本發(fā)明涉及礦井天輪安全檢測領(lǐng)域，具體是一種礦井天輪偏擺及振動性能檢測裝置。

背景技術(shù)：

天輪是礦井提升機設備中主提升鋼絲繩導向和支撐的重要部件，其運行情況的好壞往往決定著整個提升系統(tǒng)的運行狀況是否良好。當天輪發(fā)生較大振動或偏擺，其振動或偏擺量超出容許的范圍時，都會使機器的零部件產(chǎn)生較大的附加動載荷，導致提升系統(tǒng)運行穩(wěn)定性降低，從而影響鋼絲繩、天輪及提升機等設備的工作性能，縮減其使用壽命，甚至造成惡性事故。因此，能否實時檢測天輪的偏擺及振動情況，及時做出相應處理，對整個礦井提升系統(tǒng)都具有很大的實用意義。

為此，中國專利cn105258935a公開了一種礦井提升機天輪振動性能檢測系統(tǒng)及方法。該裝置安裝方便，但所用傳感器較多，測量復雜且加速度等傳感器的安裝位置非測量振源的最佳位置。中國專利cn204831194u設計了一種基于機器視覺的天輪偏擺檢測裝置，該裝置能夠利用機器視覺識別偏擺，但視覺識別精度較低，測量數(shù)據(jù)有限且所投入設備成本相對較高。此外，上述專利的振動及偏擺檢測設備只是針對天輪軸承座或某一個天輪做單一的偏擺或振動性能檢測，由于裝備成本較高、技術(shù)裝備復雜等，不能實現(xiàn)具體的針對多個天輪的工作情況同時做出振動及偏擺檢測，所測結(jié)果具有一定的局限性。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明為解決現(xiàn)有技術(shù)的既有缺陷，綜合考慮振動及偏擺檢測的最佳位置，結(jié)合電容傳感器的優(yōu)良特性，提出了一種礦井天輪偏擺及振動性能檢測裝置，該裝置結(jié)構(gòu)精巧，成本低廉，可實現(xiàn)對一個或多個天輪的振動及偏擺性能進行檢測，所得數(shù)據(jù)準確，可靠性好。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種礦井天輪偏擺及振動性能檢測裝置，該裝置包括傳感器支架，橫徑向位移傳感器，采集器和上位機。所述傳感器支架安裝在天輪徑向正前方的天輪平臺上，傳感器支架上裝有橫徑向位移傳感器。所述橫徑向位移傳感器結(jié)構(gòu)包括橫向傳感裝置和縱向傳感裝置。所述橫徑向位移傳感器的信號輸出端通過物理接線連接采集卡的信號輸入端，上位機的輸入端通過以太網(wǎng)連接采集器的信號輸出端。

進一步的，所述傳感器支架與天輪平臺之間設有隔振橡膠墊。

進一步的，所述傳感器支架上為對應天輪個數(shù)及所需參量情況，可安裝有1-4個橫徑向位移傳感器。

進一步的，所述橫向傳感裝置包括橫向桿、彈簧a、滾輪和傳感器機身。所述橫向桿的左右兩端裝有滾輪，兩個滾輪端與縱向桿的上部橫向端之間都設有與橫向桿同軸度的彈簧a。所述橫向桿的中間部位裝有電容傳感器，通過橫向桿受橫向移動，帶動電容有效面積發(fā)生改變從而引起電壓變化。電壓變化通過物理線路傳至傳感器機身并做相應信號處理。

進一步的，所述縱向傳感裝置包括縱向桿、彈簧b和傳感器機身。所述縱向桿的上下端分別與橫向桿和傳感器機身相接，彈簧b與縱向桿同軸并具備推著縱向桿伸長的勢能。所述縱向桿縱向移動時，傳感器機身內(nèi)設有的電容傳感器，其電容有效面積發(fā)生變化，引起電壓改變，并將電壓變化傳至傳感器機身做相應信號處理。

進一步的，所述上位機通過以太網(wǎng)連接采集器的信號輸出端，接收到橫、縱向數(shù)據(jù)信號。同時，上位機通過labview軟件，對數(shù)據(jù)進行計算處理、最終通過數(shù)字量、曲線圖等顯示方式，得出天輪的偏擺和振動等天輪特性。

進一步的，所述橫徑向位移傳感器、采集器連接有直流電源模塊。

本發(fā)明的優(yōu)點：

1.在線檢測，便于隨時掌握天輪運行的偏擺及振動特性，及時發(fā)現(xiàn)故障并處理；

2.測量位置較佳，天輪所受的作用力是由鋼絲繩作用在天輪輪緣上的，所以天輪輪緣是天輪發(fā)生振動及偏擺等現(xiàn)象的“脈門”，此處檢測到的數(shù)據(jù)更趨真實可靠；

