一種煤礦鋼絲繩實時在線檢測裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明一種煤礦鋼絲繩實時在線檢測裝置，屬于礦井提升機構(gòu)在線檢測領(lǐng)域，具體涉及一種在線檢測煤礦提升機構(gòu)鋼絲繩發(fā)生斷絲或應(yīng)力集中的裝置。
技術(shù)背景
[0002]鋼絲繩是一種柔性的空間螺旋結(jié)構(gòu)鋼制品，被廣泛地應(yīng)用于礦山機械、建筑、橋梁等領(lǐng)域，在煤炭、冶金飛交通運輸、建筑和旅游等國民經(jīng)濟各主要行業(yè)和部門得到廣泛應(yīng)用，其可靠性對設(shè)備的安全可靠運行至關(guān)重要。它具有強度高、自重輕、彈性好、工作平穩(wěn)可靠、承受動載和過載能力強以及能在高速工作條件下運行和卷繞無噪聲等許多優(yōu)點。鋼絲繩的直徑一般范圍5mm-80mm，應(yīng)用的場合各不相同，對于煤礦使用的鋼絲繩來講，直徑相對來講比較粗，一般為39mm。煤礦提升機在高速運行時，鋼絲繩存在著大幅度的擺動，加上所使用的鋼絲繩直徑一般都比較大，如何克服這些弊端一直是礦用鋼絲繩在線檢測的一個難題。已經(jīng)提出的鋼絲繩缺陷無損檢測方法有:①機械檢測法。②射線檢測法。③電流檢溯法。④聲發(fā)射檢側(cè)法。⑤光學(xué)檢側(cè)法。⑥電揭流檢側(cè)法。⑦超聲波檢測法。⑧振動檢測法。⑨磁性檢測法。礦用鋼絲繩的檢測技術(shù)一般采用磁性檢測方法，包括漏磁檢測、金屬磁記憶檢測等。提升機高速運行時，鋼絲繩的擺動會使其磁化不均勻，同時也會使傳感器的提離值不斷改變，而且外界環(huán)境對鋼絲繩干擾大，從而導(dǎo)致信號輸出失真、信號重復(fù)性差，而且也會極大的縮短鋼絲繩檢測裝置的壽命。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明一種煤礦鋼絲繩實時在線檢測裝置，目的在于克服上述煤礦提升機構(gòu)鋼絲繩在線檢測的弊端，提供一種基于金屬磁記憶檢測技術(shù)的，不需要對檢測構(gòu)件進行磁化，在設(shè)計檢測探頭時不需要考慮磁化裝置，避免了像漏磁檢測裝置那樣永磁體對檢測構(gòu)件磁化不均勻的煤礦提升機構(gòu)鋼絲繩在線裝置及其檢測方法。
[0004]本發(fā)明一種煤礦鋼絲繩實時在線檢測裝置，其特征在于是一種基于金屬磁記憶檢測技術(shù)的，不需要對檢測構(gòu)件進行磁化，避免了像漏磁檢測裝置那樣永磁體對檢測構(gòu)件磁化不均勻的煤礦提升機構(gòu)鋼絲繩在線裝置，該裝置包括鋼絲繩檢測探頭部分和可適應(yīng)鋼絲繩抖動的探頭支撐部分，鋼絲繩檢測探頭部分主要由第一磁敏傳感器2A、第二磁敏傳感器2B、第三磁敏傳感器2C、第四磁敏傳感器2D，探頭外殼3和傳感器保護套4組成；可適應(yīng)鋼絲繩抖動的探頭支撐部分主要由第一固定導(dǎo)輪5A、第二固定導(dǎo)輪5B、第三固定導(dǎo)輪5C、第四固定導(dǎo)輪f5D、檢測探頭6、第一不固定導(dǎo)輪7A、第二不固定導(dǎo)輪7B、第三不固定導(dǎo)輪7C、第四不固定導(dǎo)輪7D、第一小彈簧8A、第二小彈簧SB、第一螺釘9A、第二螺釘9B、第三螺釘9C、第四螺釘9D、立柱10、第一大彈簧11A、第二大彈簧11B、鉸接臂12、第一導(dǎo)軌13A、第二導(dǎo)軌13B、第一導(dǎo)輪14A、第二導(dǎo)輪14B、連接體15、第一鉸接頭16A、第二鉸接頭16B、第一鉸接臂固定座17A、第二鉸接臂固定座17B、第一鉸接螺栓18A，第二鉸接螺栓18B，第三鉸接螺栓18C和第四鉸接螺栓18D組成，(如圖1所示)，鋼絲繩I經(jīng)過檢測探頭6，第一磁敏傳感器2A、第二磁敏傳感器2B、第三磁敏傳感器2C和第四磁敏傳感器2D安裝在外殼3里面，第一磁敏傳感器2A、第二磁敏傳感器2B、第三磁敏傳感器2C和第四磁敏傳感器2D與鋼絲繩I之間隔著傳感器保護套4，第一磁敏傳感器2A和第三磁敏傳感器2C為第一組傳感器中的其中兩傳感器，第二磁敏傳感器2B和第四磁敏傳感器2D為第二組傳感器中的其中兩傳感器，兩組磁敏傳感器兩兩傳感器分別構(gòu)成差分平衡結(jié)構(gòu)消除外界干擾，兩組傳感器在外殼3內(nèi)安裝方向一致，鋼絲繩無缺陷或應(yīng)力集中時，第一組傳感器輸出信號為Hp (yl) = O，第二組傳感器輸出信號Hp (y2) = O，經(jīng)過運算放大器減法器輸出信號為Hp (yl)-Hp (y2) = O，當(dāng)外界磁場發(fā)生改變對檢測鋼絲繩產(chǎn)生干擾信號Hp，會使第一組傳感器輸出信號為Hp (yl)=O+Hp = Hp，第二組傳感器輸出信號Hp (y2) = O+Hp = Hp，經(jīng)過運算放大器減法器輸出信號為Hp (yI)-Hp (y2) = Hp-Hp = O，輸出信號仍為零，當(dāng)有缺陷的鋼絲繩經(jīng)過傳感器時，先經(jīng)過第一組傳感器，此時第一組傳感器的輸出為Hp (yl) = Hpl+Hp，第二組傳感器的輸出為Hp (y2) = O+Hp = Hp，經(jīng)過減法器傳感器總的輸出發(fā)生變化Hp (yl)-Hp (y2) = HpI+Hp-Hp=Hpl ;反之，當(dāng)缺陷鋼絲繩經(jīng)過第二組傳感器，第二組的輸出為Hp (y2) = Hpl+Hp，而第一組傳感器的輸出又恢復(fù)以前的輸出Hp (yl) = O+Hp = Hp，經(jīng)過減法器總的輸出發(fā)生變化Hp(yl)-Hp(y2) = Hp-(Hpl+Hp) = _Hpl，最終傳感器輸出正負(fù)兩個信號，根據(jù)外界干擾對兩組傳感器輸出信號同時增加或同時減小克服外界環(huán)境變化對鋼絲繩在線檢測信號輸出的影響，檢測裝置示意圖參考圖2、圖3，探頭6外部安裝有第一固定導(dǎo)輪5A、第二固定導(dǎo)輪5B、第三固定導(dǎo)輪5C、第四固定導(dǎo)輪和探頭第一不固定導(dǎo)輪7A、第二不固定導(dǎo)輪7B、第三不固定導(dǎo)輪7C、第四不固定導(dǎo)輪7D保證鋼絲繩I穩(wěn)定通過檢測探頭6，第一固定導(dǎo)輪5A、第二固定導(dǎo)輪5B、第三固定導(dǎo)輪5C、第四固定導(dǎo)輪分別通過第一螺釘9A、第二螺釘9B、第三螺釘9C、第四螺釘9D固定，第一不固定導(dǎo)輪7A和第二不固定導(dǎo)輪7B分別通過彈簧第一小彈簧8A和第二小彈簧SB以及與固定臂78通過鉸接確保其能夠圍繞鉸接中心點完成范圍轉(zhuǎn)動，探頭支撐部分采用優(yōu)質(zhì)不銹鋼及鋁合金專用型材制作，采用平行四邊形原理鉸接，伸縮靈活行程大，在安裝過程中，立柱10立于與煤礦需要檢測的鋼絲繩地面或者平臺上，克服鋼絲繩抖動主要依靠導(dǎo)輪第一導(dǎo)輪14A和第二導(dǎo)輪14B分別在第一導(dǎo)軌13A和第二導(dǎo)軌13B上橫向移動消除橫向抖動，依靠鉸接四臂12克服鋼絲繩上下抖動，第一大彈簧IlA和第二大彈簧IlB確保鉸接四臂盡量維持其固有形態(tài)以及在鋼絲繩抖動后恢復(fù)其固有形態(tài)；兩組導(dǎo)輪通過連接體15進行連接，鉸接四臂通過第一鉸接臂固定座17A和第二鉸接臂固定座17B固定于連接體15之上，第一鉸接螺栓18A、第二鉸接螺栓18B、第三鉸接螺栓18C和第四鉸接螺栓18D是鉸接四臂的鉸接螺栓，探頭部分和探頭支撐部分通過第一鉸接頭16A和第二鉸接頭16B進行鉸接。如圖4鋼絲繩探頭支撐部分三維示意圖所示；如圖5探頭部分與探頭支撐部分安裝示意圖所示；如圖6鋼絲繩實時在線檢測裝置示意圖所示。
