施工立井吊盤的穩(wěn)繩張力檢測裝置和檢測方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種施工立井吊盤的穩(wěn)繩張力的檢測裝置和檢測方法，所述穩(wěn)繩由絞車釋放，繞過天輪連接到吊盤后繃緊，所述天輪的位置高于絞車，包括滑動裝置、拉緊繩和拉力繩，所述滑動裝置套裝在穩(wěn)繩上，所述拉緊繩有2根且分別固定在滑動裝置的兩側(cè)且與穩(wěn)繩平行布置，所述拉力繩固定在滑動裝置的下部且與穩(wěn)繩垂直布置。結(jié)合力學(xué)基本原理，通過設(shè)置在拉緊繩和穩(wěn)繩上的力以及各個繩長之間的比例關(guān)系間接地計算得到穩(wěn)繩上的力。結(jié)構(gòu)簡單，方法巧妙，對鋼絲繩粗細(xì)均可適用，普適度高，且成本較低。
【專利說明】施工立井吊盤的穩(wěn)繩張力檢測裝置和檢測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及施工立井系統(tǒng)，尤其是一種施工立井吊盤穩(wěn)繩張力檢測裝置及檢測方法。
【背景技術(shù)】
[0002]立井施工系統(tǒng)的吊盤隨著施工進(jìn)度逐步下放，其與地面井口的距離逐漸增加，運(yùn)行工況相對復(fù)雜，并且吊盤所處環(huán)境十分潮濕。為了檢測吊盤懸吊力，在穩(wěn)繩與吊盤連接處若增加拉力傳感器，需要先將穩(wěn)繩拆除，并且拉力傳感器必須滿足防塵防水的要求。但是，由于施工一段時間后吊盤會處于井筒較深的位置，因此穩(wěn)繩會有較大的張力，從而導(dǎo)致穩(wěn)繩具有很大的扭矩，當(dāng)進(jìn)行穩(wěn)繩拆除時，穩(wěn)繩會劇烈扭轉(zhuǎn)，很容易對施工人員造成傷害，還會造成吊盤由于受力不平衡而產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)；其次若用這個方法必須在建井初期就將張力傳感器連接于穩(wěn)繩或穩(wěn)繩與吊盤間，但其信號由井下傳遞到井口比較困難。除利用拉力傳感器的方法以外，其它關(guān)于鋼絲繩張力檢測的裝置主要有夾持在鋼絲繩上通過其橫向作用力來間接測量，以及在鋼絲繩上夾持一個測量鋼絲繩縱向變形的檢測裝置來間接測量。前者針對較細(xì)的鋼絲繩能夠比較方便測量，但對施工立井吊盤較粗的懸吊繩和穩(wěn)繩，由于其距離短、剛度大會造成橫向壓緊力大、測量不準(zhǔn)的問題，同時鋼絲繩會因被反向彎曲過大而導(dǎo)致鋼絲繩損傷；后者對提升系統(tǒng)鋼絲繩張力的測量必須增加一套無線節(jié)點(diǎn)傳輸設(shè)備，這對檢測成本提出了很大的挑戰(zhàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]要解決的技術(shù)問題:針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種施工立井吊盤懸吊張力的檢測裝置和檢測方法，解決現(xiàn)有技術(shù)中對施工立井吊盤懸吊張力檢測時在穩(wěn)繩上安裝拉力傳感器的方法對拉力傳感器硬件要求高且不能隨時進(jìn)行安裝的缺陷以及利用其他檢測方法對不同粗細(xì)的鋼絲繩應(yīng)用范圍局限、成本高等缺陷。
[0004]技術(shù)方案:為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0005]施工立井吊盤的穩(wěn)繩張力的檢測裝置，所述穩(wěn)繩由絞車釋放，繞過天輪連接到吊盤后繃緊，所述天輪的位置高于絞車，包括滑動裝置、拉緊繩和拉力繩，所述滑動裝置套裝在繃緊的穩(wěn)繩上，所述拉緊繩有2根且分別固定在滑動裝置的兩側(cè)且與穩(wěn)繩平行布置，所述拉力繩固定在滑動裝置的下部且與穩(wěn)繩垂直布置。
