的現狀，這些進口儀器很難得到普及。

第二，國產的在線監測設備整體水平還比較低，不能適應礦井復雜的工作環境，難以滿足現代化生產的要求。

針對這種現狀，并為滿足有關企業的實際需要，設計了種新型的提升機鋼絲繩張力檢測系統。

該系統與其它同類產品相比，具有設計新穎，操作方便性能穩定可靠等優點，而且它是在地面上對鋼絲繩進行檢測，可以排除其它同類產品因惡劣的工業現場環境的影響，還便于檢測人員的監測。

國外雖在世紀年代初研制出鋼絲繩張力在線檢測系統，如英國邁克汗姆煤礦年研制成功了將傳感器技術與計算機技術相結合的鋼絲繩張力在線檢測系統，瑞典德國美國也相繼研制出類似產品，但價格十分昂貴，不宜在我國引起推廣。

我國自年以來也開展了鋼絲繩張力檢測傳感器的研究，在此基礎上，開發出礦井提升鋼絲繩張力檢測系統。

但據調查煤礦生產實際使用率不高，尤其是在我省四大礦業集團缺乏此類設備。

目前，國內采用鋼絲繩的設備和設施，大部分都沒有安裝張力自動檢測系統。

為了保證安全，般采用定期更換鋼絲繩或人工的判斷更換時間的辦法，不但浪費大量鋼絲繩，而且斷裂事故時有發生，這主要是由于不能隨時檢測鋼絲繩張力，而容易引起事故。

第章鋼絲繩張力檢測方案系統設計.設計方案的制定方案三點法整個測試系統分為傳感器部分和數據采集處理部分鋼絲繩張力測試儀固定在摩擦提升機架上，如圖所示。

通過在鋼絲繩上安放滾輪，使之產生形變，通過水平方向分力來計算鋼絲繩的縱向張力，如圖所示。

測量時滾輪在鋼絲繩水平壓力下產生位移，通過傳感器將之轉化為壓緊力信號。

壓緊力信號經過放大電路和濾波器后送入轉換電路，再經接口電路進入單片機進行處理輸出，如圖所示。

圖機械測試裝置圖張力測試傳感原理圖檢測流程圖方案二直接接觸法該系統的結構設計采用滾輪將鋼絲繩所受的力傳遞個下面起支撐作用的兩根懸臂梁，通過在兩根懸臂梁上貼應變片測量該轉化的力進而經過換算，得到所要檢測的鋼絲繩的受力的大小如圖導向輪滾筒傳感器裝置推進裝置壓輪圖鋼絲繩的檢測裝置測量時滾輪在鋼絲繩水平壓力下產生位移，通過傳感器將之轉化為壓緊力信號。

