесо во вращение в обратном направлении. Третий ZigBee-модуль передает зарегистрированные ультразвуковым преобразователем данные на компьютер в режиме реального времени.
Направляющий рельс спиральной трубчатой пружины представляет собой направляющий рельс полой спиральной трубчатой пружины, на периферии которого имеется сквозной паз. Периферийный сквозной паз сообщается с внутренней частью направляющего рельса спиральной трубчатой пружины и служит для соединения внутренней части скользящей детали 7 с внешней частью скользящей детали 7.
Скользящая деталь 7 включает в себя изогнутую трубу 7-1, внешний корпус 7-2 и тонкостенный соединительный участок 7-3, причем изогнутая труба 7-1 представляет собой изогнутую полую трубу, диаметр которой меньше внутреннего диаметра направляющего рельса спиральной трубчатой пружины, изогнутая труба 7-1 проходит через внутреннюю часть направляющего рельса спиральной трубчатой пружины, на одной стороне направляющего рельса спиральной трубчатой пружины, которая обращена наружу, расположен сквозной паз, один конец тонкостенного соединительного участка 7-3 неподвижно соединен с изогнутой трубой 7-1, а другой конец соединен с внешним корпусом 7-2 при помощи сквозного паза, болт для закрепления каната расположен на тонкостенном соединительном участке 7-3, ультразвуковой преобразователь для передачи ультразвуковых волн на шпиндель подъемного механизма установлен в нижней части внешнего корпуса 7-2, при этом ультразвуковой преобразователь выполнен с возможностью обнаружения трещин на шпинделе подъемного механизма.
В качестве дополнительной предпочтительной версии технического решения настоящего изобретения предлагается ZigBee-модуль беспроводного датчика, который содержит антенну, проходящую наружу через отверстие в перегородке в процессе установки, чтобы избежать воздействия металлов на беспроводной датчик.
В качестве еще одной предпочтительной версии технического решения настоящего изобретения предлагается ZigBee-модуль беспроводного датчика, который включает в себя первый ZigBee-модуль и второй ZigBee-модуль. Первый ZigBee-модуль и второй ZigBee-модуль синхронно получают команды с компьютера, чтобы происходило одновременное вращение первого шагового электродвигателя по направлению вперед и вращение второго шагового электродвигателя в обратном направлении.
Блоки (участки), детальное описание которых не приводится в настоящем изобретении, являются общеизвестными техническими средствами для специалистов в данной области техники.
Claims (15)
1. Система онлайн-мониторинга для обнаружения трещин на шпинделе подъемного механизма находится внутри барабана и содержит:
блок обнаружения трещин, который создан для обнаружения трещин на шпинделе подъемного механизма и состоит из направляющего рельса спиральной трубчатой пружины, при этом направляющий рельс спиральной трубчатой пружины присоединен к участку шпинделя подъемного механизма за его пределами в осевом направлении, располагается вдоль шпинделя подъемного механизма и закреплен относительно этого шпинделя подъемного механизма; скользящая деталь расположена на направляющем рельсе спиральной трубчатой пружины с возможностью скольжения; две стороны скользящей детали соответственно соединены с элементом соединения каната посредством этого же каната с возможностью передачи приводного усилия; элемент соединения каната содержит первый элемент соединения каната и второй элемент соединения каната; причем два элемента соединения каната выполнены с возможностью приводить скользящую деталь в движение вперед и назад по направляющему рельсу спиральной трубчатой пружины;
скользящая деталь содержит изогнутую трубу, внешний корпус и тонкостенный соединительный участок, причем изогнутая труба представляет собой изогнутую полую трубу, диаметр которой меньше внутреннего диаметра направляющего рельса спиральной трубчатой пружины; изогнутая труба проходит через внутреннюю часть направляющего рельса спиральной трубчатой пружины; на одной стороне направляющего рельса спиральной трубчатой пружины, которая обращена наружу, расположен сквозной паз; один конец тонкостенного соединительного участка неподвижно соединен с изогнутой трубой, а другой конец соединен с внешним корпусом при помощи сквозного паза; болт для закрепления каната расположен на тонкостенном соединительном участке; ультразвуковой преобразователь для передачи ультразвуковых волн на шпиндель подъемного механизма установлен в нижней части внешнего корпуса; при этом ультразвуковой преобразователь выполнен с возможностью обнаружения трещин на шпинделе подъемного механизма; а также
блок беспроводной передачи данных, содержащий три ZigBee-модуля беспроводных датчиков, где
конец входа сигнала первого ZigBee-модуля соединен с концом выхода сигнала первого элемента соединения каната;
конец входа сигнала второго ZigBee-модуля соединен с концом выхода сигнала второго элемента соединения каната;
конец входа сигнала третьего ZigBee-модуля соединен с концом выхода сигнала ультразвукового преобразователя;
конец выхода сигнала первого ZigBee-модуля, конец выхода сигнала второго ZigBee-модуля и конец выхода сигнала третьего ZigBee-модуля соединены с концом входа сигнала компьютера; а также
конец выхода компьютера соединен с концом входа сигнала первого элемента соединения каната и концом входа сигнала второго элемента соединения каната, соответственно,
болт для закрепления каната расположен на тонкостенном соединительном участке.
