一种多绳提升机钢丝绳张力监测装置

摘要

本发明公开了一种多绳提升机钢丝绳张力监测补偿装置，包括拉丝位移传感器、油压传感器、信号采集发射装置和上位机；拉丝位移传感器设置在液压张力平衡装置上，线轮与拉头一个固定在活塞端部另一个固定在夹板上并且保持拉丝处于垂直方向；油压传感器设置在液压油缸上用于测量油缸内的压力；拉丝位移传感器和油压传感器将检测数据通过信号采集发射装置传递给上位机，上位机判断提升过程是否正常并执行相应控制指令。本发明根据平衡油缸内油压与钢丝绳张力之间的关系，通过对平衡油缸活塞摩擦力的计算，实现对采集到的油压信号的补偿，避免了钢丝绳张力监测过程中的较大波动，提高了整体钢丝绳张力监测系统的可靠性和准确性。

主权项

一种多绳提升机钢丝绳张力监测装置，其特征在于：包括拉丝位移传感器、油压传感器(11)、信号采集发射装置(12)和上位机；每个液压张力平衡装置上均设置有所述拉丝位移传感器，所述液压张力平衡装置包括中间板(7)、夹板(6)和液压油缸，所述中间板(7)与液压油缸的活塞(2)连接，夹板(6)与液压油缸的油缸(5)连接；所述拉丝位移传感器包括拉头(1)、拉丝(3)和线轮(4)，所述拉丝(3)一端缠绕在线轮(4)上、拉丝(3)另一端与拉头(1)连接，所述线轮(4)与拉头(1)一个固定在活塞(2)端部另一个固定在夹板(6)上并且保持拉丝(3)处于垂直方向；每个液压油缸的无杆腔上均设置有外接液压管路，并且液压管路用连通器相互连通，每个液压管路上均设置有所述油压传感器(11)；所述拉丝位移传感器检测油缸(5)与活塞(2)的相对位移和时间，所述油压传感器(11)检测到油缸油压压强p₁，将拉丝位移传感器和油压传感器(11)检测到的数据通过信号采集发射装置(12)传递给上位机，所述上位机内嵌有钢丝绳张力检测模块，钢丝绳张力检测模块处理接收到的数据计算出钢丝绳上的张力；具体计算方法如下：第一步、根据油缸(5)与活塞(2)的相对位移和时间计算出油缸(5)与活塞(2)之间的相对运动速度v；第二步、联立下列3式并结合步骤一种的结果计算出油缸(5)内壁与活塞密封垫之间的摩擦力F_f$\frac{\mathrm{dz}}{\mathrm{dt}}=v-\frac{\left|v\right|}{g\left(v\right)}z$$F_f={\sigma }_{0}z+{\sigma }_1\frac{\mathrm{dz}}{\mathrm{dt}}+{\sigma }_{2}v$${\sigma }_{0}g\left(v\right)=F_c+(F_s-F_c)\exp [-{\left(\frac{v}{v_s}\right)}^2]$式中各个参数的含义如下，并且各个参数均通过实验测得：状态变量z为活塞密封垫与油缸(5)内壁之间接触面的相对变形量；v为油缸(5)与活塞(2)之间的相对运动速度；g(v)为大于0的函数；σ₀为活塞密封垫与油缸(5)内壁之间的摩擦刚性系数；σ₁为活塞密封垫与油缸(5)内壁之间的摩擦阻尼系数；σ₂为液压油缸系统的黏性摩擦系数；F_c为活塞密封垫与油缸(5)内壁之间的库伦摩擦力；F_s为活塞密封垫与油缸(5)内壁之间的静摩擦力；v_s为活塞(2)斯特贝克速度；第三步、根据下列矢量式计算钢丝绳上的张力F_LF_L＝pA‑F_f式中：p为液压油缸的油压压强；A为活塞(2)的受压面积。