本發(fā)明涉及一種礦井提升機(jī)天輪檢測系統(tǒng)，具體是一種礦井天輪繩槽徑向特性檢測系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

天輪是提升系統(tǒng)中主提升鋼絲繩導(dǎo)向的重要部件，在長期運(yùn)行中天輪繩槽會(huì)產(chǎn)生磨損。更換新繩后，新繩由于與舊繩槽不吻合而產(chǎn)生劇烈磨損，壽命急劇降低，極大的增加了投入成本。因此在每次更換鋼絲繩時(shí)，必須對(duì)天輪繩槽進(jìn)行車削，使鋼絲繩與繩槽相吻合而提高其使用壽命。

但現(xiàn)行礦井天輪繩槽車削中，暫無較為系統(tǒng)現(xiàn)代的天輪繩槽徑向檢測系統(tǒng)與方法或相關(guān)專利。測量天輪半徑的方式也仍然是延用以前的測量方法，即以天輪兩側(cè)擋繩板外圓作為車槽時(shí)的對(duì)刀基準(zhǔn)，即為零位。退刀時(shí)使刀尖剛好碰零位基準(zhǔn)線，記下旋轉(zhuǎn)圈數(shù)，使四個(gè)天輪退刀旋轉(zhuǎn)圈數(shù)相同，即為繩槽切削深度相同。這種測量方法較為粗糙，測量精度較差。此外，由于無法精確測量天輪繩槽的半徑值，導(dǎo)致天輪車削量難以確定，車削加工過程困難重重。

同時(shí)，由于天輪在高空中作業(yè)，地面人員平時(shí)無法得知天輪的工作狀況或繩槽的磨損情況。通常對(duì)高空天輪現(xiàn)場的檢測是依靠維修人員的經(jīng)驗(yàn)判斷、定期檢查等。這些檢測方法存在檢測不到位、檢測不方便等缺點(diǎn)，且一旦在檢修周期內(nèi)出現(xiàn)危險(xiǎn)狀況時(shí)，檢修人員也無法及時(shí)預(yù)知。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是設(shè)計(jì)一種天輪繩槽徑向特性檢測系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠配合天輪高空車削時(shí)，實(shí)時(shí)在線檢測天輪半徑的大小和繩槽的表面加工質(zhì)量，精確可靠，使用方便。且在平常狀態(tài)下，當(dāng)天輪徑向存在一定的振動(dòng)或繩槽磨損較大而出現(xiàn)非正常運(yùn)轉(zhuǎn)現(xiàn)象時(shí)，還能起到及時(shí)預(yù)警作用。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種天輪繩槽徑向特性的檢測系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括天輪平臺(tái)測量環(huán)境及徑向特性檢測系統(tǒng)，所述徑向特性檢測系統(tǒng)包括傳感器支架、位移傳感器、編碼器、采集器和上位機(jī)等。所述傳感器支架包括三個(gè)部分：傳感器支架a、傳感器支架b、傳感器支架c。所述傳感器支架a設(shè)置在天輪徑向正前方的天輪平臺(tái)上，該傳感器支架上設(shè)有測外徑編碼器、所述傳感器支架b設(shè)置在天輪徑向正前方天輪平臺(tái)的下方，該傳感器支架上設(shè)有高靈敏度的位移傳感器、所述傳感器支架c設(shè)置在軸承支座軸端部位，其上裝有測天輪旋轉(zhuǎn)角速度的編碼器。各個(gè)傳感器的信號(hào)輸出端通過物理線路與采集器的信號(hào)輸入端相連，采集器的信號(hào)輸出端通過物理線路或以太網(wǎng)連接上位機(jī)。

進(jìn)一步的，所述天輪平臺(tái)測量環(huán)境包括天輪井架、天輪平臺(tái)、軸承支座、軸承，天輪轉(zhuǎn)軸和天輪。所述天輪井架上安裝有天輪平臺(tái)，天輪平臺(tái)上方的井架部位裝有軸承支座，天輪轉(zhuǎn)軸兩端通過天輪軸承安裝固定在軸承支座上，天輪轉(zhuǎn)軸中間部位安裝有4-6個(gè)天輪。

