專(zhuān)利名稱(chēng)：自穩(wěn)速探尺的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種測(cè)量裝置，特別是一種自穩(wěn)速探尺。
目前，多數(shù)鋼鐵廠特別是一些中小型鋼鐵廠，普遍采用一種交流卷?yè)P(yáng)機(jī)來(lái)卷?yè)P(yáng)一個(gè)鋼制重錘，通過(guò)對(duì)重錘的“提”或“放”來(lái)觀察和測(cè)量鋼絲繩的行程而獲得高爐內(nèi)料面的位置情況。由于重錘下放的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生重力加速度，使得重錘下放的速度會(huì)越來(lái)越快，而當(dāng)重錘突然觸及到料面的時(shí)候，重錘也會(huì)突然停止向下的運(yùn)動(dòng)，但整個(gè)卷?yè)P(yáng)機(jī)系統(tǒng)卻因巨大的慣性還在繼續(xù)旋轉(zhuǎn)。這種現(xiàn)象導(dǎo)致兩種后果其一，輕者使重錘倒伏，使測(cè)量的數(shù)據(jù)誤差極大，失去測(cè)量的意義；其二，重者會(huì)使鋼絲繩在繩輪上松圈脫槽，它在下次提起重錘時(shí)使鋼絲繩折斷，重錘落入高爐內(nèi)熔化。要想恢復(fù)測(cè)量功能必須停產(chǎn)才能更換重錘和鋼絲繩。這將會(huì)給企業(yè)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。另外由于沒(méi)有測(cè)控儀表，很難實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動(dòng)化。直到至今，這些鋼鐵廠依然被這個(gè)問(wèn)題困繞著。
而一些有實(shí)力的大型鋼鐵企業(yè)則往往采用直流調(diào)速系統(tǒng)裝置和伺服調(diào)速裝置來(lái)對(duì)重錘卷?yè)P(yáng)機(jī)進(jìn)行調(diào)整并用可編程控制器或集散控制系統(tǒng)。對(duì)前次數(shù)據(jù)和加料數(shù)據(jù)進(jìn)行分析判斷再對(duì)本次重錘下放的速度進(jìn)行間斷式調(diào)整，以克服重錘下放時(shí)所產(chǎn)生的重力加速度。用這樣的裝置一是造價(jià)昂貴，二是仍有其他不盡人意之處，比如當(dāng)控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)成手動(dòng)方式時(shí)，原來(lái)的問(wèn)題會(huì)重現(xiàn)，而且設(shè)備對(duì)操作維護(hù)人員的技術(shù)素質(zhì)要求很高，這在一般中小型鋼鐵廠是難以做到的；同時(shí)這些設(shè)備的運(yùn)行也會(huì)產(chǎn)生更多的能源消耗。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣的它包括一重錘，通過(guò)鋼絲繩與所述重錘相連的滾筒，通過(guò)滾筒軸與所述滾筒相連的齒輪減速機(jī)，所述齒輪減速機(jī)還設(shè)置有電機(jī)軸與電機(jī)相連，所述電機(jī)與齒輪減速機(jī)之間設(shè)置有抱閘，其特征在于所述電機(jī)軸上還設(shè)置有調(diào)速器。
所述調(diào)速器與所述電機(jī)分別位于所述齒輪減速機(jī)兩側(cè)。
所述滾筒軸上設(shè)置有測(cè)量裝置，所述測(cè)量裝置、調(diào)速器、電機(jī)和抱閘還與測(cè)控儀表相連。
所述調(diào)速器包括一與電機(jī)軸同軸的金屬盤(pán)，所述金屬盤(pán)在背離所述齒輪減速機(jī)的一面的前端設(shè)置有一個(gè)或一個(gè)以上的電磁鐵。
所述金屬盤(pán)為銅盤(pán)。
所述測(cè)量裝置包括一絲杠限位器，所述絲杠限位器與一增量碼盤(pán)相連，所述增量碼盤(pán)與測(cè)控儀表相連。
