一種單繩纏繞式提升機(jī)松繩保護(hù)裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了在提升容器被阻時(shí)能自動(dòng)識(shí)別檢測(cè)到礦井提升機(jī)鋼絲繩繩在運(yùn)行過(guò)程中張力的變化，保護(hù)提升系統(tǒng)安全使用的一種單繩纏繞式提升機(jī)松繩保護(hù)裝置。其提升容器(6)用鋼絲繩(11)通過(guò)天輪(3)和提升機(jī)滾筒(1)連接，編碼器(2)設(shè)置在提升機(jī)滾筒(1)一側(cè)，壓力傳感器(4)設(shè)置在天輪(3)下底部，通過(guò)變送器(5)和可編程控制器(8)連接，且用提升機(jī)松繩的保護(hù)方法在立井或副井中把提升容器(6)進(jìn)行提升。由于本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種能在運(yùn)行中被阻時(shí)自動(dòng)識(shí)別檢測(cè)到主提升鋼絲繩張力的變化，與在可編程控制器中設(shè)定的對(duì)應(yīng)給定值進(jìn)行動(dòng)態(tài)跟蹤比較，當(dāng)實(shí)測(cè)值小于給定值時(shí)，能及時(shí)的對(duì)絞車進(jìn)行斷電或發(fā)出報(bào)警，從而避免了沖擊斷繩事故。
【專利說(shuō)明】一種單繩纏繞式提升機(jī)松繩保護(hù)裝置
[0001]【技術(shù)領(lǐng)域】:本發(fā)明涉及在提升容器被阻時(shí)能自動(dòng)識(shí)別檢測(cè)到礦井提升機(jī)鋼絲繩繩在運(yùn)行過(guò)程中張力的變化，保護(hù)提升系統(tǒng)安全使用的一種單繩纏繞式提升機(jī)松繩保護(hù)裝置。
[0002]【背景技術(shù)】:傳統(tǒng)松繩保護(hù)裝置保護(hù)的范圍，當(dāng)提升容器下行被阻，懸垂鋼絲繩自重小于鋼絲繩的弦長(zhǎng)的自重在垂直方向的分力時(shí)，主提升鋼絲繩弦會(huì)出現(xiàn)松馳，鋼絲繩的弦松馳到出繩窗口壓住或拉住或接近行程開關(guān)，才能起到保護(hù)的作用。而當(dāng)鋼絲繩弦長(zhǎng)自重在垂直方向的分力小于懸垂鋼絲繩自重時(shí)，即使提升容器下行被阻，主提升鋼絲繩松馳，這種松繩保護(hù)也不會(huì)動(dòng)作，但是這種松馳僅表現(xiàn)在主提升鋼絲繩的張力減小，鋼絲繩的弦長(zhǎng)側(cè)不能松馳到出繩窗口壓住或拉住或接近行程開關(guān)，起不到應(yīng)有的松繩保護(hù)作用。故傳統(tǒng)松繩保護(hù)裝置的保護(hù)范圍太小，不能起到全程保護(hù)作用，提升容器在井筒中運(yùn)行的大部分階段都不起作用，這也是許多單繩纏繞式提升機(jī)的提升容器在井筒中下行被阻時(shí)，由于松繩保護(hù)不起作用而導(dǎo)致松繩過(guò)多，從而發(fā)生沖擊斷繩墜箕斗事故的主要原因。
[0003]
【發(fā)明內(nèi)容】
:本發(fā)明克服了現(xiàn)有的礦用提升機(jī)松繩保護(hù)不能全程保護(hù)的弊端，提供了一種能夠全程檢測(cè)主提升鋼絲繩在運(yùn)行中所受張力，從而區(qū)分鋼絲繩張力的正常和異常使用的一種單繩纏繞式提升機(jī)松繩保護(hù)裝置。本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案是:其由提升容器6、鋼絲繩11、天輪3和提升機(jī)滾筒I組成，提升容器6用鋼絲繩11通過(guò)天輪3和提升機(jī)滾筒I連接，編碼器2設(shè)置在提升機(jī)滾筒I 一側(cè)，壓力傳感器4設(shè)置在天輪3下底部，通過(guò)變送器5和可編程控制器8連接，且用提升機(jī)松繩的保護(hù)方法在立井或副井中把提升容器6進(jìn)行提升。
[0004]本發(fā)明的有益效果是:由于設(shè)計(jì)了一種欠量保護(hù)裝置，可根據(jù)提升容器在井筒下放側(cè)運(yùn)行被阻時(shí)主提升鋼絲繩的張力發(fā)生變化，由壓力傳感器測(cè)出實(shí)際運(yùn)行時(shí)鋼絲繩的張力的模擬量和設(shè)置的給定模擬量在可編程控制器中進(jìn)行比較，而后做出是否報(bào)警或斷電。該松繩保護(hù)當(dāng)提升容器在井筒下放側(cè)運(yùn)行全程任一點(diǎn)發(fā)生松繩時(shí)都能起到保護(hù)作用，故保護(hù)范圍大，有效的防止提升容器下放被阻時(shí)引起的斷繩墜罐事件及在副井提升系統(tǒng)能有效地防止容器被阻時(shí)松繩過(guò)多而引起鋼絲繩損壞，能最大限度的保護(hù)礦井提升系統(tǒng)的安全。該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)理念新穎，保護(hù)全面、動(dòng)作靈敏可靠。通過(guò)對(duì)提升容器在井筒下放側(cè)運(yùn)行全程任一點(diǎn)的給定值和實(shí)測(cè)值進(jìn)行比較，能有效對(duì)下放側(cè)全程任一點(diǎn)進(jìn)行保護(hù)，從而保證了安全生產(chǎn)。
