SU1105435A1

SU1105435A1 - Device for measuring tension of ropes of multirope hoisting gear

Info

Publication number: SU1105435A1
Application number: SU833583760A
Authority: SU
Inventors: Григорий Семенович Лямин; Анатолий Филиппович Новиков; Сергей Александрович Евсюков
Original assignee: Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Горной Механики Им.М.М.Федорова
Priority date: 1983-04-19
Filing date: 1983-04-19
Publication date: 1984-07-30

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НАТЯЖЕНИЯ КАНАТОВ МНОГОКАНАТНОЙ ПОДЪЕМНОЙ УСТАНОВКИ, содержащее датчик поперечных колебаний и таймер, отличающеес тем, что, с целью повышени точности измерени и удобства эксплуатации , оно снабжено формирователем сигналов, блокирующим элементом, усилителем-формирователем , счетчиком импульсов и переключателем, причем первый выход датчика поперечных колебаний подключен через последовательно соединенные формирователь сигналов и блокирующий элемент с первым входом переключател , выход которого соединен с входом таймера, а второй выход датчика подключен через последовательно соединенные усилитель-формирователь и счетчик импульсов ко второму входу переключател . а ел со СПA DEVICE FOR MEASURING THE TENSION OF ROPES OF A MULTI-KANET RISING INSTALLATION, containing a transverse oscillation sensor and a timer, characterized in that, in order to improve measurement accuracy and convenience of operation, the first output the transverse vibration sensor is connected via a serially connected signal conditioner and a blocking element to the first input of the switch, the output of which is connected ene with timer input and a second output transducer is connected via a series connected amplifier and pulse shaper-meter to the second input of the switch. ate with SP

Description

Изобретение относитс к контролю параметров подъемнотранспортных средств, преимущественно шахтного подъема.This invention relates to the monitoring of lift truck parameters, mainly mine lifting.

Современные глубокие шахты большой производительности оборудуютс многоканатными подъемными установками. Их особенностью вл етс фрикционна св зь подъемных канатов с приводным шкивом и подвеска подъемного сосуда (скипа, клети) на нескольких (4, 6 или 8-и) канатах. Поэтому важно в процессе эксплуатации обеспечить равномерное распределение общей концевой нагрузки между всеми канатами. Неравномерность нат жени канатов ветви возникает , в основном, из-за неизбежных в процессе эксплуатации различий длин канатов и различий длин окружностей их навивки на приводном шкиве трени . Контроль распределени нагрузки между канатами может производитьс разными способами, наиболее известным среди которых вл етс способ сравнени периодов поперечных колебаний участков канатов или периодов распространени поперечной волны колебаний по канатам от подъемной машины до подъемного сосуда и обратно.Modern deep mines of high capacity are equipped with multi-rope hoisting installations. Their peculiarity is the friction coupling of the lifting ropes with a driving pulley and the suspension of the lifting vessel (skip, stand) on several (4, 6 or 8) ropes. Therefore, it is important during operation to ensure an even distribution of the total end load between all the ropes. The unevenness of the tension of the ropes of the branch arises mainly due to the inevitable in the process of operation differences in the lengths of the ropes and differences in the lengths of the circumferences of their winding on the friction drive pulley. The control of load distribution between the ropes can be performed in different ways, the most famous of which is the method of comparing periods of lateral vibrations of rope sections or periods of propagation of a transverse wave of vibrations along the ropes from the lifting machine to the lifting vessel and back.

При первом способе возникает необходимость в измерении периода сто чих волн колебаний участка каната между приводным и отклон ющим шкивами длительностью менее 0,5 с, при втором способе - врем распространени бегущей волны длительностью более 5 с.In the first method, it becomes necessary to measure the period of standing waves of oscillations of the rope section between the driving and deflecting pulleys with a duration of less than 0.5 s, and with the second method, the time of propagation of a traveling wave with a duration of more than 5 s.

Сравнива периоды колебаний головных канатов подъемной установки, имеющих практически одинаковые параметры, контролируют распределение нагрузки между ними. Выравнивают нат жени канатов укорачиванием длин соответствующих канатов и проточкой ручьев футеровки приводного шкива .Comparing the periods of oscillations of the head ropes of a lifting installation, which have almost identical parameters, control the distribution of the load between them. Equalize the tension of the ropes by shortening the lengths of the respective ropes and grooving the streams of the lining of the drive pulley.

