一种轴向差动式矿井提升机主轴扭矩检测装置制造方法
【专利摘要】一种轴向差动式矿井提升机主轴扭矩检测装置，包括对称扣合在矿井提升机主轴外部的上、下壳体，上、下壳体内间隔设有扣合固定在矿井提升机主轴上的基座一和基座二，基座一上设有光源发生箱体，光源发生箱体内设有电源一、与电源一相连的光源、与光源相对在同一轴线上的透镜一，基座二上设有光源接收箱体，光源接收箱体内设有信号处理单元、与信号处理单元相连的光感器件、与透镜一和光感器件在同一轴线上的透镜二，光源发生箱体和光源接收箱体相对的两个侧面上分别设有在同一平面上的透光孔。通过光感器件变化的信号通过信号处理单元的处理后无线发送到上位机实现对矿井提升机主轴扭矩的实时检测，实现转轴不同转速时的扭矩测量。
【专利说明】一种轴向差动式矿井提升机主轴扭矩检测装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种轴向差动式矿井提升机主轴扭矩检测装置，尤其适用于矿井提升机主轴的扭矩的检测，也适用于其他转轴的扭矩检测。
【背景技术】
[0002]提升机是矿井广泛使用的一种典型旋转机械，作为矿井的“咽喉”，在矿业生产中具有十分重要的地位。随着现代工业及科学技术的迅猛发展和对生产高效率的要求，矿井提升机的结构日趋复杂，单次提升容量越来越大，提升速度越来越快，提升的距离也越来越大。一旦矿井提升机提升过程中出现卡罐、打滑、过卷和过放等故障，可能引发链式反应，其工况状态不仅影响该设备本身的运行，而且还会对后续生产造成影响，严重时甚至引发机毁人亡事故，对国民经济造成重大损失。因此，有必要对矿井提升机的主轴扭矩进行检测，因为提升机卡罐、打滑、过卷和断绳时，主轴的扭矩会发生相应的变化。
[0003]目前，研究人员研究出了不少的扭矩的测量方法和装置。比如串接测量法，此方法是在被测部件上串联相应的扭矩测量装置，此方法需要改变原有设备的结构连接，对已安装好的设备应用代价高。通过在转轴上贴应变片可以实现转轴的扭矩测量，但是会存在应变片脱落以及对应变片的贴片精度要求高。通过电磁感应也可以实现转轴的扭矩测量，但是电磁感应会影响无线数据的有效传输。在轴表面进行一定的处理(刻线，安装线圈等)，然后再对应位置安装检查装置实现转轴扭矩测量方法需要在原有的地基上安装支架，需要大量的连接导线，具有一定的局限性。因此，本发明将无线传输技术应用到矿井提升机主轴扭矩检测中，以解决有线连接的不足。
【发明内容】
[0004]技术问题:本发明的目的是克服已有技术中的不足之处，提供一种轴向差动式矿井提升机主轴扭矩检测装置，通过无线传输数据，减少了布线，从而规避了电磁干扰对无线传输的影响。
[0005]技术方案:本发明的轴向差动式矿井提升机主轴扭矩检测装置，包括对称扣合在矿井提升机主轴外部的上、下壳体，上、下壳体内间隔设有扣合固定在矿井提升机主轴上的基座一和基座二，所述的基座一上设有光源发生箱体，光源发生箱体内设有电源一、与电源一相连的光源、与光源相对在同一轴线上的透镜一，所述的基座二上设有光源接收箱体，光源接收箱体内设有信号处理单元、与信号处理单元相连的光感器件、与透镜一和光感器件在同一轴线上的透镜二，光源发生箱体和光源接收箱体相对的两个侧面上分别设有在同一平面上的透光孔，所述的信号处理单元包括电源二、与电源二输出端相连的信号处理电路，信号处理电路的输入端与光感器件的输出端相连，输出端与无线发射模块相连。
[0006]所述的上、下壳体扣合处设有橡胶层。
[0007]所示的透光孔为与主轴同心的扇形孔。
[0008]有益效果:本发明利用光感原理对矿井提升机主轴扭矩进行实时检测，当转轴扭矩为零时，光感器件接收的光最多，输出信号最强。当主轴扭矩不为零时，透光孔一和透光孔二会产生错位，使到达光感器件的光减少，输出信号也相应地减少。光感器件变化的信号通过信号处理单元的处理后无线发送到上位机实现对矿井提升机主轴扭矩的实时检测。尤其适用于矿井提升机的转轴扭矩检测系统，也可应用于其他的转轴扭矩测量。可在不破坏原有设备连接顺序的情况下实现扭矩的实时测量。通过无线传输数据，减少了布线，并规避了电磁干扰对无线传输的影响。同时，可实现转轴静止，极低转速等极端转速时的扭矩测量，无电磁场对无线传输的干扰，使用方便，维护成本低，其结构简单，操作方便，效果好，具有广泛的实用性。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1是本发明的结构示意图。
[0010]图2是本发明的通孔结构示意图。
[0011]图3是本发明的信号处理单元示意图。
[0012]图中:1_光源,2-光源发生箱体,3-透镜一,4-上壳体,5-光源接收箱体,6-透镜二，7-光感器件,8-信号处理单兀,9-电源一，10-基座一，11-主轴，12-下壳体，13-透光孔一，14-透光孔二，15-基座二，16-电源二，17-信号处理电路，18-无线发射模块。
