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矿用绞车钢丝绳超载保护装置研究

文档作者：李明1 贾秀芹2 文档来源： 1．辽宁工程技术大学机械工程学院 2．阜新矿业(集团)有限责任公司煤层气开发公司		点击数：	更新时间： 2021年09月08日
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第24卷第5期机电产品开崖与剀新V01．24，No．5
呈里!!竺皇旦旦!竺!!!!竺垒!竺!!竺!!!坚竺!!!垫!!垒!些竺!苎璺坐竺呈皇巳：!呈Q!!
文章编号：1002—6673(2011)05—037-03
矿用绞车钢丝绳超载保护装置研究
李明1．贾秀芹2
(1．辽宁工程技术大学机械工程学院，辽宁阜新123000；2．阜新矿业(集团)有限责任公司煤层气开发公司，辽宁阜新123000)
摘要：系统采用心形结构对煤矿绞车钢丝绳的实际承裁力检测。煤矿绞车在工作过程中。由于被拉小车
承栽力突变使钢丝绳承受拉力超限被拉断．本文设计了在小车与钢丝绳之间加装心形拉力检测装
置。控制系统以单片机为核心，基于无线电通讯技术，对心形结构中安装的压力传痔器数据进行监
控，实现了钢丝绳拉力的测量。实现超载保护的功能。
关键词：矿用绞车；钢丝绳；超载保护；·心形结构
中图分类号：TD532 文献标识码：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谢。JI,4 Xia-Oin2
(1．College of Mechanical Engineering,Lhonmg Technical University,Fuxin Liaoning 123000，China；
2．Coalbed Methane Development Corporation，Fu血Mining Group，Fuxin Lhonmg 123000，China)
Abstract：The system n．qe$a heart—shaped strucl,-ure on coal mine winch steel wire rope of the actual beamg capacity test．In the wod【ing
process of the rniIle winch．as a result of being pulled car bearin|g capacity of the steel wire rope tension gauge mutation is broken．This paper
de ign,the dony and the steel wire rope is ar眦ged between the hcart—shaped tension decccdng device．Control system widI出l出chip COlfftputer
罄the core'Based on radio communication technology．the heart—shaped sUucturc mounted pressure SenSor data monitor,Implementation
ofwire rope tension ElleaSurement，realize the overload protection funcfiom
Key words：mine winch；steel 1Tvire rope；overload protection；heart‘。shaped$tructl3∞
0引言
煤炭行业中使用的钢丝绳占我国钢丝绳产量的一半
左右。由于它经常处于磨损、磨擦、潮湿、腐蚀、过载
等工作环境中。使得煤矿从井下每提升lO万吨煤。平
均需耗用5吨左右钢丝绳。由于对钢丝绳的认识不够，
各地大都发生过断绳跑车事故。给人身安全和经济造成
了很大损失。绞车是井下使用比较频繁的设备之一。由
于井下用液压支护装置。所以需要对沉重的液压支架设
备进行移动，而移动液压支架的主要方式是用绞车拉。
而液压支架经常会在无轨道移动。其受力极其不均衡。
有时会受高于安全系数几倍的力。所以会使钢丝绳由于
过载而断裂或把绞车拉跑。不仅造成了时间的浪费和经
济的损失，更重要的是容易造成人员的伤亡，因此本文
主要介绍绞车钢丝绳超载保护装置。
1钢丝绳常见防护措施
