專利名稱:一種鋼絲繩張力檢測用傳動和控制裝置的制作方法
一種鋼絲繩張力檢測用傳動和控制裝置技術領域：
本實用新型涉及測量力、應力、轉矩、功、機械功率、機械效率或流體壓力的檢 測、控制領域，特別涉及一種測量繩、纜、線、帶或類似柔性部件的張力的檢測傳動 和控制裝置。
背景技術：
目前，電力系統(tǒng)野外作業(yè)用大張力鋼絲繩裝置的檢測、維護和保養(yǎng)均使用了大張 力鋼絲繩自動清洗、檢測、上油裝置。而其中的鋼絲繩張力檢測傳動及控制部分是進 行大張力鋼絲繩自動清洗、檢測、上油裝置的核心部件，它能夠檢測大張力鋼絲繩的拉 力強度，從而保證鋼絲繩的使用安全。大張力鋼絲繩自動清洗、檢測、上油裝置的鋼絲繩張力檢測用傳動和控制裝置， 由于鋼絲繩在檢測放繩過程中因張力作用使鋼絲繩拉緊、變長，為使張力恒定，從而 必須使收繩速度大于放繩速度。目前市場上用于大張力鋼絲繩自動清洗、檢測、上油裝置的鋼絲繩張力檢測驅動 裝置采用差動式驅動裝置，其主要類型有以下幾種一. 將力電傳感器串接在鋼絲繩一端，直接將鋼絲繩的張力轉化為電信號；二. 壓輪連接到力電傳感器，再連接推進機構。上述兩種辦法的共同缺點是檢測時均需將鋼絲繩斷開與力電傳感器的連接，只 能測量鋼絲繩一端或兩端固定的場合，繩速為零； 一個力電傳感器只能測一根鋼絲繩， 且為固定式，使用不便，需要二套液壓或電力傳動機構；自身重量重，體積大，懸臂 機構，不便攜帶；安裝調試、維護保養(yǎng)困難控制復雜，故障率高，應用面狹窄；結構 復雜，制造成本高。公開號為CN1105755，
公開日為1995年7月26日的中國專利公開了一種提升機 鋼絲繩張力在線檢測裝置，可直接測量鋼絲繩的張力。其工作原理是，由單片機采集 數(shù)據(jù)，以鋼絲繩為傳導媒體，利用頻移鍵控(F S K)及鎖相環(huán)調頻電路(P L L — FM)進行兩級調制，通過沿井筒升降的發(fā)射裝置作定向發(fā)射。在井口的接收裝置，采用自動增益控制、窄帶濾波器及FM—FSK兩級解調，將接收到的信號用單片機 處理、通過打印、數(shù)顯及報警來實現(xiàn)鋼絲繩張力的在線監(jiān)測。公開號CN2783294，
公開日為2006年5月24日的中國專利公開了一種無斷點鋼 絲繩張力檢測裝置，所述裝置適用于間接測量礦井提升鋼絲繩、罐道鋼絲繩等無斷點 受力鋼絲繩的張緊力，該裝置由上下導向輪、中間輪、U型夾、力電傳感器、調整螺 母、受力絲桿、測力支架、鎖緊螺母和位移量塊組成，不需要改變鋼絲繩的受力結構， 就能準確地間接測量出正在受力鋼絲繩的實時張緊力。上述兩項專利涉及礦業(yè)開采用鋼絲繩檢測，與本實用新型工作環(huán)境不同。 公開號為CN2689206 ，
公開日為2005.年3月30日的中國專利公開了一種鋼絲繩 張力檢測力電轉換器。該力電轉換器有支架，支架二端連接有繩輪，支架的中間部位 連接有力電檢測輪。力電檢測輪有一滑塊，滑塊的一側有導向鍵，滑塊的一端連接有 壓輪，另一端連接有絲杠，在滑塊與絲杠之間連接有力電傳感器；該力電轉換器為一 個弓形結構的整體，保證了剛度，減輕了自身的重量，在不破壞在用鋼絲繩的工作狀 態(tài)下，檢測鋼絲繩張力。然而，該專利僅僅對力電轉換器做了改進，用來檢測鋼絲繩 張力，其檢測性能不穩(wěn)定，操作、控制不便。
實用新型內(nèi)容