進(jìn)一步的，所述天輪平臺(tái)分別與傳感器支架a、傳感器支架b之間設(shè)有隔振橡膠墊，以保證其上相應(yīng)傳感器的精確度。

進(jìn)一步的，所述傳感器支架c上的編碼器通過微型彈性聯(lián)軸器連接天輪軸端以測量天輪的旋轉(zhuǎn)角速度。

進(jìn)一步的，所述的編碼器和測外徑編碼器分別測量天輪的實(shí)時(shí)旋轉(zhuǎn)角速度和繩槽線速度，經(jīng)上位機(jī)設(shè)定時(shí)鐘換算處理，確定天輪的半徑均值、半徑誤差帶分布及半徑弧度磨損的時(shí)域分布情況。

進(jìn)一步的，所述高靈敏度的位移傳感器測量繩槽的表面質(zhì)量凹凸?fàn)顩r，根據(jù)凹凸質(zhì)量，進(jìn)一步確定繩槽車削加工時(shí)，其加工質(zhì)量是否達(dá)到所需要求。

進(jìn)一步的，所述的高靈敏度的位移傳感器、編碼器、測外徑編碼器和采集器均連接有直流電源模塊，以保證其正常運(yùn)行。

進(jìn)一步的，所述上位機(jī)通過labview軟件調(diào)用所采集的數(shù)據(jù)并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算處理、最終通過數(shù)字量、曲線圖等方式，顯示天輪的半徑、磨損程度和徑向振動(dòng)等天輪特性。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)：

1、本發(fā)明所用的傳感器都設(shè)有一定的安裝彈性空間，如：測外徑編碼器下方的彈簧、位移傳感器的伸縮桿及將編碼器與軸端相連的微型彈性聯(lián)軸器，極大的降低了機(jī)架的安裝精度要求；

2、通過編碼器、測外徑編碼器、高靈敏度的位移傳感器等，檢測出天輪實(shí)時(shí)角速度、外緣繩槽實(shí)時(shí)線速度及繩槽半徑誤差量等原始量。通過上位機(jī)安裝的labview軟件對(duì)檢測到的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，從而間接得到天輪的多種工作狀態(tài)參數(shù)，并實(shí)現(xiàn)數(shù)字、圖形化顯示，易于理解，界面友好；

3、該系統(tǒng)能夠配合天輪繩槽高空車削時(shí)，實(shí)時(shí)在線檢測天輪繩槽半徑的大小值和繩槽的加工表面凹凸質(zhì)量等，便于加工人員車削時(shí)，對(duì)車刀進(jìn)給量的及時(shí)精確把握操作，使用方便，精確可靠；

4、在平常狀態(tài)下，當(dāng)天輪徑向存在一定振動(dòng)或繩槽磨損時(shí)，還能起到預(yù)警作用，便于工作人員及時(shí)處理。

附圖說明

圖1本發(fā)明天輪傳感器安裝正視圖；

圖2本發(fā)明天輪傳感器安裝側(cè)面剖視圖；

圖3本發(fā)明的除去天輪部分的檢測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4本發(fā)明圖3的局部放大圖；

圖5本發(fā)明圖3的軸側(cè)安裝局部放大圖；

圖6本發(fā)明設(shè)計(jì)的測外徑傳感器安裝方式的示意圖；

圖7本發(fā)明圖6的正面剖視圖。

其中：1、天輪井架2、天輪轉(zhuǎn)軸3、天輪平臺(tái)4、軸承支座5、天輪軸承6、微型彈性聯(lián)軸器7、編碼器8、傳感器支架c9、傳感器支架a10、測槽輪11、測外徑編碼器12、測外徑編碼器支桿13、測外徑編碼器支架14、傳感器支架b15、滾輪16、位移傳感器17、彈簧18、天輪19、天輪襯墊20、采集器21、上位機(jī)。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