[0006]進(jìn)一步的，在本發(fā)明中，所述滑動裝置包括帶凹槽的滾輪和兩塊護(hù)板，所述兩塊護(hù)板對稱地設(shè)置在滾輪兩端面的外側(cè)并通過滾輪銷軸和軸承與滾輪鉸接；在穩(wěn)繩上方的護(hù)板的兩側(cè)分別設(shè)置一根連接軸且均穿過兩個護(hù)板，所述2根拉緊繩分別固定在相應(yīng)側(cè)的連接軸上；在穩(wěn)繩下方的護(hù)板上設(shè)置第三根連接軸且穿過兩個護(hù)板，所述拉力繩固定在第三根連接軸上。
[0007]進(jìn)一步的，在本發(fā)明中，所述拉緊繩和拉力繩上均設(shè)有拉力傳感器。
[0008]進(jìn)一步的，在本發(fā)明中，所述拉力繩通過拉力繩卷繞裝置繃緊。[0009]進(jìn)一步的，在本發(fā)明中，所述拉緊繩通過拉緊繩卷繞裝置繃緊，所述拉緊繩卷繞裝置包括卷筒和卷筒端面兩側(cè)的兩個支座，所述卷筒通過軸架在兩個支座中間，其中一個支座和與該支座同側(cè)的卷筒上設(shè)有配套的鎖緊止動結(jié)構(gòu)。
[0010]進(jìn)一步的，在本發(fā)明中，所述鎖緊止動結(jié)構(gòu)包括設(shè)置在卷筒端部的鎖緊圈和設(shè)置在同側(cè)的支座上的螺栓組件，所述鎖緊圈上設(shè)有一圈沉孔，所述螺栓組件包括固定在該支座上的螺栓座和與螺栓座通過螺紋匹配連接的鎖緊螺栓，所述鎖緊螺栓的與沉孔相匹配。
[0011]進(jìn)一步的，在本發(fā)明中，所述卷筒上設(shè)有手柄圈。這樣可以方便地纏繞拉緊繩。
[0012]進(jìn)一步的，在本發(fā)明中，沿拉緊繩所在方向，2個拉緊繩卷繞裝置以天輪和絞車連線的中點(diǎn)為中心對稱地設(shè)置在天輪和絞車的外側(cè)；所述軸上安裝有軸編碼器。通過軸編碼器檢測所釋放拉緊繩的長度，調(diào)節(jié)滑動裝置使其處于穩(wěn)繩的中點(diǎn)處。
[0013]施工立井吊盤的穩(wěn)繩張力的檢測方法，包括順序執(zhí)行的以下步驟:
[0014]a、已知穩(wěn)繩位于絞車和天輪之間的長度為1，轉(zhuǎn)動拉緊繩卷繞裝置的卷筒釋放拉緊繩，通過軸編碼器檢測所釋放拉緊繩的長度，調(diào)節(jié)滑動裝置使其處于穩(wěn)繩的中點(diǎn)處，擰緊拉緊繩卷繞裝置的鎖緊螺栓至鎖緊圈上的沉孔內(nèi)；
[0015]b、調(diào)整拉力繩卷繞裝置在地面上的位置，使拉力繩垂直于穩(wěn)繩；
[0016]C、拉力繩卷繞裝置卷繞拉力繩，拉動滑動裝置沿拉力繩方向發(fā)生X大小的位移，記錄下安裝在拉緊繩上的拉力傳感器的拉力值為和安裝在拉力繩上的拉力傳感器的拉力值為f2 ;
[0017]d、根據(jù)公式F = f2.I/(4x) -f!計算穩(wěn)繩的拉力值F。
[0018]有益效果:`
[0019]本發(fā)明通過在滑動裝置和拉緊繩、穩(wěn)繩之間的巧妙配合，結(jié)合力學(xué)基本原理，通過設(shè)置在拉緊繩和穩(wěn)繩上的力以及各個繩長之間的比例關(guān)系間接地計算得到穩(wěn)繩上的力。
[0020]本發(fā)明適用于已施工立井吊盤穩(wěn)繩張力的檢測，也可用于施工立井吊盤懸吊繩張力的檢測以及其它礦井提升系統(tǒng)鋼絲繩張力的檢測。