Известно, что измерение времени распространени «бегущей волны вдоль каната реализуют с использованием ручного секундомера часового типа. Дл этого возбуждают волну поперечных колебаний в канате и измер ют врем ее прохождени от места возбуждени до подъемного сосуда и обратно . Включение и выключение секундомера производитс оператором вручную. Фиксируемые периоды наход тс в интервале 5-20 с, а погрешность измерени 0,5- 0,7 с 1.It is known that the measurement of the propagation time of a traveling wave along a rope is carried out using a watch-type manual stopwatch. For this, a wave of transverse oscillations in the rope is excited and the time of its passage from the point of excitation to the lifting vessel and back is measured. The stopwatch is turned on and off by the operator manually. The recorded periods are in the range of 5-20 s, and the measurement error is 0.5-0.7 s 1.

Однако средств дл измерени периода собственных колебаний коротких участков каната (сто чих волн) промышленность не выпускает, а это необходимо дл контрол распределени нагрузки между канатами при верхнем положении подъемного сосуда.However, the industry does not produce means for measuring the period of natural oscillations of short sections of the rope (standing waves), and this is necessary to control the distribution of the load between the ropes when the lifting vessel is in the upper position.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату вл етс устройство, реализующее способ измерени нат жени ленты, которое содержит два идентичных канала. Каждый канал состоитThe closest in technical essence and the achieved result is a device that implements a method of measuring the tension of the tape, which contains two identical channels. Each channel consists

из датчика, соединенного через запоминающий триггер с таймером. Датчики расположены вдоль ленты на определенном рассто нии один от другого.from a sensor connected via a memory trigger with a timer. The sensors are located along the tape at a certain distance from one another.

Устройство работает следующим образом . Возбужденна волна поперечных колебаний ленты, распростран сь вдоль последней , поочередно воздействует на оба датчика . Моменты прохождени фронта волны мимо датчиков фиксируютс запоминающими триггерами, причем первый из них включает, а второй выключает таймер. Таким образом, измер етс врем распространени волны между двум датчиками и, зна рассто ние между ними, определ етс скорость распространени волны поперечных колебаний вдоль ленты. Затем по известной формуле вычисл етс нат жение ленты 2. Недостатком устройства, применительно к услови м контрол нат жени головных канатов фрикционных подъемников, вл етс мала точность контрол , пропорционально завис ща от отнощени рассто ни меж ду датчиками к длине возбужденной волны колебаний, котора в тонкой ленте, ввиду ее малой поперечной жесткости, на несколько пор дков меньще, чем в головном канате фрикционного подъемника. Дл компенсации погрещности измерени в щахтных услови х необходимо разнести датчики на рассто ние нескольких сотен метров, что невозможно по р ду причин, обусловленныхThe device works as follows. An excited wave of transverse oscillations of the tape, propagating along the latter, alternately affects both sensors. The moments of passage of the wave front past the sensors are fixed by memory triggers, the first of which turns on and the second turns off the timer. Thus, the time of wave propagation between the two sensors is measured and, knowing the distance between them, the speed of propagation of the wave of transverse oscillations along the tape is determined. Then, according to the known formula, the tension of the tape 2 is calculated. A disadvantage of the device, as applied to the tension control conditions of the head ropes of the friction lifts, is a small control accuracy proportional to the ratio between the distance between the sensors and the length of the excited oscillation wave, which thin tape, due to its low transverse rigidity, is several orders of magnitude smaller than in the head rope of the friction hoist. In order to compensate for the measurement error in the conditions it is necessary to spread the sensors to a distance of several hundred meters, which is impossible for a number of reasons due to

спецификой шахтного подъема. Область применени прототипа в услови х шахтного подъема ограничена только методом «бегущей волны. При этом нельз измер ть период сто чей волны колебаний участка каната , например, между ведущим и отклон ющим шкивами подъемной установки. Эта необходимость возникает дл контрол распределени нагрузки между канатами при верхнем положении подъемного сосуда (согласно требовани м ПТЭ). Сложность конструкции из-за наличи удаленных один от другого датчиков и линий их коммутации, что делает невозможным его применение дл оперативного контрол на разных фрикционных подъемниках, установленных на одной шахте.specifics of mine rise. The scope of application of the prototype in the mine lifting conditions is limited only by the traveling wave method. In this case, it is not possible to measure the period of the standing wave of oscillations of the rope section, for example, between the leading and deflecting pulleys of the lifting installation. This need arises to control the distribution of the load between the ropes when the lifting vessel is in the upper position (as required by the PTE). The complexity of the design is due to the presence of sensors that are remote from one another and their switching lines, which makes it impossible to use it for operational control on different friction lifts mounted on the same shaft.

Цель изобретени - повышение точности измерени и удобства эксплуатации.The purpose of the invention is to improve measurement accuracy and ease of operation.