二壓緊力信號經過放大電路和濾波器后送入轉換電路，再經接口電路進入單片機進行處理輸出，如圖所示。

摩檫式，提升，晉升，鋼絲繩，張力，檢測，系統，設計，畢業設計，全套，圖紙摘要提升是煤炭行業里的重中之重。

目前煤礦上大多采用多繩摩擦式提升機。

是依靠鋼絲繩與摩擦輪襯墊之間的摩擦力來提升。

由于眾多因素的影響，在使用段時間后，會使各鋼絲繩之間受力不均張力不平衡，這將會造成鋼絲繩的疲勞破壞和摩擦襯墊的早期報廢，甚至會造成滑繩斷繩等重大事故。

因此，在線檢測各鋼絲繩張力的情況致，保持鋼絲繩受力致對延長鋼絲繩的壽命減輕襯墊磨損保證設備安全運行有著很重要的意義。

本文在參考分析其他資料的基礎上，設計了摩擦提升機鋼絲繩張力監測系統，該測試系統分為機械裝置和信號測試兩部分。

機械裝置是由支架壓輪底座軸軸承等主要部件組成。

并根據實際工作情況等因素，合理選擇加工材料，確定支架和底座的外部尺寸，并對軸及軸承等進行強度校核和壽命計算。

以來完成用直接接觸法測量各鋼絲繩的張力。

測試部分依次由彈性元件放大裝置濾波裝置信號轉換裝置處理裝置顯示裝置組成。

從而使所測得的張力步步由力信號通過彈性元件轉換成電信號再通過信號放大濾波采集進而顯示出鋼絲繩的張力的大小。

該測試系統將用于實踐，會對安全生產起到積極的作用。

關鍵詞多繩摩擦提升機鋼絲繩張力傳感器研究意義和內容.國內外發展趨勢第章鋼絲繩張力檢測方案系統設計.設計方案的制定方案三點法方案二直接接觸法.檢測裝置部分的設計.信號處理部分的設計第章鋼絲繩張力檢測裝置的結構設計.引言.檢測裝置的結構設計壓輪的設計軸的設計計算軸承的選擇設計計算彈性元件的設計計算支架的設計支架的移動和固定.力傳感器的設計傳感器的簡述應變片的選擇電阻應變片的測量電橋電路第章鋼絲繩張力檢測處理系統的硬件設計.引言.傳感器信號的前置放大.濾波電路設計與分析.轉換電路的設計.芯片的介紹.口擴展芯片的介紹.操作控制和顯示器電路的設計操作控制的設計顯示器接口電路設計.打印機接口電路的設計.張力測試系統圖結論致謝參考文時間后，會使各鋼絲繩之間受力不均張力不平衡，這將會造成鋼絲繩的疲勞破壞和摩擦襯墊的早期報廢，嚴重時會造成斷繩重大事故。

因此，保持各鋼絲繩張力的致，對延長鋼絲繩的壽命減輕襯墊磨損保證設備安全運行有著很重要的意義。

根據煤礦安全規程規定，任根鋼絲繩的張力與平均張力之差不得超過。

因此統中，被檢測的信號經過傳感器變換后，往往是很微弱的毫伏級的電壓信號如本系統中的壓力傳感器所輸出的電壓信號就是這樣，因此我們必須利用放大電路將這個微弱的電壓信號放大至到，這樣才能由單片機對其進行轉換。

由于通用的運算放大器般都具有毫伏級的失調電壓和每度數微伏的溫漂，因此不能直接用于放大微弱信號。

為了解決微弱信號的放大問題，我們采用了儀表放大器。

儀表放大器是種帶有精密差動電壓增益的器件，由于它具有高輸入阻抗低輸出阻抗強抗共模干擾能力低溫漂低失調電壓和高穩定增益等特點，使其在檢測微弱信號的系統中被廣泛地用作前置放大器。

儀表放大器的電路原理圖如圖所示。

儀表放大器由三個運放構成，并分為兩級第級是兩個同相放大器，第二級是普通的差動放大器，把雙端輸入變為對地的單端輸出。

儀表放大器的增益可用下列公式確定圖儀表放大器原理電路所以為提高共模抑制比和降低溫漂影響，儀表放大器采用對稱結構，即取，根據以上各式，從式中可以看出，通過調節外接電阻的大小可以很方便地改變儀表放大器的增益。

圖的封裝圖本系統采用儀表放大器來放大傳感器所輸出的信號。

是根據典型的三運算放大器改進而成的種單片儀表放大器，適用于精密的數據采集系統，例如傳感器接口。

它具有低價格高精度低噪聲低輸入偏置電壓低功耗的優點。

圖是的芯片封裝圖。

相對參考端電壓產生單端輸出，所以只要使的參考端接地，傳感器承受的壓力和的輸出電壓就成線性關系，可以方便地進行壓力檢測。

內部增益電阻和設置為.千歐姆，可以通過只外接電阻精確地調節之間的任何增益。

在本系統中，考慮到后面還有二階濾波電路，還可以將信號再放大兩倍，所以在放大電路中只需將信號放大倍，就可以滿足轉換的要求。

根據公式可以計算出.濾波電路設計與分析該測試系統所加是直流電壓理想狀態下所輸出的信號是沒有頻率的，但在實際中由于壓輪隨著提升機上滾筒的轉速運動會產生震動，振動頻率與滾筒轉速有關大約是，電磁干擾頻率約為。

在實際工業現場有著各種各樣的干擾，對采集的信號有定的影響。

由于外部干擾的影響，被測電壓或電流的信號上會疊加上干擾信號，通常把這種信號稱為噪聲。

初選軸承軸承為由前面計算得知軸承所受徑向力基本額定動載荷按文獻查的，沖擊負荷系數故滿足要求根據要求選軸承座為了設計的需要需對軸承座進行進步的加工改進，以至更方便于應用。

取鋼做簡支梁，作為應變片的粘貼處彈性元件的設計計算彈性元件的剛度要求的計算運用力學的方法，我們可以把放置應變片的彈性元件簡化成兩端支撐的簡支梁，進而來計算它的變形量。