所述絲杠限位器由與滾筒軸相連的絲杠、設(shè)置在絲杠上的兩個(gè)限位滑塊、固定在殼體上的穿入兩個(gè)限位滑塊的滑桿和設(shè)置在殼體上的與兩個(gè)限位滑塊匹配的兩個(gè)電磁感應(yīng)接近開(kāi)關(guān)組成。
技術(shù)效果本實(shí)用新型由于在電機(jī)軸上設(shè)置有調(diào)速器，如果同時(shí)在電機(jī)軸上由電機(jī)施以弱矩，由于該調(diào)速器的特性是對(duì)作用在軸上的轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生一個(gè)抗矩，抗矩的大小可與軸旋轉(zhuǎn)的速度成正比，因此當(dāng)重錘牽引轉(zhuǎn)軸反轉(zhuǎn)達(dá)到某一速度時(shí)，調(diào)速器發(fā)出的抗矩將和重錘與電機(jī)弱矩一起平衡，使重錘勻速下移，即重錘能自穩(wěn)速下降，不會(huì)產(chǎn)生加速運(yùn)動(dòng)帶來(lái)的損害，也能安全準(zhǔn)確測(cè)量料面位置。本實(shí)用新型僅僅在電機(jī)軸上增加了結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的調(diào)速器就可實(shí)現(xiàn)發(fā)明目的，因此結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低廉。
本實(shí)用新型在滾筒軸上設(shè)置測(cè)量裝置和與各部件相連的相應(yīng)測(cè)控儀表，可以一直對(duì)重錘勻速下降的位置進(jìn)行檢測(cè)，測(cè)控儀表一直顯示重錘的位置數(shù)據(jù)，并據(jù)此控制電機(jī)、測(cè)量裝置、調(diào)速器等部件。
具體實(shí)施方式


圖1中，本實(shí)用新型中的重錘10由鋼絲繩牽引，鋼絲繩經(jīng)定滑輪纏繞在滾筒7上，滾筒7通過(guò)從動(dòng)輪11與齒輪減速機(jī)1相連，從動(dòng)輪11的另一端連有測(cè)量裝置，測(cè)量裝置由絲杠限位器2和增量碼盤(pán)構(gòu)成，增量碼盤(pán)由萬(wàn)向接軸器3’和光電增量編碼器3構(gòu)成；齒輪減速機(jī)11的電機(jī)軸12一端連有調(diào)速器4，另一端通過(guò)電液推桿抱閘5連有三相異步電機(jī)6；光電增量編碼器3、電機(jī)6、抱閘5和調(diào)速器4的輸出線通過(guò)接線盒8與測(cè)控儀表9相連。
調(diào)速器4的外殼內(nèi)設(shè)置有與電機(jī)軸12同軸的金屬盤(pán)13，金屬盤(pán)13的遠(yuǎn)離齒輪減速機(jī)1的一面的前端并排設(shè)置有兩個(gè)電磁鐵14，電磁鐵14固定在豎板15上，豎板15可以在軌道16上滑動(dòng)。電磁鐵14通電后在金屬盤(pán)13的對(duì)應(yīng)端產(chǎn)生磁場(chǎng)，當(dāng)金屬盤(pán)13隨電機(jī)旋轉(zhuǎn)后，金屬盤(pán)13在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生渦流，由于渦流又在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，在磁場(chǎng)中產(chǎn)生相反的電磁力，阻礙金屬盤(pán)3的運(yùn)動(dòng)，金屬盤(pán)13旋轉(zhuǎn)越快，阻抗電磁力越大，以阻止金屬盤(pán)13的旋轉(zhuǎn)，直到達(dá)到一平衡狀態(tài)。金屬盤(pán)13優(yōu)選銅盤(pán)。
