一种摩擦式矿井提升机刚性罐道故障定位系统的制作方法

本发明涉及矿井提升机刚性罐道的状态监测系统，特别是一种摩擦式矿井提升机刚性罐道故障定位系统。

背景技术：

矿井提升机在煤矿开采中具有十分重要的作用，矿井提升系统大多采用刚性罐道。当提升容器在高速运行过程中，一旦刚性罐道出现错位、凸起、螺栓松动等异常情况，必然会对提升容器产生巨大的冲击，加速罐道的毁坏，造成卡阻甚至卡滞， 严重影响矿井提升安全。

当前，矿井提升机的刚性罐道故障主要依靠人工检测，耗费了大量的人力与时间，严重影响了原煤的生产效率。

技术实现要素：

针对已有技术存在的问题，一种摩擦式矿井提升机刚性罐道故障定位系统，以解决现有定位方法不能满足提升容器运动情况下刚性罐道的故障位置的实时识别的问题。具体由以下技术方案实现：

一种摩擦式矿井提升机刚性罐道故障定位系统，包括：振动传感器，与提升容器固定连接，采集提升容器在刚性罐道上运行时产生的振动值；位置信号传感器，检测提升容器在罐道上运行时提升容器的位置信号；以及计算机，与振动值采集单元以及位置信号传感器通信，将振动值与位置信号同步并且将振动值与设定阈值进行比较，在振动值大于设定阈值时读取同步位置信号并输出此时的位置数据。

所述的摩擦式矿井提升机刚性罐道故障定位系统，其进一步设计在于，所述振动传感器包括三向振动加速度传感器、微处理器以及无线信号发射装置，所述三向振动加速度传感器固定设置于提升容器的罐耳的基座上，三向振动加速度传感器采集提升容器在罐道上运行时三个方向的振动加速度信号；微处理器与两个三向振动加速度传感器信号连接，该微处理器获取的三个方向的实时振动加速度信号，计算出三个方向的实时振动加速度峰值的最大值，即为所述振动值；所述无线发射装置与微处理器信号连接，将所述振动值以每秒20-30组的速度传送至安装在井口的无线信号接收装置,并经由无线信号接收装置传输至计算机。

所述的摩擦式矿井提升机刚性罐道故障定位系统，其进一步设计在于，所述三向振动加速度传感器有两只，并且分别固定设置于提升容器的两个罐耳的基座上。

所述的摩擦式矿井提升机刚性罐道故障定位系统，其进一步设计在于，所述位置信号传感器为增量式的轴编码器，所述轴编码器的输入轴同轴连接有一滚动轮，所述滚动轮与位于矿井井口的提升机摩擦轮的内轮缘相抵并随着提升机摩擦轮的转动而转动；轴编码器的输出端连接有数字量采集卡，所述数字量采集卡与计算机信号连接；所述计算机读取数字量采集卡输出的实时脉冲数量并根据滚动轮以及提升机摩擦轮的直径长度计算得出提升容器在罐道上实时的位置数据。

所述的摩擦式矿井提升机刚性罐道故障定位系统，其进一步设计在于，还包括固定设置于提升容器一侧的故障位置标记机构，所述故障位置标记机构包括若干个标记件、储存箱、输出轮以及与所述输出轮驱动连接的电机；所述标记件包括壳体、按压式开关和置于壳体内的电源、声光报警器；所述电源与按压式开关以及声光报警器串接，在按压式开关闭合时，声光报警器发出警报；壳体的一端设置有通孔，所述按压式开关的按压端自所述通孔延伸至壳体外；所述储存箱纵向一侧面纵向设置有槽口，所述标记件纵向排列于储存箱内并且标记件的按压式开关的按压端穿过槽口处于所述储存箱的外部，并且储存箱的外壁固定设置有位于槽口下部一侧的按压杆；储存箱的底面开口，所述输出轮与储存箱底面开口相抵从而封堵所述储存箱的开口，储存箱内部设置有将所述标记件向下挤压的弹簧；输出轮的边沿开设有与所述标记件等宽的卡槽，输出轮在电机的作用下转动时，一个标记件在弹簧的弹力以及自重作用下落入卡槽并且随输出轮转动使得所述按压式开关的按压端收到按压杆的挤压从而闭合继而连接所述标记件内的电源与声光报警器，在输出轮的卡槽向下时，所述标记件从卡槽中滑出；所述电机的控制部经由所述通信单元与所述计算机信号连接；在所述振动加速度值大于故障振动加速度阈值时，电机驱动所述输出轮转动一圈。

本发明的有益效果在于：通过采集提升容器振动传感器的加速度信号与提升容器的实时位置信号，一旦刚性罐道出现错位、凸起、螺栓松动等故障，必然会对提升容器产生巨大的冲击，此时，将三向振动加速度传感器的实时振动加速度峰值信号与提升容器的实时位置信号进行同步匹配，输出故障位置数据并及时报警，以便维护人员直接到故障处进行检修，提高了刚性罐道故障定位精度，大幅节省了故障检修时间，提高了原煤生产效率；通过设置故障位置标记机构，可以进一步精确并且直观地查找到故障位置。

