一种多绳提升机钢丝绳张力监测装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种多绳提升机钢丝绳张力监测补偿装置，包括拉丝位移传感器、油压传感器、信号采集发射装置和上位机；拉丝位移传感器设置在液压张力平衡装置上，线轮与拉头一个固定在活塞端部另一个固定在夹板上并且保持拉丝处于垂直方向；油压传感器设置在液压油缸上用于测量油缸内的压力；拉丝位移传感器和油压传感器将检测数据通过信号采集发射装置传递给上位机，上位机判断提升过程是否正常并执行相应控制指令。本发明根据平衡油缸内油压与钢丝绳张力之间的关系，通过对平衡油缸活塞摩擦力的计算，实现对采集到的油压信号的补偿，避免了钢丝绳张力监测过程中的较大波动，提高了整体钢丝绳张力监测系统的可靠性和准确性。
【专利说明】-种多绳提升机钢竺绳张力监测装置

【技术领域】
[0001] 本发明设及多绳提升机钢丝绳张力监测【技术领域】，具体是一种多绳提升机钢丝绳 张力监测特性曲线补偿装置及方法。

【背景技术】
[0002] 在多绳提升机钢丝绳张力监测系统中，液压张力平衡装置得到了广泛的应用。液 压张力平衡装置实际工作时不宜采用全调压，只能半调，全调压时钢丝绳会来回窜绳。貸斗 在提升过程各阶段，钢丝绳的受力是不同的，钢丝绳不可避免地会出现蠕动、相对滑动和伸 长不均等现象，致使调绳装置偏串，出现一端悬挂平衡油缸活塞杆伸出到极限另一端油缸 活塞杆缩回到极限的现象。此时，上升貸斗悬挂平衡油缸活塞杆缩回到极限的钢丝绳张力 大于其它钢丝绳，出现不平衡现象。如果行程较大，钢丝绳长度差也较大时就会造成单根钢 丝绳受力的可能性程度加大，不能保证各钢丝绳张力不平衡不得超过10 %的要求，钢丝绳 张力就会处于极度不平衡状态，对提升安全和钢丝绳使用寿命造成了严重威胁。


【发明内容】

[0003] 要解决的技术问题；针对现有技术的不足，本发明提出一种多绳提升机钢丝绳张 力监测补偿装置及方法，用于解决利用油缸压力监测钢丝绳张力中存在的震荡和波动的技 术问题。
[0004] 技术方案；为解决上述技术问题，本发明采用W下技术方案：
[0005] 一种多绳提升机钢丝绳张力监测装置，包括拉丝位移传感器、油压传感器、信号采 集发射装置和上位机；
[0006] 每个液压张力平衡装置上均设置有所述拉丝位移传感器，所述液压张力平衡装置 包括中间板、夹板和液压油缸，所述中间板与液压油缸的活塞连接，夹板与液压油缸的油缸 连接；所述拉丝位移传感器包括拉头、拉丝和线轮，所述拉丝一端缠绕在线轮上、拉丝另一 端与拉头连接，所述线轮与拉头一个固定在活塞端部另一个固定在夹板上并且保持拉丝处 于垂直方向；
[0007] 每个液压油缸的无杆腔上均设置有外接液压管路，并且液压管路用连通器相互连 通，每个液压管路上均设置有所述油压传感器；
[000引所述拉丝位移传感器检测油缸与活塞的相对位移和时间，所述油压传感器检测到 油缸油压压力Pl，将拉丝位移传感器和油压传感器检测到的数据通过信号采集发射装置传 递给上位机，所述上位机内嵌有钢丝绳张力检测模块，钢丝绳张力检测模块处理接收到的 数据计算出钢丝绳上的张力；具体计算方法如下：
[0009] 第一步、根据油缸与活塞的相对位移和时间计算出油缸与活塞之间的相对运动速 度V ;
[0010] 第二步、联立下列3式并结合步骤一种的结果计算出油缸内壁与活塞密封垫之间 的摩擦力Ff

