一种摩擦式矿井提升机圆尾绳旋转监测装置及控制方法与流程

本发明涉及一种监测装置及控制方法，具体是一种针对摩擦式矿井提升机圆尾绳的旋转进行监测的装置及控制方法，属于矿井提升技术领域。

背景技术：

矿井提升机是指在采矿工程中联系井下与地面的主要运输设备，矿井提升机安装在地面，借助于钢丝绳带动提升容器沿井筒或斜坡道运行的提升机械，广泛应用于竖井和斜井提升煤炭、矿石、矸石以及升降人员、下放材料、工具和设备等。我国常用的矿井提升机形式主要是单绳缠绕式和多绳摩擦式。

在多绳摩擦式矿井提升机系统中，为减少提升侧与下放侧钢丝绳的张力差，采用平衡尾绳是十分必要的。平衡尾绳悬挂装置分为扁尾绳悬挂装置和圆尾绳悬挂装置，两者作用相同，都是通过尾绳重量变化减少提升侧与下放侧钢丝绳的张力差，以达到提升机系统整体的平衡。目前摩擦式提升机大部分使用的是圆尾绳悬挂装置。

由于圆尾绳也是钢丝绳、也具有钢丝捻向，因此在圆尾绳跟随提升机系统升降运作过程中，由于圆尾绳的捻向及钢丝的韧性作用，圆尾绳会发生绕其中轴线旋转，因此圆尾绳两端需通过平面轴承与安装在提升容器底部的圆尾绳悬挂装置连接，而正因为圆尾绳在提升机系统升降运作过程中的旋转，因此若圆尾绳发生故障，则易造成相邻的圆尾绳之间的扭结。

由于圆尾绳悬挂装置安装在提升容器或平衡锤的底部，因此在日常点检和加油上都很困难，从而增加了圆尾绳发生故障的几率。圆尾绳故障通常有以下几个特点：1、圆尾绳的断丝不易点检，一般都是在发生断股后、散乱的绳股缠在其他的圆尾绳上发生故障后才被发现；2、圆尾绳在运行时，由于自身应力作用会出现自然摆动，摆动时会出现圆尾绳之间或与井内其他设施缠绕在一起造成绞绳故障；3、圆尾绳悬挂装置的平面轴承磨损后，也会导致圆尾绳的捻向旋转力得不到及时释放，导致圆尾绳破捻或损坏。现有的圆尾绳监测装置多是针对防止圆尾绳之间的扭结而设置，通常是在圆尾绳之间设置隔板和扭结报警机构，即在发生绞绳故障后才进行报警，然而这种传统的监测方式不能从根本上解决圆尾绳故障，发生绞绳故障后才进行报警往往会造成设备检修维护成本较大。

技术实现要素：

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种摩擦式矿井提升机圆尾绳旋转监测装置及控制方法，结构简单，能够实时监测圆尾绳的工作状态，可实现在第一时间发现圆尾绳故障并发出检修警报，从而避免绞绳故障等更大故障的发生、降低维修成本。

为实现上述目的，本摩擦式矿井提升机圆尾绳旋转监测装置包括支撑架、压接检测辊轮、旋转监测部件和电控机构；

所述的支撑架固定安装在圆尾绳悬挂装置的连杆和/或吊杆上；

所述的压接检测辊轮滚动配合安装在支撑架上，压接检测辊轮的中轴线与滚动配合安装在圆尾绳悬挂装置吊杆上的轴承套的中轴线平行设置、且压接检测辊轮的辊轮面压接在轴承套的柱形表面上；

所述的旋转监测部件同轴固定安装在压接检测辊轮的轴端、且旋转监测部件外部设有防爆结构；

所述的电控机构设置在防爆箱体内，防爆箱体固定安装在支撑架上，电控机构包括控制器、电池组、电源回路、报警模块、报警控制回路、无线收发模块、无线收发控制回路，控制器分别与电池组、报警模块、无线收发模块和旋转监测部件电连接，控制器与摩擦式矿井提升机系统的地面电控主机通过无线收发模块电连接。

作为本发明的优选方案，旋转监测部件是发电机，电控机构的电池组是可充电电池组，电控机构还包括充电模块和充电保护控制回路。

作为本发明的进一步改进方案，压接检测辊轮通过弹性压紧机构安装在支撑架上。

一种摩擦式矿井提升机圆尾绳旋转监测装置的控制方法，提升容器带动圆尾绳悬挂装置及圆尾绳的绳端同步升降的同时带动轴承套绕其中轴线旋转，轴承套带动压接检测辊轮旋转，旋转监测部件对压接检测辊轮的旋转量进行检测并向控制器反馈检测数据，控制器将反馈的检测数据与内置的旋转标准数据进行比对；若反馈的检测数据与旋转标准数据的偏差位于设定范围内，则持续检测；若反馈的检测数据与旋转标准数据的偏差位于设定范围外，则控制器启动报警控制回路，报警模块通过无线收发模块向摩擦式矿井提升机系统的地面电控主机发出报警信号，地面电控主机根据接收到的报警信号控制摩擦式矿井提升机进行安全停机动作。

作为本发明的进一步改进方案，旋转监测部件是发电机，电控机构的电池组是可充电电池组，电控机构还包括充电模块和充电保护控制回路；旋转监测部件在检测过程中同时对可充电电池组进行充电。

作为本发明的进一步改进方案，在摩擦式矿井提升机系统的地面电控主机发出指令控制提升容器进行升降动作启动的同时，地面电控主机向本摩擦式矿井提升机圆尾绳旋转监测装置的控制器发出启动指令，本摩擦式矿井提升机圆尾绳旋转监测装置的控制器根据无线收发模块接收到的启动指令开始进行监测作业；在摩擦式矿井提升机系统的地面电控主机发出指令控制提升容器进行停止动作的同时，地面电控主机向本摩擦式矿井提升机圆尾绳旋转监测装置的控制器发出停止指令，本摩擦式矿井提升机圆尾绳旋转监测装置的控制器根据无线收发模块接收到的停止指令进行停止监测作业。

