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礦用絞車鋼絲繩超載保護裝置研究

文檔作者：李明1 賈秀芹2 文檔來源： 1．遼寧工程技術(shù)大學(xué)機械工程學(xué)院 2．阜新礦業(yè)(集團)有限責(zé)任公司煤層氣開發(fā)公司		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年09月08日
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第24卷第5期機電產(chǎn)品開崖與剴新V01．24，No．5
呈里!!竺皇旦旦!竺!!!!竺壘!竺!!竺!!!堅竺!!!墊!!壘!些竺!苧璺坐竺呈皇巳：!呈Q!!
文章編號：1002—6673(2011)05—037-03
礦用絞車鋼絲繩超載保護裝置研究
李明1．賈秀芹2
(1．遼寧工程技術(shù)大學(xué)機械工程學(xué)院，遼寧阜新123000；2．阜新礦業(yè)(集團)有限責(zé)任公司煤層氣開發(fā)公司，遼寧阜新123000)
摘要：系統(tǒng)采用心形結(jié)構(gòu)對煤礦絞車鋼絲繩的實際承裁力檢測。煤礦絞車在工作過程中。由于被拉小車
承栽力突變使鋼絲繩承受拉力超限被拉斷．本文設(shè)計了在小車與鋼絲繩之間加裝心形拉力檢測裝
置?？刂葡到y(tǒng)以單片機為核心，基于無線電通訊技術(shù)，對心形結(jié)構(gòu)中安裝的壓力傳痔器數(shù)據(jù)進行監(jiān)
控，實現(xiàn)了鋼絲繩拉力的測量。實現(xiàn)超載保護的功能。
關(guān)鍵詞：礦用絞車；鋼絲繩；超載保護；·心形結(jié)構(gòu)
中圖分類號：TD532 文獻標(biāo)識碼：A cloi：10．3969／j．issn．1002—6673．2011．05．016
The Research of Mine Winch Steel Wire Rope's O]rerload Protection Device
Ll M謝。JI,4 Xia-Oin2
(1．College of Mechanical Engineering,Lhonmg Technical University,Fuxin Liaoning 123000，China；
2．Coalbed Methane Development Corporation，F(xiàn)u血Mining Group，F(xiàn)uxin Lhonmg 123000，China)
Abstract：The system n．qe$a heart—shaped strucl,-ure on coal mine winch steel wire rope of the actual beamg capacity test．In the wod【ing
process of the rniIle winch．a(chǎn)s a result of being pulled car bearin|g capacity of the steel wire rope tension gauge mutation is broken．This paper
de ign,the dony and the steel wire rope is ar眥ged between the hcart—shaped tension decccdng device．Control system widI出l出chip COlfftputer
罄the core'Based on radio communication technology．the heart—shaped sUucturc mounted pressure SenSor data monitor,Implementation
ofwire rope tension ElleaSurement，realize the overload protection funcfiom
Key words：mine winch；steel 1Tvire rope；overload protection；heart‘。shaped$tructl3∞
0引言
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lO萬噸煤。平
均需耗用5噸左右鋼絲繩。由于對鋼絲繩的認(rèn)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。絞車是井下使用比較頻繁的設(shè)備之一。由
于井下用液壓支護裝置。所以需要對沉重的液壓支架設(shè)
備進行移動，而移動液壓支架的主要方式是用絞車?yán)?
而液壓支架經(jīng)常會在無軌道移動。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?yán)?。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，因此本文
主要介紹絞車鋼絲繩超載保護裝置。
1鋼絲繩常見防護措施