絲杠限位器2由與滾筒軸11相連的絲杠17、設(shè)置在絲杠17上的由兩個(gè)螺母構(gòu)成的限位滑塊18、對(duì)應(yīng)的滑桿19(見(jiàn)圖2)和設(shè)置在殼體上與限位滑塊18匹配的兩個(gè)電磁感應(yīng)接近開(kāi)關(guān)20組成。電磁感應(yīng)接近開(kāi)關(guān)20用來(lái)感應(yīng)兩個(gè)限位滑塊18的極限位置，由光電編碼器3記錄該極限位置并發(fā)送到測(cè)控儀表9，控制抱閘和電機(jī)的動(dòng)作。
本實(shí)用新型的工作過(guò)程具體是1)提尺過(guò)程當(dāng)對(duì)三相異步電機(jī)6接通380V三相交流電同時(shí)對(duì)電液推桿抱閘5也加電時(shí)(松閘)。電機(jī)會(huì)驅(qū)動(dòng)齒輪減速機(jī)1帶動(dòng)鋼絲繩滾筒7正向旋轉(zhuǎn)和絲杠限位器2中的限位滑塊18向“上限”位方向移動(dòng)。同時(shí)增量碼盤(pán)也會(huì)與滾筒7同步旋轉(zhuǎn)，其內(nèi)的光電編碼器3進(jìn)行同步記錄。重錘10受鋼絲繩的牽引將向上移動(dòng)，光電編碼器3所測(cè)的數(shù)據(jù)不斷發(fā)送到測(cè)控儀表9，測(cè)控儀表9將數(shù)據(jù)顯示出來(lái)。當(dāng)測(cè)控儀表9獲得的數(shù)據(jù)為“0”時(shí)，測(cè)控儀表9將發(fā)出“到0”的信號(hào)。這個(gè)信號(hào)可控制切斷電機(jī)6的工作電源和電液推桿抱閘的工作電源，而使抱閘緊閘，系統(tǒng)停止運(yùn)動(dòng)，重錘停止在“0”位。2)放尺過(guò)程當(dāng)對(duì)電液推桿抱閘5加電(松閘)，同時(shí)對(duì)電機(jī)6加以50V左右的三相交流電，此時(shí)電機(jī)6是工作在“弱功”下，也就是電機(jī)6產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩很弱，小于重錘10所產(chǎn)生的重力矩，重錘10就會(huì)牽引系統(tǒng)反向旋轉(zhuǎn)而向下移動(dòng)，但鋼絲繩保持有張力，呈張緊狀態(tài)。由于重錘10從靜止?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)為向下移動(dòng)狀態(tài)是因?yàn)橹劐N10的力矩大于電機(jī)的轉(zhuǎn)矩，也就是重錘10受到了向下的作用力，才開(kāi)始由“靜”變“動(dòng)”。根據(jù)牛頓第二定律得知，重錘10下移過(guò)程將是一加速過(guò)程，而由于調(diào)速器4的接入，該加速過(guò)程被抑制，即調(diào)速器4能對(duì)作用在電機(jī)軸12上的轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生一個(gè)抗矩，而抗矩的大小與軸旋轉(zhuǎn)速度成正比。也就是F抗＝K·v(K為常數(shù)，v為轉(zhuǎn)速)。為此，當(dāng)重錘10牽引系統(tǒng)反轉(zhuǎn)下降達(dá)到某一速度時(shí)，調(diào)速器4發(fā)出的抗矩將和重錘10與電機(jī)6弱矩一起平衡，使重錘10不再受力作用。由牛頓第一定律可知，重錘將以平衡時(shí)的速度做勻速下降移動(dòng)。在實(shí)際應(yīng)用時(shí)可以調(diào)整電機(jī)的“弱矩”電壓或調(diào)整調(diào)速器4的常數(shù)因子來(lái)確定最終的勻速下降速度。當(dāng)然在這些過(guò)程中增量碼盤(pán)一直對(duì)重錘10的位置進(jìn)行檢測(cè)，測(cè)控儀表9一直顯示著重錘的位置數(shù)據(jù)。3)浮尺過(guò)程當(dāng)放尺過(guò)程中重錘10觸到料面時(shí)，由于電機(jī)6有弱矩存在，料面對(duì)重錘10又有支撐，重錘有重力矩。在這三項(xiàng)因素的共同作用下，鋼絲繩將張緊，而重錘10就象浮在料面上一樣將隨料面的移動(dòng)而移動(dòng)，此時(shí)測(cè)控儀表9所測(cè)數(shù)據(jù)即為料面的位置數(shù)據(jù)，此時(shí)由于重錘隨料面的移動(dòng)速度非常小，平衡調(diào)速器4的抗力矩也極小，可以忽略掉。從而達(dá)到測(cè)量和控制的目的。