与现有技术相比，本摩擦式矿井提升机圆尾绳旋转监测装置结构简单，由于设有辊轮面压接在轴承套的柱形表面上的压接检测辊轮及同轴固定安装在压接检测辊轮轴端的旋转监测部件，且电控机构的控制器与摩擦式矿井提升机系统的地面电控主机通过无线收发模块电连接，控制器将旋转监测部件反馈的检测数据与内置的旋转标准数据进行比对，若反馈的检测数据与旋转标准数据的偏差位于设定范围内、则持续检测，若反馈的检测数据与旋转标准数据的偏差位于设定范围外(即圆尾绳不旋转)、则控制器启动报警控制回路，报警模块通过无线收发模块向摩擦式矿井提升机系统的地面电控主机发出报警信号，通过实时监测圆尾绳绕其轴线旋转的工作状态来实现在第一时间发现如轴承损坏或者圆尾绳出现断股等圆尾绳故障并向地面电控主机发出检修警报，从而可以避免绞绳故障等更大故障的发生、降低维修成本。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图中：1、支撑架，2、压接检测辊轮，3、旋转监测部件，4、轴承套。

具体实施方式

造成圆尾绳故障的根本原因在于圆尾绳不能自如绕其轴线旋转、无法及时释放捻向旋转力，本发明即是通过实时监测圆尾绳绕其轴线旋转的工作状态来实现在第一时间发现如轴承损坏或者圆尾绳出现断股等圆尾绳故障并发出检修警报。

下面结合附图对本发明做进一步说明。

如图1所示，本摩擦式矿井提升机圆尾绳旋转监测装置包括支撑架1、压接检测辊轮2、旋转监测部件3和电控机构。

所述的支撑架1固定安装在圆尾绳悬挂装置的连杆和/或吊杆上。

所述的压接检测辊轮2滚动配合安装在支撑架1上，压接检测辊轮2的中轴线与滚动配合安装在圆尾绳悬挂装置吊杆上的轴承套4的中轴线平行设置、且压接检测辊轮2的辊轮面压接在轴承套4的柱形表面上。

所述的旋转监测部件3同轴固定安装在压接检测辊轮2的轴端、且旋转监测部件3外部设有防爆结构，旋转监测部件3用于对压接检测辊轮2的旋转量进行检测。

所述的电控机构设置在防爆箱体内，防爆箱体固定安装在支撑架1上，电控机构包括控制器、电池组、电源回路、报警模块、报警控制回路、无线收发模块、无线收发控制回路，控制器分别与电池组、报警模块、无线收发模块和旋转监测部件3电连接，控制器与摩擦式矿井提升机系统的地面电控主机通过无线收发模块电连接。

本摩擦式矿井提升机圆尾绳旋转监测装置安装在圆尾绳悬挂装置上使用时，当摩擦式矿井提升机系统的地面电控主机发出指令控制提升容器升降动作时，提升容器带动圆尾绳悬挂装置及圆尾绳的绳端同步升降，圆尾绳即绕其中轴线旋转，圆尾绳旋转的同时带动轴承套4绕其中轴线旋转，轴承套4即带动压接检测辊轮2旋转，旋转监测部件3即对压接检测辊轮2的旋转量进行检测并向控制器反馈检测数据，控制器将反馈的检测数据与内置的旋转标准数据进行比对；若反馈的检测数据与旋转标准数据的偏差位于设定范围内，则持续检测；若反馈的检测数据与旋转标准数据的偏差位于设定范围外，即轴承套4不旋转，则控制器启动报警控制回路，报警模块通过无线收发模块向摩擦式矿井提升机系统的地面电控主机发出报警信号，地面电控主机根据接收到的报警信号控制摩擦式矿井提升机进行安全停机动作，检修人员可以进行检修是否是轴承套4内的轴承损坏或者是否是圆尾绳出现断股等问题。

所述的旋转监测部件3可以采用角度传感器的结构、通过检测压接检测辊轮2旋转的角度进行压接检测辊轮2旋转量的检测，也可以采用发电机的结构、通过检测压接检测辊轮2带动发电机旋转输出的电压值进行压接检测辊轮2旋转量的检测。当旋转监测部件3采用发电机结构、且电池组为可充电电池组时，电控机构还可以包括充电模块和充电保护控制回路，即，发电机结构的旋转监测部件3在检测过程中同时可以对可充电电池组进行充电，可充电电池组即可以实现对电控机构持续供电。

为了实现压接检测辊轮2的辊轮面稳固压接在轴承套4的柱形表面上，作为本发明的进一步改进方案，压接检测辊轮2通过弹性压紧机构安装在支撑架1上，弹性压紧机构可以采用扭簧结构、也可以采用弹性压片结构等其他弹性结构。

为了降低能源消耗，作为本发明的进一步改进方案，在摩擦式矿井提升机系统的地面电控主机发出指令控制提升容器进行升降动作启动的同时，地面电控主机向本摩擦式矿井提升机圆尾绳旋转监测装置的控制器发出启动指令，本摩擦式矿井提升机圆尾绳旋转监测装置的控制器根据无线收发模块接收到的启动指令开始进行监测作业；在摩擦式矿井提升机系统的地面电控主机发出指令控制提升容器进行停止动作的同时，地面电控主机向本摩擦式矿井提升机圆尾绳旋转监测装置的控制器发出停止指令，本摩擦式矿井提升机圆尾绳旋转监测装置的控制器根据无线收发模块接收到的停止指令进行停止监测作业。