Поставленна цель достигаетс тем, что устройство дл измерени нат жени канатов многоканатной подъемной установки, содержащее датчик поперечных колебаний и таймер, снабжено формирователем сигналов , блокирующим элементом, усилителемформирователем , счетчиком и.мпульсов и пе5 реключателем, причем первый выход датчика поперечных колебаний подключен через последовательно соединенные формирователь сигналов и блокирующий элемент с первым входом переключател , выход которого соединен с входом таймера, а второй выход датчика подключен через последовательно соединенные усилитель-формирователь и счетчик импульсов ко второму входу переключател .The goal is achieved by the fact that the device for measuring the tension of the ropes of a multi-rope lifting installation, containing a transverse vibration sensor and a timer, is equipped with a signal conditioner, a blocking element, a shaping amplifier, an impulse counter and a switch, the first output of the transverse vibration sensor is connected through serially connected the driver of the signals and the blocking element with the first input of the switch, the output of which is connected to the input of the timer, and the second output of the sensor is connected ene via series connected amplifier and pulse shaper-meter to the second input of the switch.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 - устройство датчика поперечных колебаний и его расположение относительно каната.FIG. 1 is a block diagram of the device; in fig. 2 - the device of the transverse vibration sensor and its location relative to the rope.

Устройство содержит датчик 1 поперечных колебаний, первый выход которого подключен через последовательно соединенные формирователь 2 сигналов и блокирующий элемент 3 с первым входом переключател 4, выход которого соединен с входом таймера 5, а второй выход датчика 1 через последовательно соединенные усилитель-формирователь 6 и счетчик 7 импульсов подключен ко второму входу переключател . Обработка сигнала датчика 1 может производитьс по одному из двух каналов, избираемых с помощью переключател 4 в зависимости от того измер етс ли врем распространени «бегущей волны вдоль каната, или период сто чих волн колебаний участка каната между приводным и отклон ющим шкивами фрикционного подъемника.The device contains a transverse oscillation sensor 1, the first output of which is connected via a serially connected driver 2 of signals and a blocking element 3 with the first input of a switch 4, the output of which is connected to the input of timer 5, and the second output of sensor 1 through a serially connected amplifier of generator 6 and a counter 7 pulses connected to the second input of the switch. The processing of the signal from sensor 1 can be carried out in one of two channels chosen by switch 4, depending on whether the propagation time of the traveling wave along the rope or the period of standing waves of oscillations of the rope segment between the driving and deflecting pulleys of the friction hoist is measured.

Датчик состоит также из магнитопровода 8, разделенного воздушным зазором на две части, на каждой из которых закреплен посто нный магнит 9 с катущкой индуктивности 10. Дл исключени воздействи внешних электромагнитных полей, присутствующих в услови х эксплуатации устройства , индуктивные катущки соединены по дифференциальной схеме, при этом ЭДС, наводимые в катушках внешними электромагнитными пол ми, действуют встречно друг другу. Свободные выводы а катушек индуктивности 10 соединены с усилителем-формирователем 6. Сто ча волна колебаний каната 11 наводит в катушках индуктивности ЭДС.The sensor also consists of a magnetic core 8 divided by an air gap into two parts, each of which has a permanent magnet 9 with an inductance coil 10. To eliminate the influence of external electromagnetic fields present under the operating conditions of the device, the inductive coils are connected in a differential circuit In this case, EMF induced in coils by external electromagnetic fields act counter to each other. The free leads and the inductors 10 are connected to the amplifier-driver 6. A hundred-wave wave oscillations of the rope 11 leads in the inductors EMF.

в воздушном зазоре магнитопровода расположен геркон 12, соединенный последовательно с размагничивающей катушкой 13, выводы которой 8 соединены с входом формировател 2 сигналов.in the air gap of the magnetic circuit there is a reed switch 12 connected in series with a demagnetizing coil 13, the terminals of which 8 are connected to the input of the driver 2 signals.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

При измерении времени распространени «бегущей волны вдоль каната возбужденна в нем.волна поперечных колебаний, отража сь поочередно от приводного шкива и подъемного сосуда, периодически воздействует на датчик 1 устройства, наход щегос в верхней части стола шахты (у приводного шкива). В момент прохождени отраженной волны колебаний каната последней, отклон сь в сторону датчика 1, деформирует магнитный поток в зазоре между магнитопроводами 8. Геркон включаетс и замыкает цепь размагничивающей катушки, последовательно соединенной с герконом.When measuring the propagation time of a traveling wave along a rope, the wave of transverse oscillations excited in it, reflected alternately from the driving pulley and the lifting vessel, periodically affects the sensor 1 of the device located in the upper part of the shaft table (at the driving pulley). At the time of the passage of the reflected wave oscillations of the rope last, deflected in the direction of the sensor 1, it deforms the magnetic flux in the gap between the magnetic cores 8. The reed switch turns on and closes the demagnetization coil circuit connected in series with the reed switch.

