多绳摩擦式提升机的天轮偏摆及振动监测装置的制作方法

本实用新型涉及一种监测装置，具体是一种多绳摩擦式提升机的天轮偏摆及振动监测装置，属于矿用监测领域。

背景技术：

提升机天轮，特别是多绳摩擦式提升机天轮，作为矿井提升系统的核心设备，承担着承接载荷和引导钢丝绳的重大关键作用。当天轮发生较大偏摆和振动时，将使提升系统承受较大的附加动载荷，严重威胁提升系统运行的安全性和可靠性。因此，进行天轮偏摆和振动的实时监测，对保障提升系统运行安全具有较大的实用意义。

为此，中国专利CN105258935A公开了一种矿井提升机天轮振动性能检测系统及方法。该装置安装方便，但所用传感器较多，测量复杂且加速度等传感器的安装位置非测量振源的最佳位置，且只针对天轮轴承座或某一个天轮做单一的偏摆或振动性能检测；中国专利CN206920119U公开了一种矿井天轮偏摆及振动性能检测装置，该装置通过横向杆和纵向杆接触式感知天轮轮缘的横纵向移动，带动电容有效面积发生改变，从而引起电压变化，并经传感器机身对电压变化进行信号处理，得出天轮的偏摆和振动特性。该装置采用接触式测量方式，信号变换繁琐，而天轮运转速度快、工况频繁，因此横径向传感器运行的可靠性以及监测数据的准确性较低。

技术实现要素：

针对上述现有技术存在的问题，本实用新型的目的是提供一种安装和使用简易，能够保证测得的数据可靠、稳定，能够真实反映和同时监测多个天轮的偏摆和振动情况、保障提升系统运行安全的多绳摩擦式提升机的天轮偏摆及振动监测装置。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种多绳摩擦式提升机的天轮偏摆及振动监测装置，包括天轮平台，所述天轮平台上安装有传感器支架，所述传感器支架设在天轮平台上多个同轴布置的天轮的径向前方，所述传感器支架上对应每个天轮皆设有一组传感部件，所述传感部件包括一轴向非接触式位移传感器和一径向非接触式位移传感器，所述轴向非接触式位移传感器正对天轮轮缘的端部侧面，径向非接触式位移传感器正对天轮轮缘的端部绳槽中心；所述各轴向非接触式位移传感器和径向非接触式位移传感器的信号输出端分别与一采集器的信号输入端连接，采集器的信号输出端与一上位机的信号输入端连接。

天轮数量太多很难保证运行平稳，也不方便监测维护，优选的，所述天轮有四个，轴向非接触式位移传感器和径向非接触式位移传感器分别对应设有四个。

优选的，所述传感器支架底部与天轮平台之间设有隔振垫。隔振垫可以减轻振动现象，从而避免因剧烈振动造成附加动载荷的提升，使提升系统运行更加安全和可靠。

采集器和上位机可以直接电连接，优选的，为了保证数据传输速度快，所述采集器的信号输出端通过以太网与上位机的信号输入端连接。通过以太网可以将采集器采集得到的信号直接传输到上位机中。

进一步的，还包括一直流电源模块，所述直流电源模块分别与轴向非接触式位移传感器、径向非接触式位移传感器和采集器电连接。实际使用时直流电源模块可以采用输出电压为15V的锂电池，直流电源模块配备有稳压模块，稳压模块选用稳压芯片LM2596。采用直流电源模块后，各元件不需要始终通过导线与电源连接，整体结构更加简洁、使用灵活性更强。

优选的，所述轴向非接触式位移传感器、径向非接触式位移传感器采用激光位移传感器。激光位移传感器采用回波分析原理，即通过激光发射器发射激光脉冲到检测物并返回至接收器，处理器计算激光脉冲遇到检测物并返回至接收器所需的时间，以此计算出距离值，其具有精度高、频率响应快、直线度好、测量光斑小、抗干扰能力强等优点。

上位机是指可以直接发出操控命令的计算机，其可以直接控制设备并获取设备状况，优选的，为了保证整体运转的稳定性，所述上位机采用研华IPC610型工控机，采集器采用A/V型模拟量采集模块。

工作原理：轴向非接触式位移传感器正对天轮轮缘的端部侧面，当其对应的天轮发生轴向偏摆时，天轮在轴向的位移会发生变化，轴向非接触式位移传感器可以实时测量轴向位移的数值，采集器采集到位移数值并传输至上位机中；径向非接触式位移传感器正对天轮轮缘的端部绳槽中心，当天轮运转时载荷会带动天轮、天轮主轴和主轴轴承座发生振动，从而径向非接触式位移传感器与端部绳槽中心之间的距离会发生变化，径向非接触式位移传感器测得的径向位移变化数值会被采集器采集并传输至上位机中，管理人员可以通过上位机实时查看位移的变化情况，分析天轮的工作状态，当轴向或径向位移变化明显、超出正常范围时及时采取进一步的措施。

