專利名稱：提升機天輪轉動角度檢測裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種檢測裝置，尤其是一種適用于輪輻兩側面平行度較高的提升 機天輪轉動角度檢測裝置。
背景技術：
提升機素有“礦井咽喉”之稱，擔負著提升煤炭矸石、下放材料、升降人員和設備的 任務，其運行狀態直接關系到煤礦的安全高效生產。天輪作為提升機的一個重要組成部分， 它的運行狀態好壞可以直接反應提升機是否正常運行。當提升機發生高速過卷、斷繩、打 滑等惡性事故時，天輪的主要運行參數包括轉動角度、轉速、角加速度等會有相關的信息反 饋。通過對天輪轉動角度的檢測，可以間接計算出天輪的實時轉動位置、轉速、角加速度等 運行參數，進而可以監測出提升機是否正常運行。目前，國內對天輪轉動角度檢測的研究和應用較少，多采用在天輪主軸的端蓋上 打孔安裝編碼器的方式。基于天輪端蓋因工作環境惡劣而多采用封閉形式的現狀，當對其 進行轉動角度測量時，需要重新設計和加工端蓋。這不僅破壞了天輪端蓋原來的完整性，而 且在改造期間，也影響了提升機的正常生產。并且，因部分摩擦式提升機的天輪與天輪輻軸 采用軸承進行聯接，當天輪運轉時，天輪主軸不跟隨輪輻同步旋轉，以至無法利用在主軸上 安裝軸編碼器的方式來測量天輪的轉動角度。由于天輪在正常運行時，會產生一定的徑向 和軸向振動，也對編碼器的聯軸器造成了一定的沖擊影響。因此，目前對天輪的轉動角度測量主要存在以下問題第一，當采用在天輪端蓋上 安裝編碼器的方式時，需要對天輪端蓋進行改造，在一定程度上影響了提升機的正常工作； 第二，部分提升機天輪的主軸不與輪輻同步旋轉，無法利用在其主軸上安裝編碼器的方式 來測量其轉動角度；第三，提升機天輪在運行時會產生一定的徑向和軸向振動，給編碼器的 安裝帶來一定的影響。
發明內容技術問題本實用新型的目的是克服已有技術中的不足之處，提供一種結構簡單， 安裝方便，測量效果好的提升機天輪轉動角度檢測裝置。技術方案本實用新型的提升機天輪轉動角度檢測裝置，包括架設天輪的天輪平 臺、聯軸器、編碼器、單片機、工控機，所述的天輪平臺上設有位于天輪側面的導向裝置，導 向裝置包括支架、設在支架上的滑動裝置，滑動裝置上對稱設有其軸線與天輪中心線呈夾 角a布置的導向主軸和導向副軸，導向主軸和導向副軸的前端對稱設有夾持在天輪輪輻 兩側的滾輪，導向主軸和導向副軸之間設有連接軸，連接軸的兩側分別設有彈簧和壓緊彈 簧的螺母；所述的聯軸器和編碼器設在導向主軸的尾部，編碼器與單片機相連接，經單片機 連接RS232轉RS485轉換器，RS232轉RS485轉換器經RS485電纜連接RS485轉USB轉換 器，再由RS485轉USB轉換器連接工控機。所述的滑動裝置包括設在支架上的滑槽板，滑槽板的前后兩側分別開有主導向槽和副導向槽，主導向槽內設有可沿主導向槽內滑動的主軸滑動平臺和副軸滑動平臺，副導 向槽內設有可沿副導向槽內滑動的編碼器滑動平臺；所述的夾角a為0 30°。有益效果本實用新型將測點設在天輪的輪輻兩側，避免了對天輪端蓋的改造和 加工，降低了天輪的徑向和軸向振動對編碼器的影響，適用于輪輻兩側面平行度較高的天 輪角度檢測，并能應用于天輪輪輻與主軸不能同步旋轉的天輪轉動角度檢測。其結構簡單， 操作及安裝方便，便于對天輪的調整，測量效果好，在本技術領域內具有廣泛的實用性。
圖1是本實用新型的結構示意圖；圖2是本實用新型的導向裝置結構示意圖；圖3是本實用新型的導向裝置工作位置結構示意圖。圖中1-RS485轉USB轉換器，2-工控機，3-天輪平臺，4-天輪，5-RS485電纜， 6-RS232轉RS485轉換器，7-單片機，8-導向裝置，9-支架，10-編碼器滑動平臺，11-編碼 器，12-聯軸器，13-滑動平臺支架，14-導向主軸，15-副導向槽，16-導向副軸，17-連接軸， 18-主導向槽，19-彈簧，20-主軸滑動平臺，21-副軸滑動平臺，22-螺母。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型的一個實施例作進一步的描述如圖1所示，提升機天輪轉動角度檢測裝置主要由RS485轉USB轉換器1、工控機 2、架設天輪4的天輪平臺3、RS485電纜5、RS232轉RS485轉換器6、單片機7、導向裝置8、 編碼器11、聯軸器12、工控機2構成。