專利名稱：定滑輪測力測速裝置的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種鋼絲繩拉力繩速測量裝置，具體地說是一種可以實現(xiàn)鋼絲繩拉力與繩速的同時測量的裝置。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)代橋梁建設、高層建筑施工、工程設備吊裝、采礦業(yè)等工程中，大量使用到鋼絲繩。其中煤炭行業(yè)中使用的鋼絲繩占我國鋼絲繩產(chǎn)量的一半左右。由于它經(jīng)常處于磨損、磨擦、潮濕、腐蝕、過載等工作環(huán)境中，使得煤礦從井下每提升10萬噸煤，平 均需耗用5噸左右鋼絲繩。由于對鋼絲繩的認識不夠各地大都發(fā)生過斷繩跑車事故，給人身安全和經(jīng)濟造成了很大損失。而在煤礦業(yè)中鋼絲繩通常都是作為絞車提升繩索使用的，因此絞車是井下使用比較頻繁的設備之一。煤礦業(yè)中經(jīng)常需要用絞車對井下液壓支架設備進行移動，而液壓支架經(jīng)常會無軌道移動，其受力極其不均衡有時會受高于安全系數(shù)幾倍的力，所以會使鋼絲繩由于過載而斷裂或把絞車拉跑。不僅造成了時間的浪費和經(jīng)濟的損失，更重要的是容易造成人員的傷亡。因此，在絞車出廠前和維修后需要對其進行性能測試，即需要測量絞車鋼絲繩的拉力和繩速，以滿足工程技術(shù)要求，確保安全施工。目前，寶雞石油機械有限責任公司和天津工程機械研究院都已申請了有關絞車鋼絲繩拉力繩速測量的專利[I]鋪管絞車鋼絲繩測量方法與測量裝置，20091021885. 6 ; [2]鋪管絞車鋼絲繩測量裝置，200920245119. X ; [3] —種絞車鋼絲繩張力測量裝置與其測量方法，201010585118. 7。專利I與專利2均為寶雞石油機械有限責任公司申請，專利I為發(fā)明專利，專利2為實用新型，兩項專利中的測量裝置的原理、結(jié)構(gòu)、實施方法都相同，采用電磁式轉(zhuǎn)速傳感器與齒圈配合測量繩速，采用應變式傳感器測量心軸的變形的方法測量拉力。專利3為天津工程機械研究院申請的發(fā)明專利，采用測速傳感器測量卷筒轉(zhuǎn)速的方法測量繩速，采用稱重傳感器測量卷筒支座支反力的方法測量拉力，其轉(zhuǎn)速傳感器和稱重傳感器均安裝在卷筒系統(tǒng)上，由于出繩的角度和方向的變化，使得測量計算很復雜。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種鋼絲繩拉力繩速測量裝置。該測量裝置可以實現(xiàn)對鋼絲繩拉力和繩速的同時測量。本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的它包括安裝底座1，心軸安裝支座2，支座連接螺栓3，心軸4，壓注式油杯5，滑輪安裝板6，測速機構(gòu)7，鋼絲繩8，稱重傳感器支承座固定螺母10，限位銷11，限位開槽螺母12，限位桿13，測力傳感器支承座14，測力傳感器15，測力傳感器連接螺栓16。安裝底座I為測量裝置提供安裝基礎，同時設計有與被測機構(gòu)連接的接口。心軸安裝支座2通過連接螺栓3與安裝底座I連接，并與心軸4間隙配合，其頂部有壓注式油杯5，為心軸4的轉(zhuǎn)動提供潤滑?；啺惭b板6 —端與心軸4為間隙配合，另一端與測力傳感器支承座14連接，其上設計有滑輪安裝孔9。測速結(jié)構(gòu)7通過螺栓與滑輪安裝板6連接，其具體結(jié)構(gòu)見圖3。