【具体实施方式】
[0013]下面结合附图对本发明的一个实施例作进一步的描述:
[0014]如附图1所示，本发明的矿井提升机主轴扭矩检测装置，主要由光源1、光源发生箱体2、透镜、上壳体4、下壳体12、光源接收箱体5、透镜、光感器件7、信号处理单兀8、电源、基座10构成。所述的上壳体4、下壳体12对称扣合在矿井提升机主轴11的外部，上壳体4、下壳体12内间隔设有扣合固定在矿井提升机主轴11上的基座一 10和基座二 15两个基座，上壳体4和下壳体12通过螺母连接并由螺钉固定于基座一 10和基座二 15上，上壳体4和下壳体12对称扣合的地方设置有橡胶层。为提高基座一 10和基座二 15的固定效果，基座一 10和基座二 15自然扣合在转轴上时，基座一 10和基座二 15间预留有5mm间隙；所述的基座一 10上设有光源发生箱体2，在光源发生箱体2上与光源I相对的面上开有透光孔一 13，透光孔一 13和光源I之间设有一个透镜一 3并使光源I位于透镜一 3的一个焦点上；光源发生箱体2内设有电源一 9、与电源一 9相连的光源1、与光源I相对在同一轴线上的透镜一 3，光源I安装于光源发生箱体2中与主轴11垂直且远离光源接收箱体5的面上并与电源9相连接；所述的基座二 15上设有光源接收箱体5，光源接收箱体5内设有信号处理单兀8、与信号处理单兀8相连的光感器件7、与透镜一 3和光感器件7在同一轴线上的透镜二 6，光源发生箱体2和光源接收箱体5相对的两个侧面上分别设有在同一平面上的透光孔，透光孔为与主轴I同心的扇形孔。基座一 10和基座二 15安装箱体的地方制造成一个平面，便于安装光源发生箱体2和光源接收箱体5 ;所述的信号处理单元8包括电源二 16、与电源二 16输出端相连的信号处理电路17,信号处理电路17的输入端与光感器件7的输出端相连，输出端与无线发射模块18相连。
[0015]如图2所示，透光孔一 13为一个与主轴I同心的圆弧型孔，透光孔一 13和透光孔二 14为一次性加工成形，安装时需将透光孔一 13和透光孔二 14对正。[0016]如图3所示，所述的信号处理单元8，包括电源二 16，信号处理电路17和无线发射模块18。
[0017]工作时，将主轴扭矩检测装置安装在提升机主轴11上并与其保持相对静止，当主轴未受力时，光源I的光经过透镜一 3后变成的平行光通过透光孔一 13到达透光孔二 14处，由于透光孔一 13和透光孔二 14初始位置完全对齐，这样通过透光孔一 13的光会全部通过透光孔二 14，然后通过透镜二 6的聚焦后到达感光器件7上；当主轴受力产生扭矩时，扭矩会使基座一 10和基座二 15之间产生相对转动，透光孔一 13和透光孔二 14会出现相应程度的错位，这样透光孔一 13出来的光只有部分通过透光孔二 14和透镜二 6后到达感光器件7上。因而，当主轴11受到大小不同的扭矩时，最终感光器件7接收的光线强弱是不一样的，而这种光线强弱与扭矩的大小呈反比。因此，通过信号处理单元8实时处理感光器件7传回的电信号即可实现对矿井提升机主轴扭矩的检测。使用本发明的装置前需进行标定。
【权利要求】
1.一种轴向差动式矿井提升机主轴扭矩检测装置，其特征在于:它包括对称扣合在矿井提升机主轴(11)外部的上、下壳体，上、下壳体内间隔设有扣合固定在矿井提升机主轴(11)上的基座一(10)和基座二( 15)，所述的基座一(10)上设有光源发生箱体(2)，光源发生箱体(2)内设有电源一(9)、与电源一(9)相连的光源(I)、与光源(I)相对在同一轴线上的透镜一(3 )，所述的基座二( 15 )上设有光源接收箱体(5 )，光源接收箱体(5 )内设有信号处理单元(8 )、与信号处理单元(8 )相连的光感器件(7 )、与透镜一(3 )和光感器件(7 )在同一轴线上的透镜二(6)，光源发生箱体(2)和光源接收箱体(5)相对的两个侧面上分别设有在同一平面上的透光孔，所述的信号处理单元(8)包括电源二(16)、与电源二(16)输出端相连的信号处理电路(17),信号处理电路(17)的输入端与光感器件(7)的输出端相连,输出端与无线发射模块(18)相连。
2.根据权利I要求所述的轴向差动式矿井提升机主轴扭矩检测装置，其特征在于:所述的上、下壳体扣合处设有橡胶层。
3.根据权利I要求所述的轴向差动式矿井提升机主轴扭矩检测装置，其特征在于:所示的透光孔为与主轴(I)同心的扇形孔。
【文档编号】B66B5/00GK103792034SQ201410028404
【公开日】2014年5月14日 申请日期:2014年1月22日 优先权日:2014年1月22日
【发明者】江帆, 朱真才, 李伟, 曹国华, 周公博, 彭玉兴, 沈刚, 卢昊 申请人:中国矿业大学