2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что первый элемент соединения каната и второй элемент соединения каната имеют одинаковую структуру и каждый из них состоит из: привода шагового электродвигателя, шагового электродвигателя и направляющего колеса каната, при этом привод шагового электродвигателя установлен на перегородке, направляющее колесо каната соединено с вращающимся валом шагового электродвигателя, направляющее колесо каната неподвижно соединено с одним концом каната, а другой конец каната соединен с одной стороной скользящей детали.
3. Система по п. 1, отличающаяся тем, что левый конец направляющего рельса спиральной трубчатой пружины прикреплен к первому рельсовому стыку, а другой конец первого рельсового стыка неподвижно прикреплен к первому цилиндрическому шву сварного соединения левой перегородки подъемника; правый конец направляющего рельса спиральной трубчатой пружины прикреплен ко второму рельсовому стыку, а другой конец второго рельсового стыка неподвижно прикреплен ко второму цилиндрическому шву сварного соединения правой перегородки подъемника.
4. Система по п. 1, отличающаяся тем, что три ZigBee-модуля беспроводных датчиков содержат антенну, проходящую наружу через отверстие в перегородке в процессе установки, чтобы избежать воздействия металлов на беспроводной датчик.
5. Способ мониторинга образования трещин с помощью системы онлайн-мониторинга образования трещин на шпинделе подъемного механизма, отличающийся тем, что первый ZigBee-модуль получает команду с компьютера и затем передает команду первому приводу шагового электродвигателя, а первый шаговый электродвигатель в свою очередь приводит первое направляющее колесо во вращение по направлению вперед, таким образом чтобы обмотка первого тягового каната тянула скользящую деталь, причем создавалось скольжение по спирали в левую сторону, по направляющему рельсу спиральной трубчатой пружины, а ультразвуковой преобразователь, закрепленный на скользящей детали, контролирует вращение шпинделя вдоль направляющего рельса спиральной трубчатой пружины, а также третий ZigBee-модуль, встроенный в ультразвуковой преобразователь, передает данные мониторинга на компьютер в режиме реального времени;
компьютер посылает ответную команду второму ZigBee-модулю, во время скольжения скользящей детали к крайнему левому концу направляющего рельса спиральной трубчатой пружины, второй ZigBee-модуль передает команду второму приводу шагового электродвигателя, при этом второй шаговый электродвигатель в свою очередь приводит второе направляющее колесо во вращение в обратном направлении, таким образом чтобы обмотка второго тягового каната тянула скользящую деталь, причем создавалось скольжение по спирали в левую сторону, по направляющему рельсу спиральной трубчатой пружины, а ультразвуковой преобразователь, закрепленный на скользящей детали, контролирует вращение шпинделя вдоль направляющего рельса спиральной трубчатой пружины, до того момента пока скользящая деталь не дойдет до крайнего правого конца направляющего рельса спиральной трубчатой пружины, тем самым благодаря этому циклическому процессу осуществляется мониторинг шпинделя подъемного механизма в режиме реального времени.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201811425926.XA CN109557179B (zh) | 2018-11-27 | 2018-11-27 | 提升机主轴裂纹在线监测系统及其工作方法 |