(1)腐蝕：涂油維護；定期調(diào)整：一是按<煤礦安 _x005F_x0033_7="37" 萬方數(shù)據(jù)="萬方數(shù)據(jù)" _x005F_x00B7_產(chǎn)品與市場·="·產(chǎn)品與市場·" 由于上述措施不能很有效的解決鋼絲繩超負(fù)荷運="由于上述措施不能很有效的解決鋼絲繩超負(fù)荷運" _x005F_x0032_超載保護裝置的主要功能="2超載保護裝置的主要功能" _x005F_x0033_系統(tǒng)設(shè)計="3系統(tǒng)設(shè)計" 礦用絞車鋼絲繩超載保護裝置的硬件部分是由測力="礦用絞車鋼絲繩超載保護裝置的硬件部分是由測力" 多="多" 通錐l苧些皇竺8="通錐l苧些皇竺8" 路="路" 換="換" 圈1系統(tǒng)組成框圖="圈1系統(tǒng)組成框圖" FiDI="FiDI" Block="Block" diagram="diagram" of="of" the="the" system="system" _x005F_x0034_傳感器的安裝及受力原理="4傳感器的安裝及受力原理" _x005F_x0033_8="38" 圖2傳感器安裝及受力示意圖="圖2傳感器安裝及受力示意圖" F辨Sensor="F辨Sensor" installation="installation" and="and" stress="stress" 圖3="圖3" Proem模型及應(yīng)力狀態(tài)圈="Proem模型及應(yīng)力狀態(tài)圈" model="model" state="state" figure="figure" _x005F_x0035_信號處理方案="5信號處理方案" 圖4采集程序流程圖="圖4采集程序流程圖" FigA="FigA" Acquisition="Acquisition" program="program" flow="flow" 井下采集部分和地面檢測部分的串口中斷子程序軟="井下采集部分和地面檢測部分的串口中斷子程序軟" 取轉(zhuǎn)換平均值二二E="取轉(zhuǎn)換平均值二二E" 十六進翻="十六進翻" 轉(zhuǎn)ASCII碼="][二=" 爹站地址確認(rèn)="爹站地址確認(rèn)">
二丘二
圈5數(shù)據(jù)發(fā)送及接收流程圖
Fig．5 Sending and receiving data flow diagram
數(shù)據(jù)。
1和表2所示。
5．3平均值濾波
將3個數(shù)據(jù)采集通道的采樣值進行加權(quán)平均．并且
將連續(xù)的N個采集數(shù)據(jù)進行算術(shù)平均運算。期中N值
越大，信號的變化越平滑。此過程對一般隨機干擾的信
號進行濾波，信號的特點就有一個平均值，并在某一數(shù)
值范圍內(nèi)上下波動。其算法為：
X=—xl+x一—-Kx．=量&amp;amp;
N N
式中：X為均值，x。、x2、?、xⅡ為N次測量值。
為不影響檢測的靈敏度。本系統(tǒng)根據(jù)實驗，選擇采
樣點數(shù)為N=10，此時信號平滑度較好，靈敏度也較高。
在通常情況下。采用平均值濾波可以防止噪聲等原因引
起誤報警?？傮w來看．檢測信號在某一數(shù)值附近上下波
動。通過實驗，使用標(biāo)準(zhǔn)傳感器進行數(shù)據(jù)標(biāo)定，標(biāo)準(zhǔn)傳
感器在受拉和受壓時的具體的數(shù)據(jù)如下：
表3拉力和壓力數(shù)據(jù)對比
Tab．3 Pull and pressure data comparison
受力
實際采集值
狀態(tài)
壓力
測量
0．505 0．615 O．517 0．591 O．603 O．542 0．530 0．566 O．515 0．603 0．615 0．517
直接
1．63 1．7l l-69 1．77 1．85 1．7l 1．63 1．82 1．68 1．85 1．84 1．61
拉力
表4拉力和壓力數(shù)據(jù)對比
Tab．4 Pull and pressure data comparison
受力
實際采集值
狀態(tài)
壓力
0．688 0．701 O．762 0．676 0．652 0．749 0．701 O．725 0．774 0．616 0．688 0．786
測量
直接
2．12 2．25 2．48 2．18 2．18 2．78 2．13 2．36 2．36 2．15 2．22 2．15
拉力
因為在井下的絞車的移動位置不固定，并且存在巷
道間隔，一次設(shè)立了信號轉(zhuǎn)接裝置，為防止信號之間傳
輸?shù)臎_突，在發(fā)送的字段中設(shè)置了字段地址，在發(fā)送的
字段中取異或值時，除去標(biāo)志字符，具體收發(fā)格式如表
表1井下采集部分的發(fā)送字段
Tab．1 Downhole acquisition part of the tmnsmission field
l字頭設(shè)備
標(biāo)志數(shù)據(jù)I 數(shù)據(jù)2 數(shù)據(jù)3
數(shù)據(jù)字
地址節(jié)數(shù)
異或CR
40 30 60 31 32 35 33 08 OD
表2地面接收部分的應(yīng)答字段
Tab．2 The ground receiving part of the response field
設(shè)備地數(shù)據(jù)字
I字頭數(shù)據(jù)1 數(shù)據(jù)2 數(shù)據(jù)3 異或CR
址節(jié)數(shù)
40 30 33 31 32 33 08
6結(jié)束語
通過現(xiàn)場數(shù)據(jù)調(diào)試分析可以看出．該監(jiān)測系統(tǒng)的運
行是可靠的．所監(jiān)測到的張力數(shù)值能夠如實反映鋼絲繩
的實際受力情況。實驗表明：檢測裝置數(shù)據(jù)采用無線傳
輸方式可以有效減少通訊線路故障引起的通訊中斷。采
用心形結(jié)構(gòu)檢測鋼絲繩的拉力方案完全可行。
參考文獻：
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理工大學(xué)出版社．1997．
【2】康華光．電子技術(shù)基礎(chǔ)(模擬部分)【h11．北京：高等教育出版社，1996．
【3】姜學(xué)軍．計算機控制技術(shù)【M1．北京：清華大學(xué)出版社，2005．
39 </煤礦安>

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