限位銷11，限位開槽螺母12，限位桿13組成限位結(jié)構(gòu)，在保證滑輪安裝板可以繞心軸4自由轉(zhuǎn)動的同時，防止滑輪安裝板6翻轉(zhuǎn)。測力傳感器支承座14上端通過測力傳感器支承座固定螺母10與滑輪安裝板6固定在一起，下端有一球面凹槽，可以保證與稱重傳感器15的接觸。測力傳感器15通過球面副與測力傳感器支承座14接觸，下端通過連接螺栓16與安裝底座I連接。所述定滑輪測力測速裝置的結(jié)構(gòu)特征是心軸安裝支座2，心軸4，滑輪安裝板6，測力傳感器支承座14，測力傳感器15組成一個杠桿結(jié)構(gòu)的測力機構(gòu)。必須指出的是所述定滑輪測力測速裝置的測力傳感器15采用稱重傳感器。所述定滑輪測力測速裝置的測速機構(gòu)3包括左支座17，止動板18，止動板連接螺栓19，端蓋板20，端蓋板連接螺栓21，測速傳感器22，滑輪23，軸承24，軸25，壓注式油杯26，右支座27，機構(gòu)安裝螺栓28。左支座17，右支座27通過機構(gòu)安裝螺栓28將測速機構(gòu)安裝在滑輪安裝板6上。止動板18通過止動板連接螺栓19與左支座17相連，并通過一個凸型機構(gòu)與端蓋板20的·凹槽接觸。端蓋板20通過端蓋板連接螺栓21與軸25相連。測速傳感器22安裝在左支座17和右支座27上，左右對稱布置4個。滑輪23通過軸承24與軸25連接，其左右端面上圓周均布有凹槽。軸25 —端連接有一個壓注式油杯26，保證軸承24的潤滑。所述定滑輪測力測速裝置的測速機構(gòu)的軸承24采用雙列圓錐滾子軸承。所述定滑輪測力測速裝置的測速機構(gòu)測速傳感器22采用霍爾傳感器。


圖I是本發(fā)明的定滑輪測力測速裝置總圖的三維圖；圖2是本發(fā)明的定滑輪測力測速裝置總圖的主視圖；圖3是本發(fā)明的定滑輪測力測速裝置的測速機構(gòu)結(jié)構(gòu)具體實施例方式下面結(jié)合附圖舉例對本發(fā)明做更詳細地描述結(jié)合圖1，圖2，定滑輪測力測速裝置由安裝底座1，心軸安裝支座2，支座連接螺栓3，心軸4，壓注式油杯5，滑輪安裝板6，測速機構(gòu)7，鋼絲繩8，稱重傳感器支承座固定螺母10，限位銷11，限位開槽螺母12，限位桿13，測力傳感器支承座14，測力傳感器15，測力傳感器連接螺栓16組成。安裝底座I為測量裝置提供安裝基礎，同時設計有與被測機構(gòu)連接的接口。心軸安裝支座2通過連接螺栓3與安裝底座I連接，并與心軸4間隙配合，其頂部有壓注式油杯5，為心軸4的轉(zhuǎn)動提供潤滑?；啺惭b板6 —端與心軸4為間隙配合，另一端與測力傳感器支承座14連接，其上設計有滑輪安裝孔9。測速結(jié)構(gòu)7通過螺栓與滑輪安裝板6連接，其具體結(jié)構(gòu)見圖3。限位銷11，限位開槽螺母12，限位桿13組成限位結(jié)構(gòu)，在保證滑輪安裝板可以繞心軸4自由轉(zhuǎn)動的同時，防止滑輪安裝板6翻轉(zhuǎn)。測力傳感器支承座14上端通過測力傳感器支承座固定螺母10與滑輪安裝板6固定在一起，下端有一球面凹槽，可以保證與稱重傳感器15的接觸。測力傳感器15通過球面副與測力傳感器支承座14接觸，下端通過連接螺栓16與安裝底座I連接。
