專利名稱：多用途纜繩動態(tài)張力測量及超載剎車報警系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉一種纜繩動態(tài)張力測量系統(tǒng)，用于礦山開采、蓄能電站豎井、斜井和隧道施工中，被牽引的動態(tài)纜繩張力超載時，能發(fā)出超載報警及緊急剎車信號的安全保證系統(tǒng)。也可用于船舶上錨纜的動態(tài)張力監(jiān)視和報警。
背景技術(shù)：
在治金采礦、煤炭開采、水電站(包括蓄能電站)、斜井、豎井，隧道施工中，多用卷揚機(jī)(或絞車)牽引小車(或吊籠)，運送施工人員，施工物資和清理的廢棄物料。近年多數(shù)豎井(或斜井)施工中采用了電視攝像頭技術(shù)，能看到小車(或吊籠)達(dá)到井底工作面的情況。但不能知道被牽引的纜繩，在動態(tài)的條件下，所產(chǎn)生的張力變化。一但發(fā)生慣性張力超限，或者出現(xiàn)運行事故——“卡車”。這時纜繩所承受的張力，會成倍增加。一但超過牽引設(shè)備(如卷揚機(jī)，絞車，纜繩)的允許使用張力，會造成車毀人亡事故。目前國內(nèi)多數(shù)施工現(xiàn)場，沒有預(yù)警手段，基本靠加大纜繩直徑，提高抗張力強度和操作人員的經(jīng)驗管理，曾經(jīng)有過沉痛教訓(xùn)。本發(fā)明人在斜井工地研制一套ML型雙滑輪測力裝置，配以XBS型儀表，具有全程動態(tài)張力變化顯示，及超載剎車報警功能。2009年6月進(jìn)場安裝，并投入使用，發(fā)現(xiàn)和解決了下列問題1)在儀表的屏幕上觀查發(fā)現(xiàn)，小車在軌道上行駛時的張力變化。上行和下行差別較大，當(dāng)小車到工作位(井底)，有一個與載重量，下降速度成正比的慣性張力，它大于正常張力，有時成倍增加。這說明使用中選擇小車初始載重量和小車下降速度，對安全生產(chǎn)是很重要的。2)解決了超載剎車報警問題。超載剎車報警值，是根據(jù)牽引設(shè)備(例如卷揚機(jī)、絞車、纜繩)能承受的最大張力確定的，假定最大張力是10噸，當(dāng)纜繩中張力達(dá)到10 噸，張力測控儀也顯示10噸，這時有聲光報警發(fā)生。同時，張力測控議，向卷揚機(jī)控制柜中的空氣開關(guān)發(fā)出剎車信號，得到立即執(zhí)行后。達(dá)到了防止超載運行和事故發(fā)生的目的。ML 型雙滑輪測力裝置系國內(nèi)首創(chuàng)產(chǎn)品，首次在中水12局黑麋峰電站斜井施工中采用，大大提高了施工過程事故的預(yù)見性，運行的安全性。正因為是首創(chuàng)產(chǎn)品，首家使用，還存在一些不足之處，現(xiàn)陳述如下(1)通用性差。由于受力方向的原因，ML型雙滑輪測力裝置，只能用于斜井施工， 豎井不能用(要用時必須改變測力結(jié)構(gòu)，從新設(shè)計)。(2)按安全要求，牽引纜繩應(yīng)該是兩條。從ML型雙滑輪測力裝置力學(xué)原理可知， 兩條纜繩進(jìn)出滑輪輪槽與水平夾角，分別相等(現(xiàn)場施工難度很大)，否則測量誤差加大。(3)力的修正系數(shù)K。由于ML型雙滑輪測力裝置所測之力，是纜繩張力P對測力支架的垂直分力N。在應(yīng)用中我們要知到的是纜繩張力P，因此，要尋找一個力的修正系數(shù) K,使張力P=KN，在理想狀態(tài)下N=PSina.... (1)P=N/Sina—. . (2)[0010]令 K=l/Sina...· · (3)則有 P=KN..... (4)這里P是纜繩張力。a是纜繩進(jìn)出滑輪槽與水平夾角。K是力的修正系數(shù)(這時 K=常數(shù))。實用中，因為有摩擦力存在，K不等于常數(shù)，K值要用實物標(biāo)定來決定(現(xiàn)場標(biāo)定到數(shù)噸級量程，難度很大)。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型，是一種通過纜繩動態(tài)張力測量裝置和張力測控儀組成的纜繩張力測控系統(tǒng)，能精確測出纜繩被牽引狀態(tài)下，動態(tài)張力變化，在此力超載時，能向牽引設(shè)備(如 卷揚機(jī))的控制柜發(fā)出自動剎車和聲光報警信號，以保證系統(tǒng)安全運行。因留有通訊接口， 在與計算機(jī)相連后，可實現(xiàn)全線自動控制。