专利名称：自稳速探尺的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种测量装置，特别是一种自稳速探尺。
目前，多数钢铁厂特别是一些中小型钢铁厂，普遍采用一种交流卷扬机来卷扬一个钢制重锤，通过对重锤的“提”或“放”来观察和测量钢丝绳的行程而获得高炉内料面的位置情况。由于重锤下放的过程中会产生重力加速度，使得重锤下放的速度会越来越快，而当重锤突然触及到料面的时候，重锤也会突然停止向下的运动，但整个卷扬机系统却因巨大的惯性还在继续旋转。这种现象导致两种后果其一，轻者使重锤倒伏，使测量的数据误差极大，失去测量的意义；其二，重者会使钢丝绳在绳轮上松圈脱槽，它在下次提起重锤时使钢丝绳折断，重锤落入高炉内熔化。要想恢复测量功能必须停产才能更换重锤和钢丝绳。这将会给企业造成巨大的经济损失。另外由于没有测控仪表，很难实现生产自动化。直到至今，这些钢铁厂依然被这个问题困绕着。
而一些有实力的大型钢铁企业则往往采用直流调速系统装置和伺服调速装置来对重锤卷扬机进行调整并用可编程控制器或集散控制系统。对前次数据和加料数据进行分析判断再对本次重锤下放的速度进行间断式调整，以克服重锤下放时所产生的重力加速度。用这样的装置一是造价昂贵，二是仍有其他不尽人意之处，比如当控制系统转成手动方式时，原来的问题会重现，而且设备对操作维护人员的技术素质要求很高，这在一般中小型钢铁厂是难以做到的；同时这些设备的运行也会产生更多的能源消耗。
本实用新型的技术方案是这样的它包括一重锤，通过钢丝绳与所述重锤相连的滚筒，通过滚筒轴与所述滚筒相连的齿轮减速机，所述齿轮减速机还设置有电机轴与电机相连，所述电机与齿轮减速机之间设置有抱闸，其特征在于所述电机轴上还设置有调速器。
所述调速器与所述电机分别位于所述齿轮减速机两侧。
所述滚筒轴上设置有测量装置，所述测量装置、调速器、电机和抱闸还与测控仪表相连。
所述调速器包括一与电机轴同轴的金属盘，所述金属盘在背离所述齿轮减速机的一面的前端设置有一个或一个以上的电磁铁。
所述金属盘为铜盘。
所述测量装置包括一丝杠限位器，所述丝杠限位器与一增量码盘相连，所述增量码盘与测控仪表相连。
所述丝杠限位器由与滚筒轴相连的丝杠、设置在丝杠上的两个限位滑块、固定在壳体上的穿入两个限位滑块的滑杆和设置在壳体上的与两个限位滑块匹配的两个电磁感应接近开关组成。
技术效果本实用新型由于在电机轴上设置有调速器，如果同时在电机轴上由电机施以弱矩，由于该调速器的特性是对作用在轴上的转矩产生一个抗矩，抗矩的大小可与轴旋转的速度成正比，因此当重锤牵引转轴反转达到某一速度时，调速器发出的抗矩将和重锤与电机弱矩一起平衡，使重锤匀速下移，即重锤能自稳速下降，不会产生加速运动带来的损害，也能安全准确测量料面位置。本实用新型仅仅在电机轴上增加了结构简单的调速器就可实现发明目的，因此结构简单，造价低廉。
本实用新型在滚筒轴上设置测量装置和与各部件相连的相应测控仪表，可以一直对重锤匀速下降的位置进行检测，测控仪表一直显示重锤的位置数据，并据此控制电机、测量装置、调速器等部件。
具体实施方式
图1中，本实用新型中的重锤10由钢丝绳牵引，钢丝绳经定滑轮缠绕在滚筒7上，滚筒7通过从动轮11与齿轮减速机1相连，从动轮11的另一端连有测量装置，测量装置由丝杠限位器2和增量码盘构成，增量码盘由万向接轴器3’和光电增量编码器3构成；齿轮减速机11的电机轴12一端连有调速器4，另一端通过电液推杆抱闸5连有三相异步电机6；光电增量编码器3、电机6、抱闸5和调速器4的输出线通过接线盒8与测控仪表9相连。
调速器4的外壳内设置有与电机轴12同轴的金属盘13，金属盘13的远离齿轮减速机1的一面的前端并排设置有两个电磁铁14，电磁铁14固定在竖板15上，竖板15可以在轨道16上滑动。电磁铁14通电后在金属盘13的对应端产生磁场，当金属盘13随电机旋转后，金属盘13在磁场中运动产生涡流，由于涡流又在磁场中运动，在磁场中产生相反的电磁力，阻碍金属盘3的运动，金属盘13旋转越快，阻抗电磁力越大，以阻止金属盘13的旋转，直到达到一平衡状态。金属盘13优选铜盘。
丝杠限位器2由与滚筒轴11相连的丝杠17、设置在丝杠17上的由两个螺母构成的限位滑块18、对应的滑杆19(见图2)和设置在壳体上与限位滑块18匹配的两个电磁感应接近开关20组成。电磁感应接近开关20用来感应两个限位滑块18的极限位置，由光电编码器3记录该极限位置并发送到测控仪表9，控制抱闸和电机的动作。
