Устройство для измерения натяжения канатов многоканатной подъемной установки Советский патент 1984 года по МПК B66B13/18 

Изобретение относится к контролю параметров подъемнотранспортных средств, преимущественно шахтного подъема.

Современные глубокие шахты большой производительности оборудуются многоканатными подъемными установками. Их особенностью является фрикционная связь подъемных канатов с приводным шкивом и подвеска подъемного сосуда (скипа, клети) на нескольких (4, 6 или 8-и) канатах. Поэтому важно в процессе эксплуатации обеспечить равномерное распределение общей концевой нагрузки между всеми канатами. Неравномерность натяжения канатов ветви возникает, в основном, из-за неизбежных в процессе эксплуатации различий длин канатов и различий длин окружностей их навивки на приводном шкиве трения. Контроль распределения нагрузки между канатами может производиться разными способами, наиболее известным среди которых является способ сравнения периодов поперечных колебаний участков канатов или периодов распространения поперечной волны колебаний по канатам от подъемной машины до подъемного сосуда и обратно.

При первом способе возникает необходимость в измерении периода стоячих волн колебаний участка каната между приводным и отклоняющим шкивами длительностью менее 0,5 с, при втором способе - время распространения бегущей волны длительностью более 5 с.

Сравнивая периоды колебаний головных канатов подъемной установки, имеющих практически одинаковые параметры, контролируют распределение нагрузки между ними. Выравнивают натяжения канатов укорачиванием длин соответствующих канатов и проточкой ручьев футеровки приводного шкива.

Известно, что измерение времени распространения «бегущей волны вдоль каната реализуют с использованием ручного секундомера часового типа. Для этого возбуждают волну поперечных колебаний в канате и измеряют время ее прохождения от места возбуждения до подъемного сосуда и обратно. Включение и выключение секундомера производится оператором вручную. Фиксируемые периоды находятся в интервале 5-20 с, а погрешность измерения 0,5- 0,7 с 1.

Однако средств для измерения периода собственных колебаний коротких участков каната (стоячих волн) промышленность не выпускает, а это необходимо для контроля распределения нагрузки между канатами при верхнем положении подъемного сосуда.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство, реализующее способ измерения натяжения ленты, которое содержит два идентичных канала. Каждый канал состоит

из датчика, соединенного через запоминающий триггер с таймером. Датчики расположены вдоль ленты на определенном расстоянии один от другого.

Устройство работает следующим образом. Возбужденная волна поперечных колебаний ленты, распространяясь вдоль последней, поочередно воздействует на оба датчика. Моменты прохождения фронта волны мимо датчиков фиксируются запоминающими триггерами, причем первый из них включает, а второй выключает таймер. Таким образом, измеряется время распространения волны между двумя датчиками и, зная расстояние между ними, определяется скорость распространения волны поперечных колебаний вдоль ленты. Затем по известной формуле вычисляется натяжение ленты 2. Недостатком устройства, применительно к условиям контроля натяжения головных канатов фрикционных подъемников, является малая точность контроля, пропорционально зависящая от отнощения расстояния меж ду датчиками к длине возбужденной волны колебаний, которая в тонкой ленте, ввиду ее малой поперечной жесткости, на несколько порядков меньще, чем в головном канате фрикционного подъемника. Для компенсации погрещности измерения в щахтных условиях необходимо разнести датчики на расстояние нескольких сотен метров, что невозможно по ряду причин, обусловленных

спецификой шахтного подъема. Область применения прототипа в условиях шахтного подъема ограничена только методом «бегущей волны. При этом нельзя измерять период стоячей волны колебаний участка каната, например, между ведущим и отклоняющим шкивами подъемной установки. Эта необходимость возникает для контроля распределения нагрузки между канатами при верхнем положении подъемного сосуда (согласно требованиям ПТЭ). Сложность конструкции из-за наличия удаленных один от другого датчиков и линий их коммутации, что делает невозможным его применение для оперативного контроля на разных фрикционных подъемниках, установленных на одной шахте.

Цель изобретения - повышение точности измерения и удобства эксплуатации.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для измерения натяжения канатов многоканатной подъемной установки, содержащее датчик поперечных колебаний и таймер, снабжено формирователем сигналов, блокирующим элементом, усилителемформирователем, счетчиком и.мпульсов и пе5 реключателем, причем первый выход датчика поперечных колебаний подключен через последовательно соединенные формирователь сигналов и блокирующий элемент с первым входом переключателя, выход которого соединен с входом таймера, а второй выход датчика подключен через последовательно соединенные усилитель-формирователь и счетчик импульсов ко второму входу переключателя.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 - устройство датчика поперечных колебаний и его расположение относительно каната.