為解決上述問題，本實用新型提供一種結構簡單，傳遞轉矩大，控制方便，制造 成本低的鋼絲繩張力檢測用傳動和控制裝置。所述鋼絲繩張力檢測用傳動和控制裝置 在實際使用中檢測性能穩(wěn)定，操作使用簡單，方便，制造成本低。本實用新型的技術方案是一種鋼絲繩張力檢測用傳動和控制裝置，包括動力驅動單元(A)，以及和動力驅 動單元連接的液壓頂升單元(B)和電氣控制單元(C);其特征在于動力驅動單元(A)， 液壓頂升單元(B)和電氣控制單元(C)之間由機械傳動鏈帶動轉動。所述的動力驅動單元(A)由變頻電機、齒輪變速箱、主齒輪、 一號從動齒輪、二號從動齒輪、 一號收繩滾筒、二號收繩滾筒、 一號放繩滾筒和二號放繩滾筒所組成；啟動時變頻電機帶動齒輪變速箱，然后通過主齒輪帶動一號從動齒輪和二號從動齒輪， 二個齒輪軸再同時分別帶動一號放繩滾筒，二號放繩滾筒和一號收繩滾筒，二號收繩 滾筒轉動。所述的收繩滾筒直徑大于放繩滾筒直徑。所述的液壓頂升單元(B)由一號滑輪、二號滑輪、三號滑輪、油缸和壓力變送器組成；三個滑輪通過機械傳動鏈帶相互連接，油缸的壓力通過壓力變送器輸至可編程 控制器(簡稱PLC),通過PLC控制油缸進或退來控制滑輪組的鋼絲繩拉力增加或減少。所述的油缸是通過PLC控制液壓系統(tǒng)給油缸的A 口或B 口進油來保持壓力恒定。所述的電氣控制單元(C)由一號自動張力控制儀、自動調整磁粉制動器、 一號鏈 輪、被測鋼絲盤、二號自動張力控制儀、磁粉離合器、齒箱、二號鏈輪、收繩電機、 收繩盤和被測鋼絲繩組成；優(yōu)選的是一號自動張力控制儀調整控制磁粉制動器的放繩制動力矩，然后通過一 號鏈輪來改變被測鋼絲盤中的被測鋼絲繩的制動力矩，控制放繩張力；優(yōu)選的是二號自動張力控制儀調整控制磁粉離合器轉矩的繳磁電流，然后收繩電 機和齒箱通過磁粉離合器的繳磁電流所產(chǎn)生的轉矩來控制二號鏈輪調整收繩盤的收繩 速度。所述的電氣控制單元(C)在放繩和收繩處裝有放繩張力傳感器、收繩張力傳感器; 一號自動張力控制儀和二號自動張力控制儀根據(jù)張力傳感器輸出的檢測張力信號來控 制張力。所述的液壓頂升單元(B)中的壓力變送器和電氣控制單元(C)中的放繩張力傳感器、 一號自動張力控制儀、磁粉制動器、收繩張力傳感器、二號自動張力控制儀、磁粉離合器通過PLC形成閉環(huán)控制。所述的磁粉制動器和磁粉離合器繳磁電流大小可自控。 所述的磁粉制動器和磁粉離合器繳磁電流大小也可手控。與現(xiàn)有技術相比，本實用新型的優(yōu)點在于1. 結構簡單，只需一條傳動鏈，制造成本低；2. 二繩的轉矩相互抵消，傳遞轉矩大；3. 體積小，安裝、維修方便；4. 控制簡單，放繩和收繩不容易失調，保持同步；5. 鋼絲繩調速簡單，可實現(xiàn)無級變速，提高生產(chǎn)效率。


圖1鋼絲繩張力檢測用傳動和控制裝置原理圖； 圖2鋼絲繩張力檢測傳動具體結構示意圖。圖中l(wèi)-變頻電機，2-齒輪變速箱，3-主齒輪，4-一號從動齒輪，5-二號從動齒輪， 6-一號收繩滾筒，7-二號收繩滾筒，8-—號放繩滾筒，9-二號放繩滾筒，10-—號滑輪，11-二號滑輪，12-三號滑輪，13-油缸，14-壓力變送器，15-放繩張力傳感器，16-— 號自動張力控制儀，17-磁粉制動器，18-—號鏈輪，19-被測鋼絲盤，20-收繩張力傳 感器20， 21-二號自動張力控制儀，22-磁粉離合器，23-齒箱，24-二號鏈輪，25-收 繩電機，26-收繩盤，27-被測鋼絲繩，28-支架，29-軸承座，30-—號傳動軸，31-二 號傳動軸，32-上支撐板，33-下支撐板。
具體實施方式
