[实用新型]钢丝绳横向振动位移信号测量装置

说明书

技术领域

本实用新型属于矿井提升系统的测试技术领域，具体涉及一种钢丝绳横向振动位移信号测量装置。

技术背景

超深矿井一般指作业深度大于1000米的矿井。目前，我国的矿井开采大多数是浅井，深度在500～800米。然而，世界上的矿业大国已经达到了2500至4000米的深度。在我国，煤炭资源埋藏在深度1000-2000米的约占总储量的53％。为此，研究超深矿井提升装备，解决超深矿井提升机关键技术，对于保证国家资源安全，拓展深部资源战略有着重要的意义。

超深矿井提升系统是集机、电、液一体化的大型复杂装备。提升系统钢丝绳在高速进行层间过渡及排绳时会产生冲击，提升系统受到钢丝绳摩擦、空气扰动、罐道柔性等复杂因素的耦合影响时会引起钢丝绳-载荷-卷筒-电机系统的振动。提升系统高速运行中的冲击、振动行为会导致钢丝绳动载荷的急剧增加。为此，需要对提升系统的钢丝绳横向振动情况进行测量，这对于研究提升系统的动态特性，保障提升系统正常工作有着重要的作用。

横向振动是把垂直运动的钢丝绳视为一端附加集中质量的轴向运动弦线的横向振动问题。研究中将钢丝绳简化为沿轴向运动的变长度弦线,提升重物简化为一个质量为m的刚体悬挂于弦线下端,假设钢丝绳上端存在水平方向外界激励,例如电动机偏心旋转或其他因素的影响,那么钢丝绳就会产生横向振动。

现有技术中对钢丝绳的振动情况的测量大都采用接触式测量，即将传感器安装在钢丝绳上，如此测量会带来附加干扰。申请号为201410577225.3的中国专利公开了一种轴向移动绳横向振动测量系统的测量方法，该测量方法采用了将激光式位移传感器安装在移动绳的上方，并与移动绳同步运行，虽然其能够测量移动绳在上下竖直方向的振动位移，但是不能实现测量多个方向的振动位移，若想测量其他方向的振动位移，必须在其他各个方向均安装传感器，测量装置复杂且成本高，测量结果不准确。

实用新型内容

本实用新型提出了钢丝绳横向振动位移信号测量装置，旨在解决目前的不能获得全面横向振动位移信号的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型的钢丝绳横向振动位移信号测量装置，包括用于产生感应光幕A′的光幕式激光位移传感器A、用于产生感应光幕B′的光幕式激光位移传感器B和用于安装光幕式激光位移传感器的支架，所述感应光幕A′的光线与感应光幕B′的光线垂直，感应光幕A′所在平面与感应光幕B′所在平面平行且上下间隔。

所述支架还包括支架座，所述支架座的形状为U型，光幕式激光位移传感器A的发射器和接收器分别位于U型支架座开放端的两侧，光幕式激光位移传感器B的发射器和接收器分别位于U型支架座开放端的两侧。

本实用新型钢丝绳横向振动位移信号测量装置为一种非接触式的测量装置，通过两组光幕式激光位移传感器测量钢丝绳横向振动信号，使钢丝绳同时垂直穿过两组光幕式激光位移传感器形成的感应光幕，能够获得钢丝绳在x、y方向的振动位移信号，即获得了全面横向振动位移信号，实现了一种非接触式的横向振动测量。

附图说明

图1为深井提升系统结构图；

图2为钢丝绳振动检测坐标系即检测区域示意图；

图3为两组光幕式激光位移传感器形成的检测区域示意图；

图4为钢丝绳横向振动位移信号测量装置示意图；

图5为超深矿井提升系统钢丝绳横向振动测量系统结构图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的技术方案进行详细介绍。

如附图1-5所示：

超深矿井提升系统由钢丝绳-载荷-天轮-卷筒-电机组成，其结构如图1所示。图中1-电机驱动卷筒，2-天轮，3-钢丝绳，4-罐笼。那么，需要进行检测的是1-电机驱动卷筒和2-天轮之间的钢丝绳的横向振动，以及2-天轮和4-罐笼之间的钢丝绳的横向振动。

超深矿井提升系统的钢丝绳横向振动主要表现在两个方向上，如图2所示。在与钢丝绳相交的平面上建立坐标，那么钢丝绳横向振动在该坐标系下的振动可以表示为沿x方向的振动和y方向的振动，且设定的检测区域能够覆盖振动的全部幅值范围。