[0021]本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，方法巧妙，對鋼絲繩粗細(xì)均可適用，普適度高，成本較低，避免了直接在穩(wěn)繩上設(shè)置拉力傳感器的種種不便和利用其他測量方法的對鋼絲繩粗細(xì)有要求以及成本聞等缺陷。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1是本發(fā)明的穩(wěn)繩張力檢測裝置的系統(tǒng)示意圖；
[0023]圖2是本發(fā)明的滑動裝置的三維示意圖；
[0024]圖3是圖2的剖面圖；
[0025]圖4是本發(fā)明中拉緊繩卷繞裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0026]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作更進(jìn)一步的說明。
[0027]如圖1所示，一種施工立井吊盤的穩(wěn)繩張力的檢測裝置，所述穩(wěn)繩I繞過絞車7和天輪8后伸向立井內(nèi)，穩(wěn)繩I的終端連接并懸吊住吊盤10，所述天輪8的位置高于絞車7。還包括滑動裝置3、2根拉緊繩2和拉力繩4，所述拉緊繩2和拉力繩4上均設(shè)有拉力傳感器50
[0028]具體的，所述滑動裝置3套裝在穩(wěn)繩I上，所述滑動裝置3包括帶凹槽的滾輪3-3和兩塊護(hù)板3-1，所述兩塊護(hù)板3-1對稱地設(shè)置在滾輪3-3兩端面的外側(cè)并通過滾輪銷軸3-4和軸承3-5與滾輪3-3鉸接；在穩(wěn)繩I上方的護(hù)板3-1的左上角和右上角分別設(shè)置一根連接軸3-2且均穿過兩個護(hù)板3-1，每根連接軸3-2上各固定I根拉緊繩2 ;在穩(wěn)繩I下方的護(hù)板3-1上設(shè)置第三根連接軸3-2且穿過兩個護(hù)板3-2，所述拉力繩4固定在第三根連接軸3-2上。滾動裝置3套裝在穩(wěn)繩I上的方法為:先將第三根連接軸3-2從滑動裝置3上拆下，之后將滑動裝置3的滾輪3-3的凹槽放置在穩(wěn)繩I上，再將拆下的連接軸3-2連接到滑動裝置3上，最后將拉力繩4拴緊在上面兩個連接軸3-2上。
[0029]沿拉緊繩2所在方向，以天輪8和絞車7連線的中點(diǎn)為中心對稱地在天輪8和絞車7的外側(cè)設(shè)置2個拉緊繩卷繞裝置6，用來調(diào)節(jié)和張緊拉緊繩2，所述2根拉緊繩2分別繞到相應(yīng)側(cè)的拉緊繩卷繞裝置6上，拉緊繩2通過拉緊繩卷繞裝置6繃緊且與穩(wěn)繩I平行布置。所述拉緊繩卷繞裝置6包括卷筒6-1和卷筒6-1端面兩側(cè)的兩個支座6-3，所述卷筒6-1通過軸6-7和軸承架在兩個支座6-3中間。其中右側(cè)的支座6-3和與該支座6_3同側(cè)的卷筒6-1上設(shè)有配套的鎖緊止動結(jié)構(gòu)。所述鎖緊止動結(jié)構(gòu)包括設(shè)置在卷筒6-1端部的鎖緊圈6-6和設(shè)置在同側(cè)的支座6-3上的螺栓組件，所述鎖緊圈6-6上設(shè)有一圈沉孔，所述螺栓組件包括固定在該支座6-3上的螺栓座6-4和與螺栓座6-4通過螺紋匹配連接的鎖緊螺栓6-5，所述鎖緊螺栓6-5與沉孔相匹配。所述卷筒6-1上還鉸接有手柄圈6-2可方便地纏繞拉緊繩2。所述軸6-7上安裝有軸編碼器6-8，通過軸編碼器6-8可以測出釋放的拉緊繩2的長度，當(dāng)拉緊繩2釋放完畢后， 將鎖緊螺栓擰入鎖緊圈6-6的沉孔內(nèi)并且擰緊，從而可以鎖住拉緊繩卷繞裝置6，使其釋放出的拉緊繩2的長度保持不變。
[0030]在天輪8和絞車7的中點(diǎn)位置附近的下方設(shè)置拉力繩卷繞裝置9，所述拉力繩4繞在拉力繩卷繞裝置9上。
