[實(shí)用新型]鋼絲繩橫向振動(dòng)位移信號(hào)測(cè)量裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201520688098.4
• 申請(qǐng)日: 2015-09-07
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN204924431U
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-12-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李濟(jì)順;楊芳;鄒聲勇;薛玉君;徐光耀;杜波;劉勁軍;彎勇;王蘭省
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 河南科技大學(xué);中信重工機(jī)械股份有限公司
• 主分類號(hào): G01H9/00
• 分類號(hào): G01H9/00
• 代理公司: 鄭州睿信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 41119
• 代理人: 胡泳棋

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于礦井提升系統(tǒng)的測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鋼絲繩橫向振動(dòng)位移信號(hào)測(cè)量裝置。

技術(shù)背景

超深礦井一般指作業(yè)深度大于1000米的礦井。目前，我國(guó)的礦井開(kāi)采大多數(shù)是淺井，深度在500～800米。然而，世界上的礦業(yè)大國(guó)已經(jīng)達(dá)到了2500至4000米的深度。在我國(guó)，煤炭資源埋藏在深度1000-2000米的約占總儲(chǔ)量的53％。為此，研究超深礦井提升裝備，解決超深礦井提升機(jī)關(guān)鍵技術(shù)，對(duì)于保證國(guó)家資源安全，拓展深部資源戰(zhàn)略有著重要的意義。

超深礦井提升系統(tǒng)是集機(jī)、電、液一體化的大型復(fù)雜裝備。提升系統(tǒng)鋼絲繩在高速進(jìn)行層間過(guò)渡及排繩時(shí)會(huì)產(chǎn)生沖擊，提升系統(tǒng)受到鋼絲繩摩擦、空氣擾動(dòng)、罐道柔性等復(fù)雜因素的耦合影響時(shí)會(huì)引起鋼絲繩-載荷-卷筒-電機(jī)系統(tǒng)的振動(dòng)。提升系統(tǒng)高速運(yùn)行中的沖擊、振動(dòng)行為會(huì)導(dǎo)致鋼絲繩動(dòng)載荷的急劇增加。為此，需要對(duì)提升系統(tǒng)的鋼絲繩橫向振動(dòng)情況進(jìn)行測(cè)量，這對(duì)于研究提升系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性，保障提升系統(tǒng)正常工作有著重要的作用。

橫向振動(dòng)是把垂直運(yùn)動(dòng)的鋼絲繩視為一端附加集中質(zhì)量的軸向運(yùn)動(dòng)弦線的橫向振動(dòng)問(wèn)題。研究中將鋼絲繩簡(jiǎn)化為沿軸向運(yùn)動(dòng)的變長(zhǎng)度弦線,提升重物簡(jiǎn)化為一個(gè)質(zhì)量為m的剛體懸掛于弦線下端,假設(shè)鋼絲繩上端存在水平方向外界激勵(lì),例如電動(dòng)機(jī)偏心旋轉(zhuǎn)或其他因素的影響,那么鋼絲繩就會(huì)產(chǎn)生橫向振動(dòng)。

現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)鋼絲繩的振動(dòng)情況的測(cè)量大都采用接觸式測(cè)量，即將傳感器安裝在鋼絲繩上，如此測(cè)量會(huì)帶來(lái)附加干擾。申請(qǐng)?zhí)枮?01410577225.3的中國(guó)專利公開(kāi)了一種軸向移動(dòng)繩橫向振動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)量方法，該測(cè)量方法采用了將激光式位移傳感器安裝在移動(dòng)繩的上方，并與移動(dòng)繩同步運(yùn)行，雖然其能夠測(cè)量移動(dòng)繩在上下豎直方向的振動(dòng)位移，但是不能實(shí)現(xiàn)測(cè)量多個(gè)方向的振動(dòng)位移，若想測(cè)量其他方向的振動(dòng)位移，必須在其他各個(gè)方向均安裝傳感器，測(cè)量裝置復(fù)雜且成本高，測(cè)量結(jié)果不準(zhǔn)確。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型提出了鋼絲繩橫向振動(dòng)位移信號(hào)測(cè)量裝置，旨在解決目前的不能獲得全面橫向振動(dòng)位移信號(hào)的問(wèn)題。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型的鋼絲繩橫向振動(dòng)位移信號(hào)測(cè)量裝置，包括用于產(chǎn)生感應(yīng)光幕A′的光幕式激光位移傳感器A、用于產(chǎn)生感應(yīng)光幕B′的光幕式激光位移傳感器B和用于安裝光幕式激光位移傳感器的支架，所述感應(yīng)光幕A′的光線與感應(yīng)光幕B′的光線垂直，感應(yīng)光幕A′所在平面與感應(yīng)光幕B′所在平面平行且上下間隔。

所述支架還包括支架座，所述支架座的形狀為U型，光幕式激光位移傳感器A的發(fā)射器和接收器分別位于U型支架座開(kāi)放端的兩側(cè)，光幕式激光位移傳感器B的發(fā)射器和接收器分別位于U型支架座開(kāi)放端的兩側(cè)。

本實(shí)用新型鋼絲繩橫向振動(dòng)位移信號(hào)測(cè)量裝置為一種非接觸式的測(cè)量裝置，通過(guò)兩組光幕式激光位移傳感器測(cè)量鋼絲繩橫向振動(dòng)信號(hào)，使鋼絲繩同時(shí)垂直穿過(guò)兩組光幕式激光位移傳感器形成的感應(yīng)光幕，能夠獲得鋼絲繩在x、y方向的振動(dòng)位移信號(hào)，即獲得了全面橫向振動(dòng)位移信號(hào)，實(shí)現(xiàn)了一種非接觸式的橫向振動(dòng)測(cè)量。

附圖說(shuō)明

圖1為深井提升系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；

圖2為鋼絲繩振動(dòng)檢測(cè)坐標(biāo)系即檢測(cè)區(qū)域示意圖；

圖3為兩組光幕式激光位移傳感器形成的檢測(cè)區(qū)域示意圖；

圖4為鋼絲繩橫向振動(dòng)位移信號(hào)測(cè)量裝置示意圖；

圖5為超深礦井提升系統(tǒng)鋼絲繩橫向振動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)介紹。

如附圖1-5所示：

超深礦井提升系統(tǒng)由鋼絲繩-載荷-天輪-卷筒-電機(jī)組成，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。圖中1-電機(jī)驅(qū)動(dòng)卷筒，2-天輪，3-鋼絲繩，4-罐籠。那么，需要進(jìn)行檢測(cè)的是1-電機(jī)驅(qū)動(dòng)卷筒和2-天輪之間的鋼絲繩的橫向振動(dòng)，以及2-天輪和4-罐籠之間的鋼絲繩的橫向振動(dòng)。

超深礦井提升系統(tǒng)的鋼絲繩橫向振動(dòng)主要表現(xiàn)在兩個(gè)方向上，如圖2所示。在與鋼絲繩相交的平面上建立坐標(biāo)，那么鋼絲繩橫向振動(dòng)在該坐標(biāo)系下的振動(dòng)可以表示為沿x方向的振動(dòng)和y方向的振動(dòng)，且設(shè)定的檢測(cè)區(qū)域能夠覆蓋振動(dòng)的全部幅值范圍。