本实用新型使用的元件较少，方便了设置安装；采用了独特的布置形式，非接触式传感器直接测得的数据能够直接反映天轮偏移的情况，不需要多余复杂的计算步骤、也没有多次信号变换带来的误差影响，保证了测得的数据可靠、稳定；且安装位置定位准确，轴向非接触式位移传感器正对天轮轮缘的端部侧面，由于天轮轮缘是天轮的直径最大处、即使轴向稍有偏移也能被感应到，径向非接触式位移传感器正对天轮轮缘的端部绳槽中心，可以直接反映每个天轮正中心的振动情况，从而本装置整体上能够反映真实的偏摆及振动情况，也实现了多个天轮的同时监测。本实用新型的运行不受天轮运转工况变化的影响，因而运行的可靠性较强。

附图说明

图1是本实用新型安装在天轮平台上的俯视图；

图2是本实用新型的控制原理图；

图中，1、传感器支架，2、轴向非接触式位移传感器，3、径向非接触式位移传感器，4、采集器，5、上位机，6、天轮，6.1、天轮轮缘，6.1a、端部侧面，6.1b、端部绳槽中心，7、天轮主轴，8、主轴轴承座，10、天轮平台。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

如图所示，一种多绳摩擦式提升机的天轮偏摆及振动监测装置，包括天轮平台10，所述天轮平台10上安装有传感器支架1，所述传感器支架1设在天轮平台10上多个同轴布置的天轮6的径向前方，所述传感器支架1上对应每个天轮6皆设有一组传感部件，所述传感部件包括一轴向非接触式位移传感器2和一径向非接触式位移传感器3，所述轴向非接触式位移传感器2正对天轮轮缘6.1的端部侧面6.1a，径向非接触式位移传感器3正对天轮轮缘6.1的端部绳槽中心6.1b；所述各轴向非接触式位移传感器2和径向非接触式位移传感器3的信号输出端分别与一采集器4的信号输入端连接，采集器4的信号输出端与一上位机5的信号输入端连接。

本实用新型的多绳摩擦式提升机的天轮6安装在天轮主轴7上，天轮主轴7架设在左右轴端的主轴轴承座8上，从而将天轮6安装固定在天轮平台10上。所用到的上位机5是指可以直接发出操控命令的计算机，上位机5的控制信号输入采集器4即可控制采集器4采集数据：其中，轴向非接触式位移传感器2正对天轮轮缘6.1的端部侧面6.1a，当其对应的天轮6发生轴向偏摆时，天轮6在轴向的位移会发生变化，轴向非接触式位移传感器2可以实时测量轴向位移的数值，采集器4采集到位移数值并传输至上位机5中；径向非接触式位移传感器3正对天轮轮缘6.1的端部绳槽中心6.1b，当天轮6运转时载荷会带动天轮6、天轮主轴7和主轴轴承座8发生振动，从而径向非接触式位移传感器3与端部绳槽中心6.1b之间的距离会发生变化，径向非接触式位移传感器3测得的径向位移变化数值会被采集器4采集并传输至上位机5中，管理人员可以通过上位机5实时查看位移的变化情况，分析天轮6的工作状态，当轴向或径向位移变化明显、超出正常范围时及时采取进一步的措施。

天轮6数量太多很难保证运行平稳，也不方便监测维护，优选的，所述天轮6有四个，轴向非接触式位移传感器2和径向非接触式位移传感器3分别对应设有四个。

优选的，所述传感器支架1底部与天轮平台10之间设有隔振垫。隔振垫可以减轻振动现象，从而避免因剧烈振动造成附加动载荷的提升，使提升系统运行更加安全和可靠。

采集器4和上位机5可以直接电连接，优选的，为了保证数据传输速度快，所述采集器4的信号输出端通过以太网与上位机5的信号输入端连接。通过以太网可以将采集器4采集得到的信号直接传输到上位机5中。

本实用新型中的各元件可以采用直流或交流供电。进一步的，还包括一直流电源模块，所述直流电源模块分别与轴向非接触式位移传感器2、径向非接触式位移传感器3和采集器4电连接。实际使用时直流电源模块可以采用输出电压为15V的锂电池，直流电源模块配备有稳压模块，稳压模块选用稳压芯片LM2596。采用直流电源模块后，各元件不需要始终通过导线与电源连接，整体结构更加简洁、使用灵活性更强。

优选的，所述轴向非接触式位移传感器2、径向非接触式位移传感器3采用激光位移传感器。激光位移传感器采用回波分析原理，即通过激光发射器发射激光脉冲到检测物并返回至接收器，处理器计算激光脉冲遇到检测物并返回至接收器所需的时间，以此计算出距离值，其具有精度高、频率响应快、直线度好、测量光斑小、抗干扰能力强等优点。

上位机5是指可以直接发出操控命令的计算机，其可以直接控制设备并获取设备状况，优选的，为了保证整体运转的稳定性，所述上位机5采用研华IPC610型工控机，采集器4采用A/V型模拟量采集模块。