運用疊加法求彎曲變形可得，彈性元件的最大變形量撓度為彈性元件的最大轉角為其中彈性元件在力作用下的變形量彈性元件的在力作用下的轉角材料的彈性模量在這里取鋼的彈性模量為彈性元件的轉動慣量其中對于橫截面為矩形的元件則彈性元件的長度作用在彈性元件中點即處的力要滿足彈性元件的剛度要求，則需要滿足其中現設定彈性元件的長度毫米，橫截面的寬度厚度則彈性元件的轉動慣量為當作用在單根鋼絲繩上的力時，經過鋼絲繩檢測裝置的轉化，則作用在每個彈性元件上的力.則此時彈性元件的變形量為在的范圍內扭轉角為所以有上述可知該彈性元件滿足剛度的要求。

彈性元件的強度要求計算彈性元件長為寬為厚為彈性元件的尺寸的選用符合要求彈性元件受力圖彈性元件剪力圖彈性元件扭矩圖圖彈性元件的受力簡圖支架的設計為了節減經費，在本設計設計中，支架采用鋼做材料。

同時考慮到每根鋼絲繩之間的間距以及彈性元件的尺寸，設置支架的總體長度為毫米，總體高度為毫米，寬度為毫米。

為了保持支架的強度，在支架的中部，也就是安裝壓輪的中心部位，焊接有四根槽鋼為肋板，同時為了便于支架的固定和移動，在支架的兩側設置有四個長螺栓孔。

其結構簡圖如圖所示。

圖支架的結構設計支架的移動和緊固支架的移動是靠兩邊的可調螺柱實現的順時針逆時針的調節螺母可以實現支架的前后的較小量的位移，達到所需的位移時將兩邊的緊固螺母緊固從而固定住支架的位置。

緊固力的校核，因為緊固螺母僅受橫向載荷，當采用螺栓桿與孔壁留有間隙的普通螺栓連接時是靠連接預緊后在結合面間產生的摩擦力來抵抗橫向載荷，計算時可認為，在橫向總載荷的作用下，各螺栓所承擔的工作載荷是均等的。

因此每個螺栓所受的橫向工作剪力為，假設各螺栓所受的預緊力均為螺栓數目為，平衡條件為由此得預緊力為式中結合面的摩擦系數，見表結合面數螺栓數目防滑系數，對于普通螺栓連接，應保證連接預緊后，結合面間所產生的最大摩擦力必須大于或等于橫向載荷。

當。

圖檢測流程圖兩個設計方案是經過現場實習調查和查閱許多有關鋼絲繩張力檢測的相關資料的基礎確定的，對此課題所設計的內容已基本掌握，同時對于目前礦井提升機鋼絲繩在線檢測的方法做了初步的調研。

在前不久的實習調研過程中，還曾經到雞西市杏花礦去現場調查研究，主要是對多繩摩擦式提升機的結構布局狀況及空間位置進行進步的了解。

杏花礦采用的是.型號的多繩摩擦式提升機，該型號提升機的主導輪的直徑是.米，導向輪的直徑是米，鋼絲繩所能承受的最大靜張力是牛頓，鋼絲繩的最大的靜張力差為牛頓，它共四根繩組成，鋼絲繩之間的間距為毫米，每根鋼絲繩的直徑為.毫米。

這些都是設計的基本數據，同時現場技術人員也為張力檢測的結構設計提供了些思路和建議，為更好的完成設計提供了保障。

從設計方案和技術上看機械部分的結構簡單容易加工制造，電路部分也都是目前成型技術，再加上我的指導老師在測試技術方面有多年的經驗和技術，所以設計方案可行，并能夠達到預期的效果。

方案和方案二不僅可以實現靜態檢測，也可以在運行狀態下對鋼絲繩進行在線檢測，它不僅不影響礦井提升機以及其它設備的正常工作，而且該系統的檢測精度高，可以將信息存儲，可隨時調用，為檢測人員提供可靠有效的信息。

可在實際操作中方案比較繁瑣，容易出錯，花費加大，不如方案二簡單方便。

故選擇方案二。

.檢測裝置部分的設計在煤礦的基建和生產中，連續實時地檢測鋼絲繩的載荷重量及鋼絲繩的張力的大小，并根據需要進行數據的分析和計算等，將有利于提高鋼絲繩的安全運行和使用壽命的提高。

本論文所提供的鋼絲繩的張力檢測系統是在參考其他多種檢測方法的基礎上，設計的種較為方便簡單有效的鋼絲繩張力檢測系統。

該系統采用壓輪力電轉換傳感器法為原

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