一種多用途纜繩動態(tài)張力測量及超載剎車報警系統(tǒng)，是由纜繩動態(tài)張力測量裝置和張力測控儀組成，其中，所述纜繩動態(tài)張力測量裝置包括底座部件和上蓋部件和吊環(huán)；所述底座部件的底座上設(shè)有一至多條測力滑輪組，每條測力滑輪組包括一對下導(dǎo)向滑輪支座，一對下導(dǎo)向滑輪，傳感器，測力滑輪和測力滑輪支座，其中，所述測力滑輪安裝在測力滑輪支座上，傳感器固定在底座上并與測力滑輪支座固接；一對下導(dǎo)向滑輪分別通過一對下導(dǎo)向滑輪支座固定安裝在底座底部或同軸固定在底座的兩側(cè)壁上，并位于測力滑輪支座及其附件測力滑輪和傳感器兩側(cè)對稱位置；所述上蓋部件包括上蓋，以及一至多個由上導(dǎo)向滑輪支座和上導(dǎo)向滑輪構(gòu)成的滑輪組，所述上導(dǎo)向滑輪支座固定在上蓋頂部，上導(dǎo)向滑輪安裝在上導(dǎo)向滑輪支座上或同軸固接在上蓋的兩側(cè)壁上，構(gòu)成一個滑輪組；所述滑輪組為1個或多個，每個滑輪組的上導(dǎo)向滑輪與底座部件中下導(dǎo)向滑輪互相對齊并留有轉(zhuǎn)動間隙；所述吊環(huán)固定在上蓋上，并使上蓋部件吊到底座部件上，使裙邊A，B上的定位銷孔對準(zhǔn)，并通過螺栓鎖緊，構(gòu)成繩動態(tài)張力測量裝置。所述張力測控儀包括儀表，機(jī)箱，限重報警器，超載剎車報警器，前面板，后面板， 信號輸入插頭，超載剎車信號輸出插頭和電源開關(guān)組裝而成；所述儀表與限重報警器和超載剎車報警器分別連接，安裝在機(jī)箱內(nèi)；信號輸入插頭，超載剎車信號輸出插頭和電源開關(guān)設(shè)在后面板上。所述測力滑輪組與底座安裝后的中心位在一條直線上，并平行于底座的中心線。所述下導(dǎo)向滑輪，上導(dǎo)向滑輪和測力滑輪的滑輪上都設(shè)有輪槽，被測纜繩從纜繩動態(tài)張力測量裝置中穿過，限定在下導(dǎo)向滑輪，上導(dǎo)向滑輪所形成的輪槽之間，并通過測力滑輪的輪槽。所述下導(dǎo)向滑輪和上導(dǎo)向滑輪之間的轉(zhuǎn)動間隙不大于被測纜繩直徑的三分之一。本發(fā)明的有益效果如下1)通用性強鈄井、豎井、隧道開挖等類似工程施工中，均可采用，不需修改“測量裝置”的結(jié)構(gòu)。2)安裝兩條以上測力滑輪組的“測量裝置”，不要求進(jìn)出滑輪槽每條纜繩與水平夾角分別相等。3)力的修正系數(shù)K:在本“測量裝置”中的測力部份，是依據(jù)力學(xué)原理設(shè)計的，測的是綜合力(包括了摩擦力影響)，K值只和結(jié)構(gòu)有關(guān)，且等于常數(shù)。為防止制造誤差，出廠時，應(yīng)進(jìn)行校核性標(biāo)定。[0022]4)如在轉(zhuǎn)向滑輪27 (或測力滑輪8)的主軸上，安裝轉(zhuǎn)數(shù)表，可測纜繩行程長度， 或被牽引物(如吊籠)與參照物(如井口)之間的距離。5)所述張力測控儀是本實用新型的電控部份，具有如下功能a)最大量程設(shè)定是按牽引設(shè)備(如卷揚機(jī))及纜繩，最大許用張力決定的(它應(yīng)該小于或等于傳感器綜合量程)。b)報警點的設(shè)定在小于或等于最大量程范囲內(nèi)，可根據(jù)需要，設(shè)若干個功能信號輸出點，當(dāng)纜繩張力達(dá)到此設(shè)定值時，能發(fā)出聲光報警，也能執(zhí)行你設(shè)定的控制功能。例如 超載剎車報警點，設(shè)定是10噸?？稍O(shè)定纜繩張力達(dá)到9. 5噸時，發(fā)出聲光預(yù)報警，當(dāng)張力達(dá)到10噸時，向牽引設(shè)備(如卷揚機(jī))的控制柜，發(fā)出剎車信號，使之安全剎車。c)全程張力變化自動跟蹤顯示，最大峰值顯示與保留。d)零點調(diào)正(手動，自動)及零點記憶。e) 預(yù)留RS232 (或RS485)接口，以便與上位機(jī)通訊。

[0029]圖Ia是纜繩動態(tài)張力測量裝置結(jié)構(gòu)示意圖；[0030]圖Ib是纜繩動態(tài)張力測量裝置部分結(jié)構(gòu)示意圖[0031]圖Ic是纜繩動態(tài)張力測量裝置俯視結(jié)構(gòu)示意圖[0032]圖加是張力測控儀結(jié)構(gòu)示意圖；[0033]圖北是張力測控儀結(jié)構(gòu)示意圖；[0034]圖3是豎井工地現(xiàn)場工藝布局圖。[0035]圖中[0036]