故本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、測(cè)量準(zhǔn)確、工作可靠、造價(jià)低廉。用本發(fā)明可徹底解除困繞煉鐵企業(yè)多年的高爐料位測(cè)量難題，且對(duì)企業(yè)可節(jié)省投資，還易維護(hù)和安裝。
權(quán)利要求1.一種自穩(wěn)速探尺，它包括一重錘，通過(guò)鋼絲繩與所述重錘相連的滾筒，通過(guò)滾筒軸與所述滾筒相連的齒輪減速機(jī)，所述齒輪減速機(jī)還設(shè)置有電機(jī)軸與電機(jī)相連，所述電機(jī)與齒輪減速機(jī)之間設(shè)置有抱閘，其特征在于所述電機(jī)軸上還設(shè)置有調(diào)速器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自穩(wěn)速探尺，其特征在于所述調(diào)速器與所述電機(jī)分別位于所述齒輪減速機(jī)兩側(cè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自穩(wěn)速探尺，其特征在于所述滾筒軸上設(shè)置有測(cè)量裝置，所述測(cè)量裝置、調(diào)速器、電機(jī)和抱閘還與測(cè)控儀表相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的自穩(wěn)速探尺，其特征在于所述測(cè)量裝置包括一絲杠限位器，所述絲杠限位器與一增量碼盤(pán)相連，所述增量碼盤(pán)與測(cè)控儀表相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的自穩(wěn)速探尺，其特征在于所述絲杠限位器由與滾筒軸相連的絲杠、設(shè)置在絲杠上的兩個(gè)限位滑塊、固定在殼體上的穿入兩個(gè)限位滑塊的滑桿和設(shè)置在殼體上的與兩個(gè)限位滑塊匹配的兩個(gè)電磁感應(yīng)接近開(kāi)關(guān)組成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的自穩(wěn)速探尺，其特征在于所述調(diào)速器包括一與電機(jī)軸同軸的金屬盤(pán)，所述金屬盤(pán)在背離所述齒輪減速機(jī)的一面的前端設(shè)置有一個(gè)或一個(gè)以上的電磁鐵。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的自穩(wěn)速探尺，其特征在于所述金屬盤(pán)為銅盤(pán)。
專(zhuān)利摘要一種自穩(wěn)速探尺，涉及一種測(cè)量裝置，解決現(xiàn)有技術(shù)中由于重錘下放時(shí)重力加速度的存在造成難以測(cè)量料面位置的技術(shù)問(wèn)題，它包括一重錘，通過(guò)鋼絲繩與所述重錘相連的滾筒，通過(guò)滾筒軸與所述滾筒相連的齒輪減速機(jī)，所述齒輪減速機(jī)還設(shè)置有電機(jī)軸與電機(jī)相連，所述電機(jī)與齒輪減速機(jī)之間設(shè)置有抱閘，其特征在于所述電機(jī)軸上還設(shè)置有調(diào)速器。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、測(cè)量準(zhǔn)確、工作可靠、造價(jià)低廉，可徹底解除困擾煉鐵企業(yè)多年的高爐料位測(cè)量難題。
文檔編號(hào)C21B7/24GK2534567SQ0223254
公開(kāi)日2003年2月5日 申請(qǐng)日期2002年4月16日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月16日
發(fā)明者韓蕓 申請(qǐng)人:韓蕓