[0005]本發(fā)明一種煤礦鋼絲繩實時在線檢測裝置的檢測過程:鋼絲繩在線檢測支撐部分實現(xiàn)鋼絲繩抖動橫向分量(以下稱為橫向抖動)通過導(dǎo)輪的橫向移動消除，抖動豎直分量(以下稱為上下抖動)通過四臂桿根據(jù)平行四邊形鉸接，具有伸縮靈活行程大的特點，本發(fā)明采用兩組四臂桿提高裝置的強度。鋼絲繩在線檢測探頭實現(xiàn)原理:本發(fā)明采用平衡和差分的方式消除外界干擾，鋼絲繩無缺陷或應(yīng)力集中時，第一組傳感器與第二組傳感器輸出大小相等、方向相同的兩個信號，經(jīng)過運算放大器減法器輸出信號為零。當(dāng)外界磁場發(fā)生改變，會使兩路輸出信號同時增加或減小，輸出信號仍為零，當(dāng)有缺陷的鋼絲繩經(jīng)過傳感器時，先經(jīng)過第一組傳感器，此時第一組傳感器的輸出變化，而第二組沒有變化，經(jīng)過減法器傳感器總的輸出發(fā)生變化。反之，當(dāng)缺陷鋼絲繩經(jīng)過第二組傳感器，第二組的輸出發(fā)生變化，而第一組傳感器的輸出又回復(fù)以前的輸出，經(jīng)過減法器總的輸出發(fā)生變化，最終傳感器輸出正負(fù)兩個信號，克服外界環(huán)境突變對鋼絲繩在線檢測信號輸出的影響。
[0006]本發(fā)明一種煤礦鋼絲繩實時在線檢測裝置具有以下優(yōu)點:鋼絲繩檢測探頭部分根據(jù)金屬磁記憶檢測技術(shù)設(shè)計，由于金屬磁記憶檢測技術(shù)不需要對檢測構(gòu)件進行磁化，所以在設(shè)計檢測探頭時，不需要考慮磁化裝置，而且也避免了像漏磁檢測裝置那樣永磁體對檢測構(gòu)件磁化不均勻的弊端。為了消除外界干擾對鋼絲繩檢測信號的影響，鋼絲繩檢測探頭設(shè)計采用平衡和差分的方法?？朔送饨鐚︿摻z繩缺陷輸出信號的干擾；克服了鋼絲繩抖動對檢測裝置的破壞，提高了檢測裝置的強度；克服了傳統(tǒng)漏磁檢測技術(shù)對鋼絲繩磁化不均勻的弊端。能實現(xiàn)檢測傳感器與鋼絲繩之間零接觸，減小檢測提離值在實時檢測過程中的變化。
【附圖說明】
[0007]圖1鋼絲繩探頭的剖面示意圖。
[0008]圖2鋼絲繩探頭俯視不意圖。
[0009]圖3鋼絲繩探頭前視示意圖。
[0010]圖4鋼絲繩探頭支撐部分三維示意圖。
[0011 ] 圖5探頭部分與探頭支撐部分安裝示意圖。
[0012]圖6鋼絲繩實時在線檢測裝置示意圖。
[0013]圖7傳感器連接框圖。
[0014]其中:1_鋼絲繩，2A-第一磁敏傳感器，2B-第二磁敏傳感器，2C-第三磁敏傳感器，2D-第四磁敏傳感器，3-探頭外殼，4-傳感器保護套，5A第一固定導(dǎo)輪，5B第二固定導(dǎo)輪，5C第三固定導(dǎo)輪，5D第四固定導(dǎo)輪，6-檢測探頭，7A第一不固定導(dǎo)輪，7B第二不固定導(dǎo)輪，8A第一小彈簧，SB第二小彈簧，9A第一螺釘，9B第二螺釘，9C第三螺釘，9D第四螺釘，10-立柱，IlA第一大彈簧，IlB第二大彈簧，12-鉸接臂，13A第一導(dǎo)軌，13B第二導(dǎo)軌，14A第一導(dǎo)輪，14B第二導(dǎo)輪，15連接體，16A第一鉸接頭，16B第二鉸接頭，17A第一鉸接臂固定座，17B第二鉸接臂固定座，18A第一鉸接螺栓，18B第二鉸接螺栓，18C第三鉸接螺栓，18D第四鉸接螺栓，78-固定臂。
【具體實施方式】
[0015]實施方式I
[0016]本發(fā)明鋼絲繩實時在線檢測裝置包括探頭部分和探頭支撐部分，鋼絲繩檢測探頭部分主要由第一磁敏傳感器2A、第二磁敏傳感器2B、第三磁敏傳感器2C、第四磁敏傳感器2D，探頭外殼3和傳感器保護套4組成；可適應(yīng)鋼絲繩抖動的探頭支撐部分主要由第一固定導(dǎo)輪5A、第二固定導(dǎo)輪5B、第三固定導(dǎo)輪5C、第四固定導(dǎo)輪5D、檢測探頭6、第一不固定導(dǎo)輪7A、第二不固定導(dǎo)輪7B、第三不固定導(dǎo)輪7C、第四不固定導(dǎo)輪7D、第一小彈簧8A、第二小彈簧SB、第一螺釘9A、第二螺釘9B、第三螺釘9C、第四螺釘9D、立柱10、第一大彈簧11A、第二大彈簧11B、鉸接臂12、第一導(dǎo)軌13A、第二導(dǎo)軌13B、第一導(dǎo)輪14A、第二導(dǎo)輪14B、連接體15、第一鉸接頭16A、第二鉸接頭16B、第一鉸接臂固定座17A、第二鉸接臂固定座17B、第一鉸接螺栓18A，第二鉸