其中天輪平臺3上安裝位于天輪4側面的導向裝置 8，導向裝置8包括支架9、設在支架9上的滑動裝置，滑動裝置包括設在支架9上的滑槽板， 滑槽板的前后兩側分別開有主導向槽18和副導向槽15，主導向槽18內設有可沿主導向槽 內滑動的主軸滑動平臺20和副軸滑動平臺21，副導向槽15內設有可沿副導向槽內滑動的 編碼器滑動平臺10，編碼器滑動平臺10上設在固定導向主軸14尾部的滑動平臺支架13 ； 滑動裝置上對稱設有其軸線與天輪中心線呈夾角a布置的導向主軸14和導向副軸16，夾 角a為0 30°。導向主軸14和導向副軸16的軸線與天輪輪輻側面采用相同夾角a， 使天輪4輪輻與導向主軸14接觸面相互摩擦時，不會因輪輻在天輪4半徑方向上線速度不 同，造成導向主軸14、導向副軸16產生額外的扭矩。夾角a的大小可根據天輪4的直徑、 輪輻的最大線速度和編碼器11的允許轉速，利用摩擦接觸面線速度相同的原理計算確定。 導向主軸14和導向副軸16分別固定在主軸滑動平臺20和副軸滑動平臺21上，以限定主 軸滑動平臺20和副軸滑動平臺21的豎直自由度，以便測量天輪4的順時針和逆時針轉動 角度。導向主軸14和導向副軸16的前端對稱設有夾持在天輪4輪輻兩側的滾輪，導向主 軸14和導向副軸16之間設有連接軸17，連接軸17的兩側分別設有彈簧19和壓緊彈簧的 螺母22 ；聯軸器12和編碼器11連接在導向主軸14的尾部，編碼器11與單片機7相連接， 經單片機7連接RS232轉RS485轉換器6，RS232轉RS485轉換器6經RS485電纜5連接 RS485轉USB轉換器1，再由RS485轉USB轉換器1連接工控機2。導向主軸14與導向副軸 16夾持著天輪4的輪輻，借助主軸滑動平臺20和副軸滑動平臺21，可沿開槽方向與天輪4 軸向平行的主導向槽18同步滑動。導向主軸14和導向副軸16的軸向沿天輪4輻條方向指向天輪4中心。當天輪4發生徑向振動時，其振動方向與導向主軸14和導向副軸16所 受摩擦力方向垂直，或者其振動位移沿導向主軸14所受摩擦力方向的分位移較小，帶動導 向主軸14旋轉較小，因而降低了天輪4的徑向振動對編碼器11的影響。同時，編碼器滑動 平臺10通過滑動平臺支架13與導向主軸14連接，可沿開槽方向與主導向槽18平行的副導 向槽15與主軸滑動平臺20同步滑動，從而降低了天輪4的軸向振動對編碼器11的影響。
權利要求一種提升機天輪轉動角度檢測裝置，包括架設天輪(4)的天輪平臺(3)、聯軸器(12)、編碼器(11)、單片機(7)、工控機(2)，其特征在于所述的天輪平臺(3)上設有位于天輪(4)側面的導向裝置(8)，導向裝置(8)包括支架(9)、設在支架(9)上的滑動裝置，滑動裝置上對稱設有其軸線與天輪中心線呈夾角α布置的導向主軸(14)和導向副軸(16)，導向主軸(14)和導向副軸(16)的前端對稱設有夾持在天輪(4)輪輻兩側的滾輪，導向主軸(14)和導向副軸(16)之間設有連接軸(17)，連接軸(17)的兩側分別設有彈簧(19)和壓緊彈簧的螺母(22)；所述的聯軸器(12)和編碼器(11)設在導向主軸(14)的尾部，編碼器(11)與單片機(7)相連接，經單片機(7)連接RS232轉RS485轉換器(6)，RS232轉RS485轉換器(6)經RS485電纜(5)連接RS485轉USB轉換器(1)，再由RS485轉USB轉換器(1)連接工控機(2)。
2.根據權利要求1所述的提升機天輪轉動角度檢測裝置，其特征在于所述的滑動裝 置包括設在支架(9)上的滑槽板，滑槽板的前后兩側分別開有主導向槽(18)和副導向槽 (15)，主導向槽(18)內設有可沿主導向槽內滑動的主軸滑動平臺(20)和副軸滑動平臺 (21)，副導向槽(15)內設有可沿副導向槽內滑動的編碼器滑動平臺(10)。
3.根據權利要求1所述的提升機天輪轉動角度檢測裝置，其特征在于所述的夾角α 為 30°。
專利摘要一種提升機天輪轉動角度檢測裝置，包括架設天輪的天輪平臺、聯軸器、編碼器、單片機、工控機，在天輪平臺上安裝導向裝置，當天輪運行時，對稱夾持在天輪輪輻兩側的導向主軸和導向副軸在摩擦力的作用下轉動，通過連接在導向主軸尾部的編碼器將接收的導向主軸的轉動角度信號傳送給單片機，單片機連接編碼器，并將采集的轉動角度信號依次通過RS232轉RS485轉換器、RS485電纜、RS485轉USB轉換器，最后傳送至工控機處理，實時監測提升機天輪的轉動角度。該方法避免了對天輪端蓋的改造和加工，降低了天輪的徑向和軸向振動對編碼器的影響，結構簡單，適用于輪輻兩側面平行度較高的天輪角度檢測。
文檔編號B66B19/00GK201756390SQ20102027946
公開日2011年3月9日 申請日期2010年7月30日 優先權日2010年7月30日
發明者彭玉興, 曹國華, 朱真才, 李一磊, 李偉, 王重秋, 訾斌, 陳光柱, 陳國安 申請人:中國礦業大學