權(quán)利要求1.一種多用途纜繩動態(tài)張力測量及超載剎車報警系統(tǒng)，是由纜繩動態(tài)張力測量裝置和張力測控儀組成，其特征在于所述纜繩動態(tài)張力測量裝置包括底座部件和上蓋部件和吊環(huán)(11)，所述底座部件的底座(1)上設(shè)有一至多條測力滑輪組，每條測力滑輪組包括一對下導(dǎo)向滑輪支座(2)，一對下導(dǎo)向滑輪(3)，傳感器(7)，測力滑輪(8)和測力滑輪支座(9)， 其中，所述測力滑輪(8)安裝在測力滑輪支座(9)上，傳感器(7固定在底座(1)上并與測力滑輪支座(9)固接；一對下導(dǎo)向滑輪(3)分別通過一對下導(dǎo)向滑輪支座(2)固定安裝在底座⑴底部或同軸固定在底座⑴的兩側(cè)壁上，并位于測力滑輪支座(9)及其附件測力滑輪(8)和傳感器(7)兩側(cè)對稱位置；所述上蓋部件包括上蓋(6，以及一至多個由上導(dǎo)向滑輪支座(5和上導(dǎo)向滑輪(4)構(gòu)成的滑輪組，所述上導(dǎo)向滑輪支座(5)固定在上蓋(6)頂部，上導(dǎo)向滑輪⑷安裝在上導(dǎo)向滑輪支座( 上或同軸固接在上蓋(6)的兩側(cè)壁上，構(gòu)成一個滑輪組；所述滑輪組為1個或多個，每個滑輪組的上導(dǎo)向滑輪(4)與底座部件中下導(dǎo)向滑輪C3)互相對齊并留有轉(zhuǎn)動間隙；所述吊環(huán)(11)固定在上蓋(6)上，并使上蓋部件吊到底座部件上，使裙邊(A，B)上的定位銷孔對準(zhǔn)，并通過螺栓(10)鎖緊，構(gòu)成繩動態(tài)張力測量裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多用途纜繩動態(tài)張力測量及超載剎車報警系統(tǒng)，其特征在于，所述張力測控儀包括儀表(12)，機(jī)箱(13)，限重報警器(14)，超載剎車報警器(15)，前面板(16)，后面板(17)，信號輸入插頭(18)，超載剎車信號輸出插頭(19)和電源開關(guān)(20) 組裝而成；所述儀表(12)與限重報警器(14)和超載剎車報警器(1 分別連接，安裝在機(jī)箱(1 內(nèi)；信號輸入插頭(18)，超載剎車信號輸出插頭(19)和電源開關(guān)00)設(shè)在后面板 (17)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多用途纜繩動態(tài)張力測量及超載剎車報警系統(tǒng)，其特征在于，所述測力滑輪組與底座(1)安裝后的中心位在一條直線上，并平行于底座(1)的中心線。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的多用途纜繩動態(tài)張力測量及超載剎車報警系統(tǒng)，其特征在于，所述下導(dǎo)向滑輪(3)，上導(dǎo)向滑輪(4)和測力滑輪(8)的滑輪上都設(shè)有輪槽，被測纜繩 (23)從纜繩動態(tài)張力測量裝置中穿過，限定在下導(dǎo)向滑輪(3)，上導(dǎo)向滑輪(4)所形成的輪槽之間，并通過測力滑輪(8)的輪槽。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的多用途纜繩動態(tài)張力測量及超載剎車報警系統(tǒng)，其特征在于，所述下導(dǎo)向滑輪C3)和上導(dǎo)向滑輪(4)之間的轉(zhuǎn)動間隙不大于被測纜繩直徑的三分之一。
專利摘要本實用新型提供一種多用途纜繩動態(tài)張力測量及超載剎車報警系統(tǒng),是由纜繩動態(tài)張力測量裝置和張力測控儀組成,其中，所述纜繩動態(tài)張力測量裝置包括底座部件和上蓋部件和吊環(huán)；所述底座部件的底座上設(shè)有一至多條測力滑輪組,每條測力滑輪組包括:一對下導(dǎo)向滑輪支座,一對下導(dǎo)向滑輪，傳感器,測力滑輪和測力滑輪支座；所述上蓋部件包括上蓋，以及一至多個由上導(dǎo)向滑輪支座和上導(dǎo)向滑輪構(gòu)成的滑輪組；所述滑輪組為1個或多個，每個滑輪組的上導(dǎo)向滑輪與底座部件中下導(dǎo)向滑輪互相對齊并留有轉(zhuǎn)動間隙；所述吊環(huán)固定在上蓋上，并使上蓋部件吊到底座部件上，使裙邊A,B上的定位銷孔對準(zhǔn),并通過螺栓鎖緊，構(gòu)成繩動態(tài)張力測量裝置。
文檔編號G01L5/04GK201998970SQ20112008615
公開日2011年10月5日 申請日期2011年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月28日
發(fā)明者張殿卿 申請人:張殿卿