(1)腐蚀：涂油维护；定期调整：一是按<煤矿安 _x005F_x0033_7="37" 万方数据="万方数据" _x005F_x00B7_产品与市场·="·产品与市场·" 由于上述措施不能很有效的解决钢丝绳超负荷运="由于上述措施不能很有效的解决钢丝绳超负荷运" _x005F_x0032_超载保护装置的主要功能="2超载保护装置的主要功能" _x005F_x0033_系统设计="3系统设计" 矿用绞车钢丝绳超载保护装置的硬件部分是由测力="矿用绞车钢丝绳超载保护装置的硬件部分是由测力" 多="多" 通锥l苎些皇竺8="通锥l苎些皇竺8" 路="路" 换="换" 圈1系统组成框图="圈1系统组成框图" FiDI="FiDI" Block="Block" diagram="diagram" of="of" the="the" system="system" _x005F_x0034_传感器的安装及受力原理="4传感器的安装及受力原理" _x005F_x0033_8="38" 图2传感器安装及受力示意图="图2传感器安装及受力示意图" F辨Sensor="F辨Sensor" installation="installation" and="and" stress="stress" 图3="图3" Proem模型及应力状态圈="Proem模型及应力状态圈" model="model" state="state" figure="figure" _x005F_x0035_信号处理方案="5信号处理方案" 图4采集程序流程图="图4采集程序流程图" FigA="FigA" Acquisition="Acquisition" program="program" flow="flow" 井下采集部分和地面检测部分的串口中断子程序软="井下采集部分和地面检测部分的串口中断子程序软" 取转换平均值二二E="取转换平均值二二E" 十六进翻="十六进翻" 转ASCII码="][二=" 爹站地址确认="爹站地址确认">
二丘二
圈5数据发送及接收流程图
Fig．5 Sending and receiving data flow diagram
数据。
1和表2所示。
5．3平均值滤波
将3个数据采集通道的采样值进行加权平均．并且
将连续的N个采集数据进行算术平均运算。期中N值
越大，信号的变化越平滑。此过程对一般随机干扰的信
号进行滤波，信号的特点就有一个平均值，并在某一数
值范围内上下波动。其算法为：
X=—xl+x一—-Kx．=量&amp;amp;
N N
式中：X为均值，x。、x2、⋯、xⅡ为N次测量值。
为不影响检测的灵敏度。本系统根据实验，选择采
样点数为N=10，此时信号平滑度较好，灵敏度也较高。
在通常情况下。采用平均值滤波可以防止噪声等原因引
起误报警。总体来看．检测信号在某一数值附近上下波
动。通过实验，使用标准传感器进行数据标定，标准传
感器在受拉和受压时的具体的数据如下：
表3拉力和压力数据对比
Tab．3 Pull and pressure data comparison
受力
实际采集值
状态
压力
测量
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拉力和压力数据对比
Tab．4 Pull and pressure data comparison
受力
实际采集值
状态
压力
0．688 0．701 O．762 0．676 0．652 0．749 0．701 O．725 0．774 0．616 0．688 0．786
测量
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
因为在井下的绞车的移动位置不固定，并且存在巷
道间隔，一次设立了信号转接装置，为防止信号之间传
输的冲突，在发送的字段中设置了字段地址，在发送的
字段中取异或值时，除去标志字符，具体收发格式如表
表1井下采集部分的发送字段
Tab．1 Downhole acquisition part of the tmnsmission field
l字头设备
标志数据I 数据2 数据3
数据字
地址节数
异或CR
40 30 60 31 32 35 33 08 OD
表2地面接收部分的应答字段
Tab．2 The ground receiving part of the response field
设备地数据字
I字头数据1 数据2 数据3 异或CR
址节数
40 30 33 31 32 33 08
6结束语
通过现场数据调试分析可以看出．该监测系统的运
行是可靠的．所监测到的张力数值能够如实反映钢丝绳
的实际受力情况。实验表明：检测装置数据采用无线传
输方式可以有效减少通讯线路故障引起的通讯中断。采
用心形结构检测钢丝绳的拉力方案完全可行。
参考文献：
【l】胡乾斌，李光斌，李玲．单片微型计算机原理与应用【M1．武汉：华中
理工大学出版社．1997．
【2】康华光．电子技术基础(模拟部分)【h11．北京：高等教育出版社，1996．
【3】姜学军．计算机控制技术【M1．北京：清华大学出版社，2005．
39 </煤矿安>

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