附图说明

图1为发明实施例1的系统组成图。

图2为发明实施例1的振动传感器安装布置图。

图3为发明实施例1的提升容器位置信号传感器安装布置图。

图4为发明实施例2故障位置标记机构的内部结构示意图。

图5为故障位置标记机构外侧面结构示意图。

图6为标记件的内部结构示意图。

图7为输出轮的卡槽结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图中的实施例对本发明作进一步的描述：

实施例1：

如图1所示的一种摩擦式矿井提升机刚性罐道故障定位系统，包括：振动传感器100，与提升容器固定连接，采集提升容器在刚性罐道上运行时产生的振动值；位置信号传感器200，检测提升容器在罐道上运行时提升容器的位置信号；以及计算机300，与振动值采集单元以及位置信号传感器通信。

计算机300具有信号分析模块301、故障数据存储模块302以及故障数据查询模块303；信号分析模块将振动值与位置信号同步并且将振动值与设定阈值进行比较，在振动值大于设定阈值时读取同步位置信号并生成此时的位置数据；此时的振动值以及同步的位置数据即故障数据；故障数据存储模块记录故障数据；故障数据查询模块用于调取并输出故障数据。

振动传感器100包括三向振动加速度传感器101、微处理器102以及无线信号发射装置103，如图2所示，三向振动加速度传感器固定设置于提升容器700的罐耳701的基座702上，三向振动加速度传感器采集提升容器在罐道上运行时三个方向的振动加速度信号；微处理器与两个三向振动加速度传感器信号连接，该微处理器获取的三个方向的实时振动加速度信号，计算出三个方向的实时振动加速度峰值的最大值，即为所述振动值；无线发射装置与微处理器信号连接，将振动值以每秒20-30组的速度传送至安装在井口的无线信号接收装置400,并经由无线信号接收装置400传输至计算机300。

位置信号传感器200为增量式的轴编码器，轴编码器的输入轴同轴连接有一滚动轮500，如图3所示，滚动轮与位于矿井井口的提升机摩擦轮600的内轮缘相抵并随着提升机摩擦轮600的转动而转动；轴编码器的输出端连接有数字量采集卡201，数字量采集卡与计算机信号连接；计算机读取数字量采集卡输出的实时脉冲数量并根据滚动轮的直径d以及提升机摩擦轮的直径D计算得出提升容器在罐道上实时的位置数据。

具体而言，在提升容器在刚性罐道上运行过程中，如果刚性罐道800产生错位、凸起及螺栓松动等故障,则提升容器的罐耳的基座上必然产生较大的冲击，从而振动传感器输出较大的振动值；当振动值超过了预先设定的故障振动加速度阈值时，计算机生成故障数据并及时报警。该实施例可以在提升容器在运行过程中进行实时定位，也可以在提升机井口到位开关检测到提升容器到位后对故障进行定位，检修人员可以根据报警提示或者查询故障数据去往故障地点进行及时检修。

实施例2：

实施例1采用的轴编码器的滚动轮与提升机摩擦轮由于作业环境存在较多粉尘，并且滚动轮由于转动频率较高可能产生磨损最终导致打滑现象，继而可能导致提升容器的实时位置数据与故障位置存在偏差。

因此在实施例1的基础上增设一个安装于提升容器侧壁的故障位置标记机构900，结合图4，具体包括若干个标记件910、储存箱920、输出轮930以及与输出轮驱动连接的电机（图中未画出）；如图6所示，标记件包括壳体911、按压式开关912和置于壳体内的电源913、声光报警器914；电源与按压式开关以及声光报警器串接，在按压式开关闭合时，声光报警器发出声光警报；壳体911的一端设置有通孔，按压式开关的按压端自通孔延伸至壳体外；如图5所示，储存箱920纵向一侧面纵向设置有槽口921，标记件纵向排列于储存箱内并且标记件的按压式开关的按压端穿过槽口处于储存箱的外部，并且储存箱的外壁固定设置有位于槽口下部一侧的按压杆922；储存箱的底面开口，输出轮与储存箱底面开口相抵从而封堵储存箱的开口，储存箱内部设置有将标记件向下挤压的弹簧923；如图7所示，输出轮的边沿开设有与标记件等宽的卡槽931，输出轮在电机的作用下转动时，一个标记件在弹簧的弹力以及自重作用下落入卡槽并且随输出轮转动使得按压式开关的按压端收到按压杆的挤压从而闭合继而连接标记件内的电源与声光报警器，在输出轮的卡槽向下时，标记件从卡槽中滑出；电机的控制部经由通信单元与计算机信号连接；在振动加速度值大于故障振动加速度阈值时，电机驱动输出轮转动一圈，从而将一个标记件的声光报警器接通电源后丢弃在故障位置点。

从而检修人员根据计算机输出的故障数据去往实地进行检修时，同步观察声光报警器发出的声光信号，可以快速准确地确定故障位置。