下面結合附圖和實施例對本實用新型鋼絲繩張力檢測傳動及控制系，作進一步說明。如圖l所示，本實用新型的鋼絲繩張力檢測用傳動及控制裝置包括動力驅動單元 (A)、液壓頂升單元(B)和電氣控制單元(C)。動力驅動單元(A)由變頻電機l、齒輪變速箱2、主齒輪3、 一號從動齒輪4、 二 號從動齒輪5、 一號收繩滾筒6、 二號收繩滾筒7、 一號放繩滾筒8和二號放繩滾筒9 所組成。啟動時變頻電機1帶動齒輪變速箱2，然后通過主齒輪3帶動一號從動齒輪4 和二號從動齒輪5， 二個齒輪軸再同時分別帶動一號放繩滾筒6， 二號收繩滾筒7和一 號收繩滾筒8， 二號放繩滾筒9轉動，使鋼絲繩通過液壓頂升單元(B)后產(chǎn)生所需要 檢測的拉力。液壓頂升單元(B)由一號滑輪IO、 二號滑輪ll、三號滑輪12、油缸13和壓力 變送器14組成，拉力的設定通過電氣控制單元的PLC可編程控制器，油缸13的壓力 通過壓力變送器14輸至PLC (圖中未示出)，通過PLC控制油缸進或退，通過一號滑 輪10、 二號滑輪11和三號12滑輪使鋼絲繩拉力增加或減少。為使拉力保持在設定值， 通過壓力變送器的壓力反饋信號輸至PLC，通過PLC控制液壓系統(tǒng)給油缸的A 口或B 口進油，保持壓力恒定。電氣控制單元(C)由放繩張力傳感器15、 一號自動張力控制儀16、自動調整磁 粉制動器17、 一號鏈輪18、被測鋼絲盤19、收繩張力傳感器20、 二號自動張力控制 儀21、磁粉離合器22、齒箱23、 二號鏈輪24、收繩電機25、收繩盤26和被測鋼絲 繩27組成。為使油缸活塞桿位置穩(wěn)定，在放繩和收繩處裝有放繩張力傳感器15和收 繩張力傳感器20, PLC根據(jù)拉力需要設定張力。自動張力控制儀16/21根據(jù)張力傳感 器15/20輸出的檢測張力信號來控制張力。 一號自動張力控制儀16、 二號自動張力控 制儀21分別自動調整磁粉制動器17的放繩制動力矩和收繩磁粉離合器22轉矩的繳磁 電流。通過一號鏈輪18、改變被測鋼絲盤19的被測鋼絲繩27的制動力矩，控制放繩張力；通過收繩電機25和齒箱23控制的磁粉離合器22、 二號鏈輪24，根據(jù)磁粉離合 器22繳磁電流所產(chǎn)生的轉矩，控制收繩盤26收繩速度，從而控制了收繩張力。鋼絲繩張力檢測傳動具體結構如圖2所示，它由變頻電機l、齒輪變速箱2、主齒 輪3、 一號從動齒輪4、 二號從動齒輪5、 一號收繩滾筒6、 二號收繩滾筒7、 一號放 繩滾筒S和二號放繩滾筒9、支架28，軸承座29、 一號傳動軸30、 二號傳動軸31、 上支撐板32和下支撐板33組成。該傳動機構由于在轉動過程放繩和收繩二繩的轉動 力矩大小相等，方向相反，二轉矩相互抵消，從而穩(wěn)定性好。結構本有足夠剛性和強 度，因而本實用新型較小的結構能承受較大的負載。本實用新型結構簡單，制造成本低，體積小，安裝、維修方便控制簡單，放繩和 收繩不容易失調傳遞轉矩大，并鋼絲繩調速簡單，可實現(xiàn)無級變速，適用于測量繩、 纜、線、帶或類似柔性部件的張力檢測傳動和控制裝置領域。
權利要求
1.一種鋼絲繩張力檢測用傳動和控制裝置，包括動力驅動單元(A)，以及和動力驅動單元連接的液壓頂升單元(B)和電氣控制單元(C)，其特征在于，動力驅動單元(A)，液壓頂升單元(B)和電氣控制單元(C)之間由機械傳動鏈帶動轉動。
2. 如權利要求
1所述的鋼絲繩張力檢測用傳動和控制裝置，其特征在于，所述的 動力驅動單元(A)由變頻電機(1)、齒輪變速箱(2)、主齒輪(3)、 一號從動齒輪(4)、 二號從動齒輪(5)、 一號收繩滾筒(6)、 二號收繩滾筒(7)、 一號放繩滾筒(8)和二 號放繩滾筒(9)所組成；啟動時變頻電機帶動齒輪變速箱，然后通過主齒輪帶動一號 從動齒輪和二號從動齒輪，二個齒輪軸再同時分別帶動一號放繩滾筒，二號放繩滾筒 和一號收繩滾筒，二號收繩滾筒轉動。