| CN201811425926X | 2018-11-27 | ||
| PCT/CN2019/094111 WO2020107889A1 (zh) | 2018-11-27 | 2019-07-01 | 提升机主轴裂纹在线监测系统及其工作方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2732200C1 true RU2732200C1 (ru) | 2020-09-14 |
Family
ID=65867697
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2020115102A RU2732200C1 (ru) | 2018-11-27 | 2019-07-01 | Система онлайн-мониторинга образования трещин на шпинделе подъемного механизма и способ мониторинга образования трещин с помощью системы |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US10989695B2 (ru) |
| CN (1) | CN109557179B (ru) |
| AU (1) | AU2019369209B2 (ru) |
| RU (1) | RU2732200C1 (ru) |
| WO (1) | WO2020107889A1 (ru) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109557179B (zh) | 2018-11-27 | 2021-06-04 | 中国矿业大学 | 提升机主轴裂纹在线监测系统及其工作方法 |
| US11360055B2 (en) * | 2019-01-07 | 2022-06-14 | Halliburton Energy Services, Inc. | In-line inspection devices |
| CN113028293B (zh) * | 2021-04-09 | 2022-11-18 | 吉林中科博能科技有限公司 | 一种便于实时监测的输油管道 |
| CN113265528B (zh) * | 2021-07-16 | 2021-09-17 | 南通朗迪机械科技有限公司 | 追溯式可自动检测弹簧的回火装置 |
| CN115326931B (zh) * | 2022-10-13 | 2022-12-27 | 徐州市工大三森科技有限公司 | 一种煤矿索道用检修提索装置 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4597294A (en) * | 1984-06-25 | 1986-07-01 | Westinghouse Electric Corp. | Ultrasonic nondestructive tubing inspection system |
| CN104807887A (zh) * | 2015-05-14 | 2015-07-29 | 博脉工业检测（上海）有限公司 | 涡轮转轴焊缝超声波检测系统及方法 |
| CN207081698U (zh) * | 2017-08-17 | 2018-03-09 | 南京奥科分析仪器有限公司 | 一种带有螺旋轨迹的超声波探伤仪 |
| CN106482782B (zh) * | 2016-09-26 | 2018-09-14 | 中国矿业大学 | 深井双折线式多层缠绕提升机钢丝绳的动态径向变形与动张力监测装置及方法 |
| CN108535359A (zh) * | 2018-04-28 | 2018-09-14 | 河北工业大学 | 基于超声技术的电连接器微动磨损检测装置及其运行方法 |
Family Cites Families (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1402994B1 (en) * | 1997-07-24 | 2007-08-29 | Jtekt Corporation | Machine tool |
| US20070289385A1 (en) * | 2004-09-16 | 2007-12-20 | Nsk Ltd. | Ultrasonic Flaw Detection Method For Roller Bearing, And Method For Detecting Flaws |
| CN102445396B (zh) * | 2011-09-28 | 2013-04-10 | 中钢集团武汉安全环保研究院有限公司 | 一种基于起重机钢丝绳载荷测量的在线检测使用强度和疲劳预报的装置及方法 |
| CN102914593B (zh) * | 2012-10-16 | 2015-04-22 | 广东汕头超声电子股份有限公司 | 轴压装部位的超声tofd检测成像方法 |
| CN203191363U (zh) * | 2013-04-26 | 2013-09-11 | 无锡昌纳德检测科技有限公司 | 管/棒类线材缺陷检测装置 |
| JP6126497B2 (ja) * | 2013-08-30 | 2017-05-10 | 川崎重工業株式会社 | 超音波探傷装置及び超音波探傷装置の運転方法 |
| CN104713948B (zh) * | 2013-12-13 | 2018-12-28 | 通用电气公司 | 车轮缺陷检测装置及探伤方法 |
| US9671373B2 (en) * | 2014-03-14 | 2017-06-06 | Koch Heat Transfer Company, Lp | System and method for testing shell and tube heat exchangers for defects |
| CN204405601U (zh) * | 2014-12-29 | 2015-06-17 | 中石化胜利石油工程有限公司钻井工艺研究院 | 一种管道缺陷检测装置 |
| JP2016180676A (ja) * | 2015-03-24 | 2016-10-13 | 株式会社東芝 | 検知システム及び検知方法 |
| CN105259193B (zh) * | 2015-10-10 | 2017-10-27 | 东北石油大学 | 多尺度管道焊缝检测装置 |