如圖1和2所示，礦井提升機(jī)天輪平臺(tái)測量環(huán)境包括：天輪井架1、天輪轉(zhuǎn)軸2、天輪平臺(tái)3、軸承支座4和天輪軸承5。所述天輪井架1上安裝有天輪平臺(tái)3，天輪平臺(tái)3上方的井架部位裝有軸承支座4。天輪轉(zhuǎn)軸2兩端通過天輪軸承5安裝固定在軸承支座4上，天輪轉(zhuǎn)軸2中間部位安裝有4-6個(gè)天輪18，天輪18外緣安裝有天輪襯墊19。

如圖3所示，本發(fā)明的徑向特性檢測系統(tǒng)包括傳感器支架、位移傳感器16、編碼器7、測外徑編碼器11、采集器20和上位機(jī)21等。所述傳感器支架分為三個(gè)部分：包括傳感器支架a9、傳感器支架b14、傳感器支架c8。傳感器支架a、傳感器支架b與天輪平臺(tái)之間都設(shè)有隔振橡膠墊。所述傳感器支架a9設(shè)置在天輪徑向正前方的天輪平臺(tái)3上，其上裝有測外徑編碼器支架13、測外徑編碼器支架13內(nèi)裝有彈簧17和彈簧17上端的測外徑編碼器支桿12。測外徑編碼器11安裝在測外徑編碼器支桿12上端的接頭安裝部位，并通過緊貼繩槽的特制測外徑編碼器測槽輪10測量天輪外緣繩槽的線速度，其緊貼能力靠彈簧17的壓縮勢能實(shí)現(xiàn)。所述測外徑編碼器11的測量元件組視具體情況需求可在傳感器支架a9上安裝1-4組。所述傳感器支架b14設(shè)置在天輪18徑向正前方天輪平臺(tái)3的下方，該傳感器支撐架上設(shè)有高靈敏度的位移傳感器16，所述的高靈敏度位移傳感器16上的測量桿端裝有位移傳感器滾輪15，高靈敏度位移傳感器16通過滾輪15在天輪繩槽表面滾動(dòng)并隨著繩槽凹凸情況作徑向往復(fù)位移，從而間接測得繩槽表面的凹凸質(zhì)量狀況。所述傳感器支架c8設(shè)置在軸承支座4的軸端部位，其上裝有編碼器7，編碼器7通過微型彈性聯(lián)軸器6連接于天輪轉(zhuǎn)軸2的軸端，以測量天輪18的實(shí)時(shí)旋轉(zhuǎn)角速度。各個(gè)傳感器信號(hào)輸出端通過物理接線與采集器20的信號(hào)輸入端相連，采集器20的信號(hào)輸出端通過物理線路或以太網(wǎng)連接上位機(jī)21的信號(hào)輸入端。

天輪繩槽徑向特性檢測系統(tǒng)工作時(shí)，天輪18轉(zhuǎn)動(dòng)，由于天輪襯墊19上的繩槽磨損，部分弧度的半徑變小。測外徑編碼器11與編碼器7分別測得天輪18的實(shí)時(shí)外緣繩槽線速度和角速度，上位機(jī)21通過采集器20得到數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，通過在labview軟件中設(shè)定不同時(shí)鐘值組得出天輪繩槽的半徑值“實(shí)時(shí)”大小和一定時(shí)間周期內(nèi)的均值等，繪制相應(yīng)半徑“實(shí)時(shí)”曲線圖和均值走勢圖等，并顯示數(shù)字量。此外，高靈敏度的位移傳感器16通過緊貼在天輪襯墊19上繩槽的滾輪，實(shí)現(xiàn)繩槽的徑向位移實(shí)時(shí)測量，通過采集器20的信號(hào)采集輸出和上位機(jī)21的數(shù)據(jù)處理、顯示，得出繩槽表面凹凸情況。當(dāng)徑向位移很小時(shí)，即可視為天輪運(yùn)轉(zhuǎn)良好，或繩槽切削質(zhì)量達(dá)到所需要求。而當(dāng)徑向位移超過容許量時(shí)，則發(fā)生報(bào)警，提醒工作人員對(duì)天輪繩槽或其他磨損部位等進(jìn)行修正。其中，測外徑編碼器11的測量元件組和高靈敏度的位移傳感器16測量元件組可設(shè)1-4組，其組數(shù)多少視具體所需數(shù)據(jù)情況而定。