Первый импульс датчика 1, поступающий с его первого выхода (выводы в геркона 12), через блокирующий элемент 3 и переключатель 4 включает таймер 5. Одновременно блокирующий элемент 3 с выдержкой времени, заведомо превышающей длительность про0 хождени «бегущей волны мимо датчика 1, блокирует формирователь 2, после чего схема устройства устанавливаетс в ждущий режим. При возвращении волны, отраженной от подъемного сосуда, сигнал датчика 1The first impulse of sensor 1, coming from its first output (pins to reed switch 12), through blocking element 3 and switch 4 turns on timer 5. At the same time, blocking element 3 with a time delay that is known to exceed the duration of the traveling wave passing by sensor 1 blocks the driver 2, after which the device circuit is set to the standby mode. Upon the return of the wave reflected from the lifting vessel, the signal from sensor 1

через формирователь 2 и блокирующий элемент 3 отключит таймер 5, показывающий период между двум последовательными отражени ми волны поперечных колебаний каната . through the shaper 2 and the blocking element 3, the timer 5 is turned off, showing the period between two successive reflections of the rope shear wave.

Рабочий ток формировател 2 сигналов,Operating current driver 2 signals

0 к которому подключены свободные концы в катушки геркона 12, создает встречное магнитное поле, и геркон размыкаетс . Таким образом исключаетс гистерезисна характеристика датчика, что позвол ет фиксиро , вать волну колебаний с относительно малой амплитудой, что повышает чувствительность датчика. Кроме того, устройство позвол ет максимально увеличить длину контролируемого участка каната (равную дглйному рассто нию от приводного шкива до подъемно0 го сосуда, а следовательно увеличить точность измерени .0 to which the free ends are connected to the reel of the reed switch 12, creates a counter magnetic field, and the reed switch opens. In this way, the hysteresis characteristic of the sensor is eliminated, which allows the oscillation wave to be fixed with a relatively small amplitude, which increases the sensitivity of the sensor. In addition, the device makes it possible to maximize the length of the rope to be monitored (equal to the long distance from the drive pulley to the lifting vessel, and, consequently, to increase the measurement accuracy.

При измерении периода сто чих волн собственных колебаний каната, возбужденных между приводным и отклон ющим шкивами фрикционного подъемника, сигнал датчи5 ка 1, поступающий с его второго выхода (выводы а катушек индуктивности 10), преобразуетс усилителем-формирователем 6 в пр моугольные импульсы, следующие с частотой колебаний каната. Дл уменьшени When measuring the period of standing waves of natural oscillations of the rope, excited between the driving and deflecting pulleys of the friction hoist, the signal of the sensor 1, coming from its second output (terminals a of inductors 10), is transformed by the shaping amplifier 6 into square impulses following rope oscillation frequency. To reduce

погрешности измерени определ етс длительность нескольких периодов колебаний, заданное число которых фиксируетс счетчиком импульсов 7, управл ющим через переключатель 4 таймером 5. Сто ча волна колебаний каната 11, модулиру магнитной the measurement error is determined by the duration of several oscillation periods, a given number of which is recorded by a pulse counter 7, which controls a timer 4 through the switch 4. The oscillation wave of the rope 11 is modulated by a magnetic

5 поток, создаваемый посто нными магнитами 9, наводит в катушках индуктивности 10 ЭДС, которые в этом случае действуют согласно друг другу, усили полезный сигнал. Оригинальна конструкци датчика и электронной схемы позвол ют повысить точность измерени , уменьшить габариты устройства (200 X 100 X 60 мм), сделав его транспортабельным, универсальным дл измерени нат жени канатов любых эксплуатируемых и вновь вводимых в эксплуатацию фрикционных подъемников.5, the flux created by the permanent magnets 9 induces 10 electromotive forces in the inductors, which in this case act according to each other, amplifying the useful signal. The original design of the sensor and electronic circuit allows to increase the measurement accuracy, reduce the size of the device (200 X 100 X 60 mm), making it transportable, universal for measuring the tension of the ropes of any operated and re-commissioned friction lifts.

Claims

DEVICE FOR MEASURING ROPES TENSION MULTI-

NATA LIFTING UNIT, containing a transverse vibration sensor and a timer, characterized in that, in order to improve measurement accuracy and ease of use, it is equipped with a signal conditioner, a blocking element, an amplifier-former, a pulse counter and a switch, and the first output of the transverse vibration sensor is connected through serially connected signal driver and blocking element with the first input of the switch, the output of which is connected to the timer input, and the second sensor output is connected through serially connected power-generator and a pulse counter to the second input of the switch.

SU „1105435

Fig.!