本实用新型的工作过程具体是1)提尺过程当对三相异步电机6接通380V三相交流电同时对电液推杆抱闸5也加电时(松闸)。电机会驱动齿轮减速机1带动钢丝绳滚筒7正向旋转和丝杠限位器2中的限位滑块18向“上限”位方向移动。同时增量码盘也会与滚筒7同步旋转，其内的光电编码器3进行同步记录。重锤10受钢丝绳的牵引将向上移动，光电编码器3所测的数据不断发送到测控仪表9，测控仪表9将数据显示出来。当测控仪表9获得的数据为“0”时，测控仪表9将发出“到0”的信号。这个信号可控制切断电机6的工作电源和电液推杆抱闸的工作电源，而使抱闸紧闸，系统停止运动，重锤停止在“0”位。2)放尺过程当对电液推杆抱闸5加电(松闸)，同时对电机6加以50V左右的三相交流电，此时电机6是工作在“弱功”下，也就是电机6产生的转矩很弱，小于重锤10所产生的重力矩，重锤10就会牵引系统反向旋转而向下移动，但钢丝绳保持有张力，呈张紧状态。由于重锤10从静止状态转为向下移动状态是因为重锤10的力矩大于电机的转矩，也就是重锤10受到了向下的作用力，才开始由“静”变“动”。根据牛顿第二定律得知，重锤10下移过程将是一加速过程，而由于调速器4的接入，该加速过程被抑制，即调速器4能对作用在电机轴12上的转矩产生一个抗矩，而抗矩的大小与轴旋转速度成正比。也就是F抗＝K·v(K为常数，v为转速)。为此，当重锤10牵引系统反转下降达到某一速度时，调速器4发出的抗矩将和重锤10与电机6弱矩一起平衡，使重锤10不再受力作用。由牛顿第一定律可知，重锤将以平衡时的速度做匀速下降移动。在实际应用时可以调整电机的“弱矩”电压或调整调速器4的常数因子来确定最终的匀速下降速度。当然在这些过程中增量码盘一直对重锤10的位置进行检测，测控仪表9一直显示着重锤的位置数据。3)浮尺过程当放尺过程中重锤10触到料面时，由于电机6有弱矩存在，料面对重锤10又有支撑，重锤有重力矩。在这三项因素的共同作用下，钢丝绳将张紧，而重锤10就象浮在料面上一样将随料面的移动而移动，此时测控仪表9所测数据即为料面的位置数据，此时由于重锤随料面的移动速度非常小，平衡调速器4的抗力矩也极小，可以忽略掉。从而达到测量和控制的目的。
故本实用新型结构简单、测量准确、工作可靠、造价低廉。用本发明可彻底解除困绕炼铁企业多年的高炉料位测量难题，且对企业可节省投资，还易维护和安装。
权利要求1.一种自稳速探尺，它包括一重锤，通过钢丝绳与所述重锤相连的滚筒，通过滚筒轴与所述滚筒相连的齿轮减速机，所述齿轮减速机还设置有电机轴与电机相连，所述电机与齿轮减速机之间设置有抱闸，其特征在于所述电机轴上还设置有调速器。
2.根据权利要求1所述的自稳速探尺，其特征在于所述调速器与所述电机分别位于所述齿轮减速机两侧。
3.根据权利要求1所述的自稳速探尺，其特征在于所述滚筒轴上设置有测量装置，所述测量装置、调速器、电机和抱闸还与测控仪表相连。
4.根据权利要求3所述的自稳速探尺，其特征在于所述测量装置包括一丝杠限位器，所述丝杠限位器与一增量码盘相连，所述增量码盘与测控仪表相连。
5.根据权利要求4所述的自稳速探尺，其特征在于所述丝杠限位器由与滚筒轴相连的丝杠、设置在丝杠上的两个限位滑块、固定在壳体上的穿入两个限位滑块的滑杆和设置在壳体上的与两个限位滑块匹配的两个电磁感应接近开关组成。
6.根据权利要求1或2或3所述的自稳速探尺，其特征在于所述调速器包括一与电机轴同轴的金属盘，所述金属盘在背离所述齿轮减速机的一面的前端设置有一个或一个以上的电磁铁。
7.根据权利要求6所述的自稳速探尺，其特征在于所述金属盘为铜盘。
专利摘要一种自稳速探尺，涉及一种测量装置，解决现有技术中由于重锤下放时重力加速度的存在造成难以测量料面位置的技术问题，它包括一重锤，通过钢丝绳与所述重锤相连的滚筒，通过滚筒轴与所述滚筒相连的齿轮减速机，所述齿轮减速机还设置有电机轴与电机相连，所述电机与齿轮减速机之间设置有抱闸，其特征在于所述电机轴上还设置有调速器。本实用新型结构简单、测量准确、工作可靠、造价低廉，可彻底解除困扰炼铁企业多年的高炉料位测量难题。
文档编号C21B7/24GK2534567SQ0223254
公开日2003年2月5日 申请日期2002年4月16日 优先权日2002年4月16日
发明者韩芸 申请人:韩芸