3. 如權利要求
2所述的鋼絲繩張力檢測用傳動和控制裝置，其特征在于所述的收 繩滾筒直徑大于放繩滾筒直徑。
4. 如權利要求
1所述的鋼絲繩張力檢測用傳動和控制裝置，其特征在于所述的液 壓頂升單元(B)由一號滑輪(10)、 二號滑輪(11)、三號滑輪(12)、油缸(13)和 壓力變送器(14)組成；三個滑輪通過機械傳動鏈帶相互連接，油缸的壓力通過壓力 變送器輸至可編程控制器，通過可編程控制器控制油缸進或退來控制滑輪組的鋼絲繩 拉力增加或減少。
5. 如權利要求
4所述的鋼絲繩張力檢測用傳動和控制裝置，其特征在于所述的油 缸是通過可編程控制器控制液壓系統(tǒng)給油缸的A 口或B 口進油來保持壓力恒定。
6. 如權利要求
1所述的鋼絲繩張力檢測用傳動和控制裝置，其特征在于所述的電 氣控制單元(C)由一號自動張力控制儀(16)、自動調整磁粉制動器(17)、 一號鏈輪(18)、被測鋼絲盤(19)、 二號自動張力控制儀(21)、磁粉離合器(22)、齒箱(23)、 二號鏈輪(24)、收繩電機(25)、收繩盤(26)和被測鋼絲繩(27)組成；一號自動張力控制儀(16)調整控制磁粉制動器(17)的放繩制動力矩，然后通 過一號鏈輪(18)來改變被測鋼絲盤(19)中的被測鋼絲繩(27)的制動力矩，控制 放繩張力；二號自動張力控制儀(21)調整控制磁粉離合器(22)轉矩的繳磁電流，然后收 繩電機(25)和齒箱(23)通過磁粉離合器(22)的繳磁電流所產(chǎn)生的轉矩來控制二 號鏈輪(24)調整收繩盤(26)的收繩速度。
7. 如權利要求
1所述的鋼絲繩張力檢測用傳動和控制裝置，其特征在于所述的電 氣控制單元(C)在放繩和收繩處裝有放繩張力傳感器(15)、收繩張力傳感器(20);一號自動張力控制儀(16)和二號自動張力控制儀(21)根據(jù)張力傳感器輸出的檢測張力信號來控制張力。
8. 根據(jù)權利要求
1所述的鋼絲繩張力檢測用傳動和控制裝置，其特征在于所述的 液壓頂升單元(B)中的壓力變送器(14)和電氣控制單元(C)中的放繩張力傳感器(15)、 一號自動張力控制儀(16)、磁粉制動器(17)、收繩張力傳感器(20)、 二號 自動張力控制儀(21)、磁粉離合器(22)通過可編程控制器形成閉環(huán)控制。
專利摘要
一種鋼絲繩張力檢測用傳動和控制裝置，包括動力驅動單元、液壓頂升單元和電氣控制單元。動力驅動單元通過變頻電機、齒輪變速箱帶動齒輪、軸控制放繩滾筒和收繩滾筒轉動，產(chǎn)生所需檢測的拉力；液壓頂升單元通過PLC來設定電氣控制單元的拉力，油缸壓力通過壓力變送器輸至PLC，通過PLC控制油缸進或退，保持壓力恒定；電氣控制單元在放繩和收繩處裝有張力傳感器，自動張力控制儀根據(jù)張力傳感器的檢測張力，PLC根據(jù)拉力需要設定張力，分別自動調整放繩制動力矩和轉矩的繳磁電流，從而控制鋼絲繩放/收繩張力，使放/收繩可保持同步，實現(xiàn)了鋼絲繩無級變速；所述裝置適用于測量繩、纜、線、帶或類似柔性部件的張力檢測傳動和控制裝置領域。
文檔編號G01L5/04GKCN201173836SQ200720144294
公開日2008年12月31日 申請日期2007年11月9日
發(fā)明者劉新平, 勵勛芳, 俊 吳 申請人:上海市電力公司超高壓輸變電公司;上海諸光機械有限公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan