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专利号: 2017108300101
申请人: 中国矿业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 卷扬;提升;牵引
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种立井提升系统钢丝绳罐道提升容器失稳评估装置,其特征在于:包括罐道绳倾角传感器(2)、罐道绳张力传感器(3)、缓冲绳倾角传感器(16)、缓冲绳张力传感器(15)、钢丝绳张力传感器(6)、位移传感器(13)和监控台(19);

所述罐道绳倾角传感器(2)设置在罐道绳(4)顶端且紧靠罐道绳悬挂点(1),用于检测立井提升系统运行时罐道绳(4)在水平面上的方位角和竖直面上的倾斜角;

所述罐道绳张力传感器(3)设置在罐道绳(4)顶端且紧靠罐道绳倾角传感器(2)下方,用于检测立井提升系统运行时罐道绳(4)的悬挂点张力;

所述缓冲绳倾角传感器(16)设置在缓冲绳(14)顶端且紧靠缓冲绳悬挂点(17),用于检测立井提升系统运行时缓冲绳(14)在水平面上的方位角和竖直面上的倾斜角;

所述缓冲绳张力传感器(15)设置在缓冲绳(14)顶端且紧靠在缓冲绳倾角传感器(16)下方,用于检测立井提升系统运行时缓冲绳(14)的悬挂点的张力;

所述钢丝绳张力传感器(6)设置在提升钢丝绳(5)与提升容器(10)的连接处,用于检测立井提升系统运行时提升钢丝绳(5)的尾端张力;

所述位移传感器(13)设置在提升容器(10)顶部,用于检测立井提升系统运行时提升容器(10)的顶部实时高度;

所述罐道绳倾角传感器(2)、罐道绳张力传感器(3)、缓冲绳倾角传感器(16)、缓冲绳张力传感器(15)、钢丝绳张力传感器(6)和位移传感器(13)均连接至监控台(19),监控台(19)根据读取到的传感器数据,评估并显示提升容器(10)的稳定状态。

2.根据权利要求1所述的立井提升系统钢丝绳罐道提升容器失稳评估装置,其特征在于:每一根罐道绳(4)上都设置有一个罐道绳倾角传感器(2)和一个罐道绳张力传感器(3),每一根提升钢丝绳(5)上都设置有一个钢丝绳张力传感器(6),每一根缓冲绳(14)上都设置有一个缓冲绳倾角传感器(16)和一个缓冲绳张力传感器(15)。

3.一种基于权利要求1~2中任意一种立井提升系统钢丝绳罐道提升容器失稳评估装置的评估方法,其特征在于:包括如下步骤:(A)在罐道绳(4)顶端且紧靠罐道绳悬挂点(1)位置安装罐道绳倾角传感器(2),在罐道绳(4)顶端且紧靠罐道绳倾角传感器(2)下方位置安装罐道绳张力传感器(3),当罐道绳(4)在罐道绳张紧锤(11)的作用下自由下垂时,标定罐道绳倾角传感器(2)的方位角和倾斜角均为0°、罐道绳张力传感器(3)的张力为0;

(B)在缓冲绳(14)顶端且紧靠缓冲绳悬挂点(17)位置安装缓冲绳倾角传感器(16),在在缓冲绳(14)顶端且紧靠在缓冲绳倾角传感器(16)下方位置安装缓冲绳张力传感器(15),当缓冲绳(14)在缓冲绳张紧锤(12)的作用下自由下垂时,标定缓冲绳倾角传感器(16)的方位角和倾斜角均为0°、缓冲绳张力传感器(15)的张力为0;

(C)在提升钢丝绳(5)与提升容器(10)的连接处安装钢丝绳张力传感器(6),当提升容器(10)被承载装置托住、提升钢丝绳(5)下端不承受负载时,标定钢丝绳张力传感器(6)的张力为0;

(D)在提升容器(10)顶部安装位移传感器(13),以罐道绳张紧锤(11)的顶端作为基准位置,标定位移传感器(13)的高度为提升容器(10)顶部与罐道绳张紧锤(11)顶端的距离;

(E)将罐道绳倾角传感器(2)、罐道绳张力传感器(3)、缓冲绳倾角传感器(16)、缓冲绳张力传感器(15)、钢丝绳张力传感器(6)和位移传感器(13)均连接至监控台(19);监控台(19)基于力学原理给出罐道绳i对提升容器(10)顶部罐道绳套(7)处的施加力计算公式,水平分力记为Fαi;监控台(19)基于力学原理给出缓冲绳j对提升容器(10)顶部制动钳(8)处的施加力计算公式,竖直分力记为Fβj',水平分力记为Fβj;

(F)将所有提升钢丝绳(5)的尾端张力叠加成的合力F记为Fmain,将提升容器(10 )的实际重力记为Gall,结合实时计算得到的罐道绳i对提升容器(10)顶部罐道绳套(7)处的施加力、缓冲绳j对提升容器(10)顶部制动钳(8)处的施加力,对提升容器(10)的失稳状态评估如下:垂直方向

①当Fmain≈Gall、Fβj'的变化在正常波动范围内时,表明提升钢丝绳(5)承载提升容器(10)的全部纵向负载,监控台(19)提示提升钢丝绳(5)正常、制动钳(8)未夹紧缓冲绳(14)、缓冲绳(14)未承载提升容器(10);

②当Fmain<<Gall、Fβj'的变化超出波动范围时,表明提升钢丝绳(5)未承载提升容器(10)的全部纵向负载,监控台(19)提示提升钢丝绳(5)失效,制动钳(8)夹紧缓冲绳(14),提升钢丝绳(5)和缓冲绳j分别承担的纵向负载为Fmain和Fβj';

同时,Fβj'的变化值越大,表明相应的制动钳(8)越紧密钳住缓冲绳j,Fβj'的变化值小于加紧阈值,表明相应的制动钳(8)有松动风险;

水平方向

在水平方向上,Fαi和Fβj共同作用于提升容器(10),以各自力的大小和方位角在提升钢丝绳(5)与提升容器(10)的连接点O合成得出水平方向合力Fγ及其方位角γ,监控台(19)显示提升容器(10)沿方位角γ倾斜且倾斜受力为Fγ、立井提升系统救援时提升容器(10)方位角γ方向上会有松动风险;

同时,Fαi的变化超出正常波动范围,表明罐道绳i与罐道绳套(7)之间产生实际的相互挤压;否则,表明罐道绳i与罐道绳套(7)之间未产生实际的相互挤压,在相应方位角上提升容器(10)有摆动风险;

同时,Fβj的变化超出正常波动范围,表明缓冲绳j与制动钳(8)之间产生实际的相互挤压;否则,表明缓冲绳j与制动钳(8)之间未产生实际的相互挤压,在相应方位角上提升容器(10)有摆动风险。