[0031 ] 一種施工立井吊盤的穩(wěn)繩張力的檢測方法，包括順序執(zhí)行的以下步驟:
[0032]a、穩(wěn)繩I位于絞車7和天輪8之間的長度為1，轉(zhuǎn)動拉緊繩卷繞裝置6的卷筒6_1釋放拉緊繩2，通過軸編碼器6-8檢測所釋放拉緊繩2的長度，調(diào)節(jié)滑動裝置3使其處于穩(wěn)繩I的中點(diǎn)處，擰緊拉緊繩卷繞裝置6的鎖緊螺栓6-5至鎖緊圈6-6上的沉孔內(nèi)；
[0033]b、調(diào)整拉力繩卷繞裝置9在地面上的位置，使得拉力繩4垂直于穩(wěn)繩I ;
[0034]C、拉力繩卷繞裝置9卷繞拉力繩4，拉動滑動裝置3沿拉力繩方向發(fā)生X大小的位移，記錄下安裝在拉緊繩2上的拉力傳感器5的拉力值為和安裝在拉力繩4上的拉力傳感器5的拉力值為f2 ；
[0035]d、根據(jù)公式F = f2.I/(4x) -f!計算穩(wěn)繩I的拉力值F。
[0036]由于滑動裝置3可以在穩(wěn)繩I上滑動，因此穩(wěn)繩I在提升或下放的過程中，滑動裝置3可以始終壓緊穩(wěn)繩1，且滑動裝置3始終處于絞車7與天輪8的中點(diǎn)處，實時檢測穩(wěn)繩的張力。
[0037]整個移動過程結(jié)束后裝置處于平衡狀態(tài)，根據(jù)力的平衡原理，對滑動裝置3做受力分析，在穩(wěn)繩I和拉緊繩2上的合力與拉力繩4上的力構(gòu)成力的三角形，而由于拉緊繩被固定不動，故在力的三角形中穩(wěn)繩I和拉緊繩2的合力所在邊近似為長度不變，根據(jù)力與長度成比例的關(guān)系得到下述等式:[0038]<img/ >
[0039]即穩(wěn)繩I 上的拉力 F = f2.I/(4x) -f1D
[0040]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出:對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.施工立井吊盤的穩(wěn)繩張力檢測裝置，所述穩(wěn)繩(I)由絞車(7)釋放出來，繞過天輪(8)連接到吊盤(10)后繃緊，所述天輪(8)的位置高于絞車(7)，其特征在于:包括滑動裝置(3)、拉緊繩(2)和拉力繩(4)，所述滑動裝置(3)套裝在繃緊的穩(wěn)繩(I)上，所述拉緊繩(2)有2根且分別固定在滑動裝置(3)的兩側(cè)且與穩(wěn)繩(I)平行布置，所述拉力繩(4)固定在滑動裝置(3)的下部且與穩(wěn)繩(I)垂直布置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的施工立井吊盤的穩(wěn)繩張力檢測裝置，其特征在于:所述滑動裝置(3)包括帶凹槽的滾輪(3-3)和兩塊護(hù)板(3-1)，所述兩塊護(hù)板(3-1)對稱地設(shè)置在滾輪(3-3 )兩端面的外側(cè)并通過滾輪銷軸(3-4 )和軸承(3-5 )與滾輪(3-3 )鉸接；在穩(wěn)繩(I)上方的護(hù)板(3-1)的兩側(cè)分別設(shè)置一根連接軸且均穿過兩個護(hù)板(3-1)，所述2根拉緊繩(2)分別固定在相應(yīng)側(cè)的連接軸(3-2)上；在穩(wěn)繩(I)下方的護(hù)板(3-1)上設(shè)置第三根連接軸且穿過兩個護(hù)板(3-2 )，所述拉力繩(4 )固定在第三根連接軸上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的施工立井吊盤的穩(wěn)繩張力檢測裝置，其特征在于:所述拉緊繩(2)和拉力繩(4)上均設(shè)有拉力傳感器(5)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的施工立井吊盤的穩(wěn)繩張力檢測裝置，其特征在于:所述拉力繩通過拉力繩卷繞裝置(9)繃緊。