3.裝置設計精巧，成本低廉，可同時測量多個天輪的橫向偏擺及徑向振動性能，而無需再多次重復安裝其他類別的傳感器設備；

4.測量值為相對誤差帶，對安裝的精度要求較低，安裝方便，且利用天輪的高同軸度檢測天輪徑向振動及軸向偏擺，檢測面同軸度高，效果好；

5.采用面積式電容位移傳感器，精度及可靠性高，檢測效果好。

附圖說明

圖1本發(fā)明傳感器安裝正視圖；

圖2本發(fā)明圖1的局部放大圖；

圖3本發(fā)明圖1的a向剖視圖；

圖4本發(fā)明圖3的局部放大圖；

圖5本發(fā)明除去天輪的檢測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6本發(fā)明固定件結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1、襯墊2、天輪3、天輪轉(zhuǎn)軸4、天輪井架5、彈簧b6、縱向桿7、橫縱向位移傳感器8、天輪平臺9、傳感器支架10、固定件11、滾輪12、橫向桿13、軸承支座14、彈簧a15、天輪軸承16、采集器17、上位機。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步的解釋。

如圖1所示，礦井提升機天輪測量環(huán)境包括天輪井架4、天輪平臺8、天輪轉(zhuǎn)軸3、天輪2、軸承支座13和軸承15。所述天輪2安裝在天輪轉(zhuǎn)軸3上，天輪轉(zhuǎn)軸3兩端通過天輪軸承15安裝在軸承支座13上，軸承支座13位于天輪井架4上。所述軸承支座13的下方安裝有天輪平臺8。

本發(fā)明的礦井提升機天輪偏擺及振動性能檢測裝置包括傳感器支架9，橫縱向位移傳感器7、采集器16和上位機17。所述傳感器支架9安裝在天輪2徑向正前方的天輪平臺8上，所述傳感器支架9與天輪平臺8之間設有隔振橡膠墊。所述橫徑向位移傳感器7通過固定件10裝在傳感器支架9上。根據(jù)對應天輪個數(shù)及所需測量數(shù)據(jù)量等的不同，可裝載1-4個橫徑向位移傳感器7。所述橫徑向位移傳感器7結(jié)構(gòu)包括橫向傳感裝置和縱向傳感裝置。所述橫向傳感裝置包括橫向桿12、彈簧a14、滾輪11和橫徑向位移傳感器7的機身部位。所述橫向桿12的左右兩端裝有滾輪11，兩個滾輪端與縱向桿6的上部橫向端之間的橫向桿12都裝有與其同軸度的彈簧a14。所述橫向桿12的中間部位裝有電容傳感器，通過橫向桿12受橫向移動，帶動電容的有效面積發(fā)生改變從而引起電壓變化，并將電信號傳輸給橫徑向位移傳感器7的機身內(nèi)部進行信號處理。所述縱向傳感裝置包括縱向桿6、彈簧b5和橫徑向位移傳感器7的機身部位。所述縱向桿6的上下端分別與橫向桿12和橫徑向位移傳感器7的機身部位相接，彈簧b5與縱向桿6同軸并具備推著縱向桿6伸長的勢能。當所述縱向桿6縱向移動時，橫徑向位移傳感器7的機身部位內(nèi)設有的電容傳感器的電容有效面積發(fā)生變化，引起電壓改變，并將電信號傳輸給橫徑向位移傳感器7的機身內(nèi)部進行信號處理。所述橫徑向位移傳感器7的信號輸出端通過物理接線連接采集器16的信號輸入端，上位機17的輸入端通過以太網(wǎng)連接采集器16的信號輸出端。同時，上位機17通過labview軟件，對接收的振動及偏擺數(shù)據(jù)信號進行計算處理、最終通過數(shù)字量、曲線圖等顯示方式，得出天輪2的實時偏擺和振動情況等天輪運轉(zhuǎn)特性。

天輪運行時，其所受的作用力是由鋼絲繩作用在天輪襯墊1上的，而天輪襯墊1安裝在天輪輪緣上。且由于天輪加工時，天輪輪緣具有相當高的同軸度及工作時不易磨損等特點，天輪輪緣是天輪2發(fā)生振動及偏擺等現(xiàn)象的最佳檢測位置。當天輪2發(fā)生橫向偏擺時，橫向桿12發(fā)生橫向移動，其中間與縱向桿6相接部位所安裝的電容傳感器的有效面積發(fā)生變化，引起電壓的改變。當天輪2發(fā)生縱向振動時，縱向桿6發(fā)生縱向移動，與其相連的電容傳感器有效面積發(fā)生變化，引起電壓的改變。橫徑向位移傳感器7接收上述的兩個電壓信號，并將其信號輸出端的電壓信號傳輸?shù)讲杉?6的信號輸入端，采集器16的信號輸出端通過以太網(wǎng)連接上位機17，上位機17通過labview軟件調(diào)用所采集的數(shù)據(jù)并對數(shù)據(jù)進行計算處理、最終通過數(shù)字量、曲線圖等顯示方式，得出天輪的偏擺和振動時域信號波形，進而顯示天輪的實時偏擺及振動等天輪特性。