| CN105424596A (zh) * | 2015-11-11 | 2016-03-23 | 江苏新思维光电有限公司 | 一种具有螺旋形导轨的圆柱形灯杆缺陷检测系统 |
| CN105675280B (zh) * | 2016-02-18 | 2018-02-02 | 中国矿业大学 | 千米深井提升机主轴弯扭复合疲劳损伤监测装置及方法 |
| CN106762343B (zh) * | 2016-12-29 | 2019-01-15 | 北京中元瑞讯科技有限公司 | 基于在线数据的水轮发电机组推力轴承故障的诊断方法 |
| CN206892040U (zh) * | 2017-05-25 | 2018-01-16 | 广东省东莞市质量监督检测中心 | 一种改进型模具钢自动超声扫查设备 |
| CN207528189U (zh) * | 2017-11-20 | 2018-06-22 | 江西瑞威铁科铁路工程有限公司 | 一种高速铁路无砟轨道多功能无损检测系统 |
| CN109557179B (zh) * | 2018-11-27 | 2021-06-04 | 中国矿业大学 | 提升机主轴裂纹在线监测系统及其工作方法 |
| CN209280023U (zh) * | 2018-12-10 | 2019-08-20 | 深圳市燃气集团股份有限公司 | 一种基于施工现场燃气管道保护的ai智能监控装置 |
-
2018
- 2018-11-27 CN CN201811425926.XA patent/CN109557179B/zh active Active
-
2019
- 2019-07-01 US US16/760,040 patent/US10989695B2/en active Active
- 2019-07-01 RU RU2020115102A patent/RU2732200C1/ru active
- 2019-07-01 WO PCT/CN2019/094111 patent/WO2020107889A1/zh active Application Filing
- 2019-07-01 AU AU2019369209A patent/AU2019369209B2/en active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4597294A (en) * | 1984-06-25 | 1986-07-01 | Westinghouse Electric Corp. | Ultrasonic nondestructive tubing inspection system |
| CN104807887A (zh) * | 2015-05-14 | 2015-07-29 | 博脉工业检测（上海）有限公司 | 涡轮转轴焊缝超声波检测系统及方法 |
| CN106482782B (zh) * | 2016-09-26 | 2018-09-14 | 中国矿业大学 | 深井双折线式多层缠绕提升机钢丝绳的动态径向变形与动张力监测装置及方法 |
| CN207081698U (zh) * | 2017-08-17 | 2018-03-09 | 南京奥科分析仪器有限公司 | 一种带有螺旋轨迹的超声波探伤仪 |
| CN108535359A (zh) * | 2018-04-28 | 2018-09-14 | 河北工业大学 | 基于超声技术的电连接器微动磨损检测装置及其运行方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| AU2019369209A1 (en) | 2020-06-11 |
| CN109557179A (zh) | 2019-04-02 |
| US10989695B2 (en) | 2021-04-27 |
| CN109557179B (zh) | 2021-06-04 |
| WO2020107889A1 (zh) | 2020-06-04 |
| AU2019369209B2 (en) | 2021-01-28 |
| US20210041402A1 (en) | 2021-02-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2732200C1 (ru) | Система онлайн-мониторинга образования трещин на шпинделе подъемного механизма и способ мониторинга образования трещин с помощью системы | |
| WO2017215208A1 (zh) | 超深井多层缠绕钢丝绳与卷筒动态接触状态监测装置及方法 | |
| RU2509203C2 (ru) | Буровая лебедка для маневрирования буровыми устройствами | |
| US8672059B2 (en) | Permanent magnet direct drive drawworks | |
| CN103221630A (zh) | 双速直接驱动绞车 | |
| CN103407920A (zh) | 一种由变频电机驱动的智能深孔绳索绞车 | |
| CN104261225A (zh) | 一种超深矿井提升系统试验台及方法 | |
| JP5135858B2 (ja) | エレベータの診断運転装置及び診断運転方法 | |
| CN102359366A (zh) | 旋挖钻机钻杆带杆监控系统 | |
| JP2004067365A (ja) | エレベータ装置 | |
| AU2010339868B2 (en) | Permanent magnet direct drive drawworks | |
| CN105178843B (zh) | 链条式顶驱钻机 | |
| KR100880035B1 (ko) | 다중드럼을 갖는 부하분담형 무대장치 | |
| CN219220391U (zh) | 一种15000米极深井测井绞车系统 | |
| CN204848068U (zh) | 油田钻机用滚筒箱体一体化石油绞车 | |
| CN104098040B (zh) | 一种用于半潜式海洋平台的储绳绞车 | |
| CN209339932U (zh) | 一种旋挖钻机测深装置 | |
| CN209721441U (zh) | 一种多方位旋转导轮结构 | |
| CN208399160U (zh) | 一种油田绞车负载试验装置 | |
| CN102493765A (zh) | 螺旋打桩机 | |
| CN102092611B (zh) | 提升机闸系统失灵的保护方法及提升机系统 | |
| CN109307710B (zh) | 石油管道监测装置 | |
| CN107746021A (zh) | 具有补偿功能的一体式双滚筒钻井绞车 | |
| CN216272626U (zh) | 一种适用于超深井的多绳摩擦式提升机 | |
| CN103626014A (zh) | 电梯 |