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的施工立井吊盤的穩(wěn)繩張力檢測裝置，其特征在于:所述拉緊繩(2 )通過2 個拉緊繩卷繞裝置(6 )繃緊，每個拉緊繩卷繞裝置(6 )包括卷筒(6-1)和卷筒(6-1)端面兩側(cè)的兩個支座(6-3 )，所述卷筒(6-1)通過軸(6-7 )架在兩個支座(6_3 )中間，其中一個支座(6-3)和與該支座(6-3)同側(cè)的卷筒(6-1)上設(shè)有配套的鎖緊止動結(jié)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的施工立井吊盤的穩(wěn)繩張力檢測裝置，其特征在于:所述鎖緊止動結(jié)構(gòu)包括設(shè)置在卷筒(6-1)端部的鎖緊圈(6-6)和設(shè)置在同側(cè)的支座(6-3)上的螺栓組件，所述鎖緊圈(6-6)上設(shè)有一圈沉孔，所述螺栓組件包括固定在該支座(6-3)上的螺栓座(6-4)和與螺栓座(6-4)通過螺紋匹配連接的鎖緊螺栓(6-5)，所述鎖緊螺栓(6-5)與沉孔相匹配。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的施工立井吊盤的穩(wěn)繩張力檢測裝置，其特征在于:所述卷筒(6-1)上設(shè)有手柄圈(6-2)。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的施工立井吊盤的穩(wěn)繩張力檢測裝置，其特征在于:沿拉緊繩(2)所在方向，2個拉緊繩卷繞裝置(6)以天輪(8)和絞車(7)連線的中點(diǎn)為中心對稱地設(shè)置在天輪(8)和絞車(7)的外側(cè)；所述軸(6-7)上安裝有軸編碼器(6-8)。
9.施工立井吊盤的穩(wěn)繩張力檢測方法，其特征在于:包括順序執(zhí)行的以下步驟: a、已知穩(wěn)繩(I)位于絞車(7)和天輪(8)之間的長度為1，轉(zhuǎn)動拉緊繩卷繞裝置(6)的卷筒(6-1)釋放拉緊繩(2)，通過軸編碼器(6-8)檢測所釋放拉緊繩(2)的長度，調(diào)節(jié)滑動裝置(3 )使其處于穩(wěn)繩(I)的中點(diǎn)處，擰緊拉緊繩卷繞裝置(6 )的鎖緊螺栓(6-5 )至鎖緊圈(6-6)上的沉孔內(nèi)； b、調(diào)整拉力繩卷繞裝置(9)在地面上的位置，使得拉力繩(4)垂直于穩(wěn)繩(I)； C、拉力繩卷繞裝置(9)卷繞拉力繩(4)，拉動滑動裝置(3)沿拉力繩方向發(fā)生X大小的位移，記錄下安裝在拉緊繩(2)上的拉力傳感器(5)的拉力值為和安裝在拉力繩(4)上的拉力傳感器(5)的拉力值為f2 ； d、根據(jù)公式F = f2.I/(4x)-f!計算穩(wěn)繩(I)的拉力值F。
【文檔編號】G01L5/04GK103776577SQ201410003998
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2014年1月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月3日
【發(fā)明者】曹國華, 王彥棟, 朱真才, 彭維紅, 王進(jìn)杰, 劉善增, 沈剛, 盧昊 申請人:中國礦業(yè)大學(xué)