必須指出的是測力傳感器15采用稱重傳感器。所述的定滑輪測力測速裝置中，心軸安裝支座2，心軸4，滑輪安裝板6，測力傳感器支承座14，測力傳感器15組成測力機構(gòu)，其測力方法為心軸安裝支座2，心軸4，滑輪安裝板6，測力傳感器支承座14，測力傳感器15組成一個杠桿結(jié)構(gòu)，滑輪安裝板6可以繞著心軸4自由轉(zhuǎn)動。測速機構(gòu)3將鋼絲繩拉力傳遞給滑輪安裝板6，再由測力傳感器15測出。所述的測力機構(gòu)的測力方法，其特點是測速機構(gòu)3可以選擇不同的安裝孔9安裝在滑輪安裝板上的不同位置，通過改變測速機構(gòu)3的安裝位置可以改變測力傳感器15在杠桿結(jié)構(gòu)中的力臂大小?？梢詫崿F(xiàn)在不更換傳感器的情況下改變測量裝置的測量范圍，也可以實現(xiàn)用較小的傳感器測量較大的力。結(jié)合圖3，測速機構(gòu)3由左支座17，止動板18，止動板連接螺栓19，端蓋板20，端蓋板連接螺栓21，測速傳感器22，滑輪23，軸承24，軸25，壓注式油杯26，右支座27，機構(gòu)安裝螺栓28組成。
左支座17，右支座27通過機構(gòu)安裝螺栓28將測速機構(gòu)安裝在滑輪安裝板6上。止動板18通過止動板連接螺栓19與左支座17相連，并通過一個凸型機構(gòu)與端蓋板20的凹槽接觸。端蓋板20通過端蓋板連接螺栓21與軸25相連。測速傳感器22安裝在左支座17和右支座27上，左右對稱布置4個?；?3通過軸承24與軸25連接，其左右端面上圓周均布有凹槽。軸25 —端連接有一個壓注式油杯26，保證軸承24的潤滑。必須指出的是軸承24采用雙列圓錐滾子軸承，測速傳感器22采用霍爾傳感器。所述測速機構(gòu)3的測速方法為鋼絲繩8在摩擦力作用下帶動滑輪23轉(zhuǎn)動，滑輪23轉(zhuǎn)動時，當凹槽正對測速傳感器22時，傳感器輸出低電平，通過計量單位時間內(nèi)測速傳感器22的脈沖數(shù)量，測得定滑輪
23的轉(zhuǎn)速，再根據(jù)滑輪23的直徑計算轉(zhuǎn)化為鋼絲繩8的繩速。其計算公式為v= e^1式
m ,
中v為鋼絲繩即時速度，d為滑輪直徑，η為單位時間(Is)內(nèi)測速傳感器產(chǎn)生的脈沖數(shù)，m為滑輪側(cè)面的凹槽數(shù)。
權(quán)利要求
1.一種定滑輪測力測速裝置包括安裝在安裝底座心軸，心軸安裝支座2，支座連接螺栓3，心軸4，壓注式油杯5，滑輪安裝板6，測速機構(gòu)7，鋼絲繩8，稱重傳感器支承座固定螺母10，限位銷11，限位開槽螺母12，限位桿13，測力傳感器支承座14，測力傳感器15，測力傳感器連接螺栓16。
安裝底座I為測量裝置提供安裝基礎，同時設計有與被測機構(gòu)連接的接口。心軸安裝支座2通過連接螺栓3與安裝底座I連接，并與心軸4間隙配合，其頂部有壓注式油杯5，為心軸4的轉(zhuǎn)動提供潤滑?；啺惭b板6 —端通過一個安裝孔與心軸4為間隙配合，另一端與測力傳感器支承座14連接，其上設計有滑輪安裝孔9。測速結(jié)構(gòu)7通過螺栓與滑輪安裝板6連接，其具體結(jié)構(gòu)見圖3。限位銷11，限位開槽螺母12，限位桿13組成限位結(jié)構(gòu)，在保證滑輪安裝板可以繞心軸4自由轉(zhuǎn)動的同時，防止滑輪安裝板6翻轉(zhuǎn)。測力傳感器支承座14上端通過測力傳感器支承座固定螺母10與滑輪安裝板6固定在一起，下端有一球面凹槽，可以保證與測力傳感器15的接觸。測力傳感器15通過球面副與測力傳感器支承座14接觸，下端通過連接螺栓16與安裝底座I連接。
2.如權(quán)利要求I所述的定滑輪測力測速裝置，其測力傳感器15采用稱重傳感器。