[0005]【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】:圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖
[0006]圖2是圖1的松繩保護(hù)給定值和當(dāng)提升容器被阻時(shí)鋼絲繩端點(diǎn)所受力的線性圖
[0007]【具體實(shí)施方式】:實(shí)施例1:如圖1所示，其由提升容器6、鋼絲繩11、天輪3和提升機(jī)滾筒I組成，提升容器6用鋼絲繩11通過(guò)天輪3和提升機(jī)滾筒I連接，編碼器2設(shè)置在提升機(jī)滾筒I 一側(cè)，壓力傳感器4設(shè)置在天輪3下底部，通過(guò)變送器5和可編程控制器8連接，且用提升機(jī)松繩的保護(hù)方法在立井或副井中把提升容器6進(jìn)行提升。
[0008]如圖1所示，所述的可編程控制器8下端設(shè)置提升機(jī)安全回路9。
[0009]如圖1所示，所述的提升容器6在裝載位置10裝載后用鋼絲繩11通過(guò)提升機(jī)滾筒I和天輪3提升至卸載位置7進(jìn)行卸載。
[0010]實(shí)施例2:如圖1、圖2所示，所述提升機(jī)松繩的保護(hù)方法是:采用設(shè)在井架天輪3下的壓力傳感器4受壓時(shí)輸出的實(shí)際壓力的電信號(hào)模擬量和給定在可編程控制器8中的線性模擬量進(jìn)行比較，以系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)鋼絲繩所受張力最小的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和在容器下行、空載且失重時(shí)的運(yùn)行狀態(tài)相對(duì)比，在提升高度范圍內(nèi)運(yùn)行特性為一條線性量，將其轉(zhuǎn)換成與壓力傳感器4相對(duì)應(yīng)的電信號(hào)給定在可編程控制器8中，通過(guò)可編程控制器8計(jì)算與提升機(jī)主軸12相連編碼器2的脈沖，得出提升容器6在井筒運(yùn)行時(shí)任一時(shí)刻的深度值，將這個(gè)值代入給定的線性方程，即可求出與提升容器6運(yùn)行位置相對(duì)應(yīng)的一給定值，將這個(gè)給定值與系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行時(shí)壓力傳感器4輸出的實(shí)測(cè)值在可編程控制器8中進(jìn)行比較，當(dāng)實(shí)測(cè)值小于設(shè)定值時(shí)，絞車的報(bào)警系統(tǒng)或安全保護(hù)系統(tǒng)就發(fā)出警告或斷電，提醒絞車司機(jī)嚴(yán)禁提升。
[0011]實(shí)施例3:如圖1、圖2所示，主提升系統(tǒng)在下放側(cè)容器運(yùn)行各階段鋼絲繩受到張力變化情況進(jìn)行分析:
[0012]1.在下放側(cè)主加速階段(即呈失重狀態(tài))
[0013]F1 = (Hi1.x+m) (g-1.2) -mg ω +Iii1 gz
[0014]= 8.811^+8111+1Om1 ζ
[0015]式中=F1-為主加速段容器運(yùn)行到任一點(diǎn)鋼絲繩所受到的張力
[0016]Hi1-為鋼絲繩的單位質(zhì)量
[0017]X-為提升高度中任一點(diǎn)距卸載點(diǎn)的距離
[0018]m-為容器自身質(zhì)量
[0019]ω-為天輪、容器在井筒中運(yùn)行時(shí)受到的阻力系數(shù)，取0.08
[0020]g-為重力加速度，取10
[0021]Z-為過(guò)天輪切點(diǎn)至卸載點(diǎn)的鋼絲繩長(zhǎng)度
[0022]根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范立井提升物料最大加減速度不能超過(guò)1.2，當(dāng)在副井時(shí)取0.75，在此取主井提升物料的值；
[0023]2.在下放側(cè)勻速運(yùn)行階段任一點(diǎn)鋼絲繩所受到的張力:
[0024]F2 = m^x+mg-mg ω +Hi1 gz
[0025]= lOm^+9.2m+1Om1Z ；
[0026]3.在下放側(cè)減速運(yùn)行階段任一點(diǎn)鋼絲繩所受到的張力(即呈超重狀態(tài)):
[0027]F3 = (In1.x+m) (g+1.2)-mgo+m1gz
[0028]= 11.21110+10.4m+1Om1Z ；
[0029]4.當(dāng)容器在任一點(diǎn)被阻時(shí)鋼絲繩所受到的張力實(shí)測(cè)值為:
[0030]F4 = m^x+m^z = I Om1X+1 Om1Z ；
[0031]5.由于此裝置應(yīng)用的是欠量保護(hù)，故選容器正常下放時(shí)鋼絲繩所受張力最小的運(yùn)行狀態(tài)去全程考慮，取正常下放運(yùn)行狀態(tài)中的三個(gè)階段鋼絲繩所受張力的最小值為研究對(duì)象，即取:
