[發明專利]一種超深礦井提升系統試驗臺及方法

有效

• 申請號: 201410528414.1
• 申請日: 2014-10-10
• 公開（公告）號: CN104261225A
• 公開（公告）日: 2015-01-07
• 發明（設計）人: 沈剛;朱真才;滕文想;李翔;周公博;李偉;曹國華;彭玉興;盧昊
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: B66B5/02
• 分類號: B66B5/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種超深礦井提升系統試驗臺，其特征在于，包括四個變頻電機(1)以及與其對應的四個提升機卷筒(2)、水平導軌(3)、提升容器(4)、位姿角傳感器(5)、拉力傳感器(6)、伺服液壓缸(7)、鋼絲繩(8)、滑輪(9)、變頻電機控制器(10)、鋼絲繩斷絲斷股檢測裝置(11)、伺服液壓缸控制器(12)、位姿監測裝置(13)、張緊輪(14)、張緊彈簧(15)、萬向輪(16)；位姿角傳感器(5)固定連接在提升容器(4)上；所述變頻電機控制器(10)分別與各個變頻電機、鋼絲繩斷絲斷股檢測裝置(11)連接；伺服液壓缸控制器(12)與伺服液壓缸(7)連接；安裝在容器上的位姿角傳感器(5)用于測出因容器傾斜與各平面形成的夾角，位姿角傳感器(5)獲取的夾角大小信息經AD轉換信號后傳輸給位姿監測裝置(13)，進而實現實時監測提升容器的姿態；拉力傳感器(6)獲得的鋼絲繩張力信號反饋給伺服液壓缸控制器(12)，伺服液壓缸控制器(12)通過計算得到每根鋼絲繩長度與其平均長度的長度差值，通過調節各個伺服液壓缸(7)的伸縮來改變鋼絲繩的張力，避免鋼絲繩間運動不同步引起的提升容器傾斜；鋼絲繩斷絲斷股檢測裝置(11)檢測鋼絲繩是否斷絲斷股并通過變頻電機控制器(10)控制變頻電機的停止與啟動。?

2.根據權利要求1所述的超深礦井提升系統試驗臺，其特征在于，所述位姿監測裝置(13)和伺服液壓缸控制器(12)有無線接收器，位姿角傳感器(5)和拉力傳感器(6)有無線發射器。?

3.根據權利要求1所述的超深礦井提升系統試驗臺，其特征在于，所述提升容器(4)通過其底部的萬向輪(16)放置在水平面上，水平導軌(3)沿試驗臺中心線分布在提升容器(4)的兩側，用于限制提升容器(4)在橫向上的擺動，在水平導軌(3)的兩端各設置一對變頻電機(1)和一對提升機卷筒(2)，各個變頻電機(1)的輸出軸與對應的提升機卷筒(2)連接；在試驗臺中心線的一側，提升機卷筒(2)連接一根鋼絲繩(8)，鋼絲繩(8)一端依次通過滑輪、張緊輪(14)、滑輪連接到提升容器(4)一端，另一根鋼絲繩(8)一端連接在提升機卷筒上，通過滑輪、伺服液壓缸(7)連接到提升容器的另一端，伺服液壓缸(7)和提升容器(4)之間的鋼絲繩上設置有拉力傳感器(6)，提升機卷?筒和滑輪(9)之間的鋼絲繩上設置鋼絲繩斷絲斷股檢測裝置(11)；中心線另一側設置與此相同。?

4.根據權利要求1所述的超深礦井提升系統試驗臺，其特征在于，該試驗臺為雙繩拖拽，在水平導軌(3)兩端設置了兩對變頻電機(1)，變頻電機轉向的不同對應著提升容器的提升與下放。?

5.根據權利要求1所述的超深礦井提升系統試驗臺，其特征在于，所述張緊輪(14)下安裝有張緊彈簧(15)，通過調節張緊彈簧的預伸長長度或更換不同彈性系數的彈簧來改變鋼絲繩所受拉力，即模擬提升系統提升負載的不同。?

6.根據權利要求1所述的超深礦井提升系統試驗臺，其特征在于，所述伺服液壓缸控制器包括AD板卡PCI1716、張力控制器、DA板卡ACL6126和伺服放大器，AD板卡PCI1716接收鋼絲繩張力信號、提升容器的位姿角信號以及液壓缸的位移信號，液壓缸位移反饋信號、兩根鋼絲繩的張力差值及兩根鋼絲繩張力信號反饋給張力控制器，張力控制器將信號用算法進行處理后傳輸給DA板卡ACL6126，信號進入伺服放大器，進而傳遞給比例伺服閥，對伺服液壓缸進行控制，進行鋼絲繩拉力的平衡。?

7.應用權利要求1-6任一所述的超深礦井提升系統試驗臺的試驗方法，其特征在于，當進行試驗時，首先給定速度信號和位姿信號，使兩對變頻電機同速運轉，一對卷筒纏繞鋼絲繩，一對卷筒松放鋼絲繩；速度信號通過變頻電機控制器控制提升機卷筒速度，進而控制鋼絲繩纏繞速度，調節提升容器速度；通過位姿監測裝置(13)實現提升容器姿態的實時監測；拉力傳感器(6)獲得的鋼絲繩張力信號反饋給伺服液壓缸控制器(12)，進而通過調節伺服液壓缸(7)來平衡鋼絲繩張力；鋼絲繩在運動過程中，一旦鋼絲繩發生斷絲斷股，鋼絲繩斷絲斷股檢測裝置(11)發出的信號反饋到變頻電機控制器(10)，進而通過變頻器對變頻電機進行制動。?

8.根據權利要求7所述的試驗方法，其特征在于，當進行固定模擬測試鋼絲繩時，兩對變頻電機停止運轉，通過調節張緊彈簧(15)的預伸長長度或更換不同彈性系數的張緊彈簧(15)來改變鋼絲繩所受拉力，來模擬不同負重時對鋼絲繩性能的影響。