3.如權(quán)利要求I所述的定滑輪測力測速裝置，其特征在于心軸安裝支座2，心軸4，滑輪安裝板6，測力傳感器支承座14，測力傳感器15組成測力機構(gòu)，其測力方法為心軸安裝支座2，心軸4，滑輪安裝板6，測力傳感器支承座14，測力傳感器15組成一個杠桿結(jié)構(gòu)，滑輪安裝板6可以繞著心軸4自由轉(zhuǎn)動。測速機構(gòu)3將鋼絲繩拉力傳遞給滑輪安裝板6，再由測力傳感器15測出。
4.如權(quán)利要求3所述的測力機構(gòu)的測力方法，其特征在于測速機構(gòu)3可以選擇不同的安裝孔9安裝在滑輪安裝板上的不同位置，通過改變測速機構(gòu)3的安裝位置可以改變測力傳感器15在杠桿結(jié)構(gòu)中的力臂大小?？梢詫崿F(xiàn)在不更換傳感器的情況下改變測量裝置的測量范圍，也可以實現(xiàn)用較小的傳感器測量較大的力。
5.如權(quán)利要求I所述的定滑輪測力測速裝置，其測速機構(gòu)3包括左支座17，止動板18，止動板連接螺栓19，端蓋板20，端蓋板連接螺栓21，測速傳感器22，滑輪23，軸承24，軸25，壓注式油杯26，右支座27，機構(gòu)安裝螺栓28。
左支座17，右支座27通過機構(gòu)安裝螺栓28將測速機構(gòu)安裝在滑輪安裝板6上。止動板18通過止動板連接螺栓19與左支座17相連，并通過一個凸型機構(gòu)與端蓋板20的凹槽接觸。端蓋板20通過端蓋板連接螺栓21與軸25相連。測速傳感器22安裝在左支座17和右支座27上，左右對稱布置4個。滑輪23通過軸承24與軸25連接，其左右端面上圓周均布有凹槽。軸25 —端連接有一個壓注式油杯26，保證軸承24的潤滑。
6.如權(quán)利要求5所述的測速機構(gòu)，其軸承24采用雙列圓錐滾子軸承，測速傳感器22采用霍爾傳感器。
7.如權(quán)利要求5所述測速機構(gòu)，其特征在于鋼絲繩8在摩擦力作用下帶動滑輪23轉(zhuǎn)動，滑輪23轉(zhuǎn)動時，當凹槽正對測速傳感器22時，傳感器輸出低電平，通過計量單位時間內(nèi)測速傳感器22的脈沖數(shù)量，測得定滑輪23的轉(zhuǎn)速，再根據(jù)滑輪23的直徑計算轉(zhuǎn)化為鋼絲繩8的繩速。其計算公式為v= 式中v為鋼絲繩即時速度，d為滑輪直徑，η為單位 m ,時間(Is)內(nèi)測速傳感器產(chǎn)生的脈沖數(shù)，m為滑輪側(cè)面的凹槽數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種鋼絲繩拉力繩速測量裝置。該測量裝置可以實現(xiàn)對鋼絲繩拉力和繩速的同時測量。它包括安裝底座1，心軸安裝支座2，支座連接螺栓3，心軸4，壓注式油杯5，滑輪安裝板6，測速機構(gòu)7，鋼絲繩8，稱重傳感器支承座固定螺母10，限位銷11，限位開槽螺母12，限位桿13，測力傳感器支承座14，測力傳感器15，測力傳感器連接螺栓16。其中心軸安裝支座2，心軸4，滑輪安裝板6，稱重傳感器支承座固定螺母10，測力傳感器支承座14，測力傳感器15組成一個杠桿結(jié)構(gòu)的測力機構(gòu)。鋼絲繩通過測速機構(gòu)將拉力傳遞給測力機構(gòu)，由測力傳感器測出拉力，同時鋼絲繩帶動測速機構(gòu)轉(zhuǎn)動，由測速機構(gòu)測出鋼絲繩繩速。
文檔編號G01P3/54GK102798729SQ201210169400
公開日2012年11月28日 申請日期2012年5月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月21日
發(fā)明者王文明, 串俊剛, 陳迎春, 李寅, 李曉龍, 張行, 李亨濤, 王思凡, 韓月霞, 張仕民 申請人:中國石油大學(北京)