【权利要求】
1. 一种多绳提升机钢丝绳张力监测装置，其特征在于：包括拉丝位移传感器、油压传 感器（11)、信号采集发射装置（12)和上位机； 每个液压张力平衡装置上均设置有所述拉丝位移传感器，所述液压张力平衡装置包括 中间板⑵、夹板（6)和液压油缸，所述中间板（7)与液压油缸的活塞⑵连接，夹板（6)与 液压油缸的油缸（5)连接；所述拉丝位移传感器包括拉头（1)、拉丝（3)和线轮（4)，所述拉 丝（3) -端缠绕在线轮（4)上、拉丝（3)另一端与拉头（1)连接，所述线轮（4)与拉头（1) 一个固定在活塞（2)端部另一个固定在夹板（6)上并且保持拉丝（3)处于垂直方向； 每个液压油缸的无杆腔上均设置有外接液压管路，并且液压管路用连通器相互连通， 每个液压管路上均设置有所述油压传感器（11); 所述拉丝位移传感器检测油缸（5)与活塞（2)的相对位移和时间，所述油压传感器 (11)检测到油缸油压压强P1，将拉丝位移传感器和油压传感器（11)检测到的数据通过信 号采集发射装置（12)传递给上位机，所述上位机内嵌有钢丝绳张力检测模块，钢丝绳张力 检测模块处理接收到的数据计算出钢丝绳上的张力；具体计算方法如下： 第一步、根据油缸（5)与活塞（2)的相对位移和时间计算出油缸（5)与活塞（2)之间 的相对运动速度V; 第二步、联立下列3式并结合步骤一种的结果计算出油缸（5)内壁与活塞密封垫之间 的摩擦力Ff
式中各个参数的含义如下，并且各个参数均通过实验测得： 状态变量z为活塞密封垫与油缸（5)内壁之间接触面的相对变形量； V为油缸（5)与活塞（2)之间的相对运动速度；g (V)为大于O的函数； 〇C1为活塞密封垫与油缸（5)内壁之间的摩擦刚性系数； 〇i为活塞密封垫与油缸（5)内壁之间的摩擦阻尼系数； 〇 2为液压油缸系统的黏性摩擦系数； F。为活塞密封垫与油缸（5)内壁之间的库伦摩擦力； Fs为活塞密封垫与油缸（5)内壁之间的静摩擦力；vs为活塞（2)斯特贝克速度； 第三步、根据下列矢量式计算钢丝绳上的张力^ Fl=pA-Ff 式中： P为液压油缸的油压压强； A为活塞（2)的受压面积。
2. 根据权利要求1所述的多绳提升机钢丝绳张力监测补偿装置，其特征在于：所述油 压传感器（11)通过三通阀与液压油缸上无杆腔上的外接液压管路连接。
3. 根据权利要求1所述的多绳提升机钢丝绳张力监测装置，其特征在于：所述信号采 集发射装置（12)包括信号采集发射箱和信号采集接收箱，所述信号采集发射箱接收到拉 丝位移传感器和油压传感器（11)的数据后通过无线信号传递给信号采集接收箱，所述信 号采集接收箱通过RS485传递给上位机。
4. 根据权利要求1所述的多绳提升机钢丝绳张力监测装置，其特征在于：所述中间板 (7)上固定有滑块（8)，所述夹板（6)上设置有与滑块（8)匹配的导轨，导轨方向与活塞（2) 同轴，所述活塞（2)端部与滑块固连，所述线轮（4)固定在夹板（6)上，拉头（1)固定在活 塞⑵端部。
【文档编号】G01L5/04GK104502011SQ201410805851
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年12月22日 优先权日:2014年12月22日
【发明者】张晓光, 白宏峰, 田宝来, 王克智, 赵志科, 王韬, 徐桂云, 郭波, 荀洪菲, 杨刚, 徐霁宇 申请人:中国矿业大学