Устройство содержит датчик 1 поперечных колебаний, первый выход которого подключен через последовательно соединенные формирователь 2 сигналов и блокирующий элемент 3 с первым входом переключателя 4, выход которого соединен с входом таймера 5, а второй выход датчика 1 через последовательно соединенные усилитель-формирователь 6 и счетчик 7 импульсов подключен ко второму входу переключателя. Обработка сигнала датчика 1 может производиться по одному из двух каналов, избираемых с помощью переключателя 4 в зависимости от того измеряется ли время распространения «бегущей волны вдоль каната, или период стоячих волн колебаний участка каната между приводным и отклоняющим шкивами фрикционного подъемника.

Датчик состоит также из магнитопровода 8, разделенного воздушным зазором на две части, на каждой из которых закреплен постоянный магнит 9 с катущкой индуктивности 10. Для исключения воздействия внешних электромагнитных полей, присутствующих в условиях эксплуатации устройства, индуктивные катущки соединены по дифференциальной схеме, при этом ЭДС, наводимые в катушках внешними электромагнитными полями, действуют встречно друг другу. Свободные выводы а катушек индуктивности 10 соединены с усилителем-формирователем 6. Стоячая волна колебаний каната 11 наводит в катушках индуктивности ЭДС.

в воздушном зазоре магнитопровода расположен геркон 12, соединенный последовательно с размагничивающей катушкой 13, выводы которой 8 соединены с входом формирователя 2 сигналов.

Устройство работает следующим образом.

При измерении времени распространения «бегущей волны вдоль каната возбужденная в нем.волна поперечных колебаний, отражаясь поочередно от приводного шкива и подъемного сосуда, периодически воздействует на датчик 1 устройства, находящегося в верхней части стола шахты (у приводного шкива). В момент прохождения отраженной волны колебаний каната последней, отклоняясь в сторону датчика 1, деформирует магнитный поток в зазоре между магнитопроводами 8. Геркон включается и замыкает цепь размагничивающей катушки, последовательно соединенной с герконом.

Первый импульс датчика 1, поступающий с его первого выхода (выводы в геркона 12), через блокирующий элемент 3 и переключатель 4 включает таймер 5. Одновременно блокирующий элемент 3 с выдержкой времени, заведомо превышающей длительность про0 хождения «бегущей волны мимо датчика 1, блокирует формирователь 2, после чего схема устройства устанавливается в ждущий режим. При возвращении волны, отраженной от подъемного сосуда, сигнал датчика 1

через формирователь 2 и блокирующий элемент 3 отключит таймер 5, показывающий период между двумя последовательными отражениями волны поперечных колебаний каната.

Рабочий ток формирователя 2 сигналов,

0 к которому подключены свободные концы в катушки геркона 12, создает встречное магнитное поле, и геркон размыкается. Таким образом исключается гистерезисная характеристика датчика, что позволяет фиксиро, вать волну колебаний с относительно малой амплитудой, что повышает чувствительность датчика. Кроме того, устройство позволяет максимально увеличить длину контролируемого участка каната (равную дглйному расстоянию от приводного шкива до подъемно0 го сосуда, а следовательно увеличить точность измерения.

При измерении периода стоячих волн собственных колебаний каната, возбужденных между приводным и отклоняющим шкивами фрикционного подъемника, сигнал датчи5 ка 1, поступающий с его второго выхода (выводы а катушек индуктивности 10), преобразуется усилителем-формирователем 6 в прямоугольные импульсы, следующие с частотой колебаний каната. Для уменьшения

погрешности измерения определяется длительность нескольких периодов колебаний, заданное число которых фиксируется счетчиком импульсов 7, управляющим через переключатель 4 таймером 5. Стоячая волна колебаний каната 11, модулируя магнитной

5 поток, создаваемый постоянными магнитами 9, наводит в катушках индуктивности 10 ЭДС, которые в этом случае действуют согласно друг другу, усилия полезный сигнал. Оригинальная конструкция датчика и электронной схемы позволяют повысить точность измерения, уменьшить габариты устройства (200 X 100 X 60 мм), сделав его транспортабельным, универсальным для измерения натяжения канатов любых эксплуатируемых и вновь вводимых в эксплуатацию фрикционных подъемников.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НАТЯЖЕНИЯ КАНАТОВ МНОГОКАНАТНОЙ ПОДЪЕМНОЙ УСТАНОВКИ, содержащее датчик поперечных колебаний и таймер, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения и удобства эксплуатации, оно снабжено формирователем сигналов, блокирующим элементом, усилителем-формирователем, счетчиком импульсов и переключателем, причем первый выход датчика поперечных колебаний подключен через последовательно соединенные формирователь сигналов и блокирующий элемент с первым входом переключателя, выход которого соединен с входом таймера, а второй выход датчика подключен через последовательно соединенные усилитель-формирователь и счетчик импульсов ко второму входу переключателя. а ел со СП