[0032]F1 = (In1.x+m) (g-1.2) -mg ω +mgz = 8.Smx+Sm+lOm^
[0033]在此張力以上取一定的系數(shù)為給定值，系數(shù)取0.8，則給定值為:
[0034]F5 = (8.Sm^+Sm+lOm^) X0.8 = 7.041X1^+6.^+Sm1Z[0035]由4、5來(lái)看給定值和容器被阻時(shí)實(shí)測(cè)值在直角坐標(biāo)系中是二條斜率不同的直線。將給定值F5轉(zhuǎn)換成與壓磁傳感器相對(duì)應(yīng)的電信號(hào)設(shè)置在可編程控制器中，F(xiàn)5是一條數(shù)值連續(xù)變化的直線，同樣設(shè)置在可編程控制器中的模擬量也是一條線性給定量，在可編程控制器中設(shè)置一個(gè)比較程序，在容器下放全過(guò)程中比較設(shè)置在可編程控制器中的給定值和壓力傳感器輸出的實(shí)測(cè)值，當(dāng)實(shí)測(cè)值< F5時(shí)松繩保護(hù)就立刻動(dòng)作；
[0036]6.從圖2和F4與F5公式來(lái)看直線F4與F5總要有交點(diǎn)，且在交點(diǎn)以后F4將大于F5,即在交點(diǎn)以后即使提升容器在運(yùn)行中被阻，松繩保護(hù)也不會(huì)動(dòng)作。為了保證動(dòng)作的靈敏
度，要求在容器運(yùn)行任一點(diǎn)的給定值為容器被阻時(shí)實(shí)測(cè)值得2倍，即:
[0037]
【權(quán)利要求】
1.一種單繩纏繞式提升機(jī)松繩保護(hù)裝置，由提升容器(6)、鋼絲繩(11)、天輪(3)和提升機(jī)滾筒(I)組成，提升容器(6)用鋼絲繩(11)通過(guò)天輪(3)和提升機(jī)滾筒(I)連接，其特征在于編碼器(2)設(shè)置在提升機(jī)滾筒(I)內(nèi)置的提升機(jī)主軸(12) —側(cè)，壓力傳感器(4)設(shè)置在天輪(3)下底部，通過(guò)變送器(5)和可編程控制器(8)連接，且用提升機(jī)松繩的保護(hù)方法在立井或副井中把提升容器(6)進(jìn)行提升。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單繩纏繞式提升機(jī)松繩保護(hù)裝置，其特征在于所述的可編程控制器(8)下端設(shè)置提升機(jī)安全回路(9)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單繩纏繞式提升機(jī)松繩保護(hù)裝置，其特征在于所述的提升容器(6)在裝載位置(10)裝載后用鋼絲繩(11)通過(guò)天輪(3)和提升機(jī)滾筒⑴提升至卸載位置(7)進(jìn)行卸載。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單繩纏繞式提升機(jī)松繩保護(hù)裝置，其特征在于所述提升機(jī)松繩的保護(hù)方法是:采用設(shè)在井架天輪(3)下的壓力傳感器(4)受壓時(shí)輸出的實(shí)際壓力的電信號(hào)模擬量和給定在可編程控制器(8)中的線性模擬量進(jìn)行比較，以系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)鋼絲繩所受張力最小的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和在容器下行、空載且失重時(shí)的運(yùn)行狀態(tài)相對(duì)比，在提升高度范圍內(nèi)運(yùn)行特性為一條線性量，將其轉(zhuǎn)換成與壓力傳感器(4)相對(duì)應(yīng)的電信號(hào)給定在可編程控制器⑶中，通過(guò)可編程控制器⑶計(jì)算與提升機(jī)主軸(12)相連編碼器(2)的脈沖，得出提升容器(6)在井筒運(yùn)行時(shí)任一時(shí)刻的深度值，將這個(gè)值代入給定的線性方程，即可求出與提升容器(6)運(yùn)行位置相對(duì)應(yīng)的一給定值，將這個(gè)給定值與系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行時(shí)壓力傳感器⑷輸出的實(shí) 測(cè)值在可編程控制器⑶中進(jìn)行比較，當(dāng)實(shí)測(cè)值小于設(shè)定值時(shí)，絞車的報(bào)警系統(tǒng)或安全保護(hù)系統(tǒng)就發(fā)出警告或斷電，提醒絞車司機(jī)嚴(yán)禁提升。
【文檔編號(hào)】B66B5/12GK103626005SQ201210324352
【公開日】2014年3月12日 申請(qǐng)日期:2012年8月24日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月24日
【發(fā)明者】原志坤, 金天海, 李平安, 鄭文軍, 郭蓬勃, 王章利, 李鳳軍 申請(qǐng)人:原志坤