CONDITION MONITORING AND FAULT DIAGNOSIS FOR TENSION UNBALANCE OF ROPES IN MULTI-ROPE FRICTION WINDER

This paper analyzes the reasons of the tension unbalance of the ropes in multi-rope fric-tion winder, introduces the method of an on-line monitoring rope tensions with a testing device de-veloped by authors, and proposes the criteria of the fault diagnosis and the method of adjustment for the tension unbalance of the ropes, which is important to the theoretical study on the tension unbalance of the ropes and the maintenance of multi-rope winder.

FEASIBILITY AND EXPERIMENT ANALYSIS OF FOUR-ROPES FRICTION HOIST WITHOUT ROPE GROOVES CUTTING

Based on theoretical analysis and experiment, when the difference between the ropes length is ensured, the radius difference between the rope grooves and the difference of the rope strain of a double rope friction hoist will decrease with the increasing of hoisting times. Then the rope grooves cutting are not needed. If the connection form of the ropes or the structure of the frictional wheel of a four ropes friction hoist are changed into as a double ropes hoists, the hoist rope grooves will not need to be cut as well, and the working time will be saved and the service life of the rope lining will be lengthened also.

多绳摩擦提升机多连杆锁绳装置的设计与优化

针对现有锁绳装置锁绳低效、松绳困难、锁绳力不足等问题,设计出一种能够实现在各种载荷工况(尤其重载)下安全、高效地进行锁绳作业的提升钢丝绳锁紧装置(简称锁紧装置)。使用SolidWorks对锁绳装置进行三维建模,采用ANSYS对锁绳装置进行有限元分析;然后对锁绳装置关键部位第一连杆进行优化设计,采用中间复合材料设计方法获得初始优化数据组,并且使用Kriging模型建立响应面模型;最后采用多目标遗传算法进行优化。优化结果显示:第一连杆变形量减小17.46%,最大等效应力减小16.18%,显著提高了锁绳装置的综合性能,为矿井的安全、高效生产提供了保障。

基于整体与局部纹理特征加权融合的港机装备钢丝绳断丝缺陷检测研究

钢丝绳是港机装备的重要部件,由于作业工况环境恶劣,钢丝绳表面极易引起断丝等缺陷,影响港机装备作业安全。针对港机装备钢丝绳表面油泥严重、光照亮度不均,以及港机装备钢丝绳断丝缺陷能够在钢丝绳股顶钢丝椭圆形区域内有效体现的特点,提出了一种基于钢丝绳整体纹理特征与股顶钢丝椭圆形区域边缘轮廓纹理特征加权融合的钢丝绳断丝缺陷检测方法。首先采用图像降噪、增强、校正技术对钢丝绳原始图像进行预处理。然后采用图像平滑、阈值分割及边缘特征提取技术对股顶钢丝椭圆形区域边缘轮廓进行提取。接着采用局部二值模式(LBP)算子分别提取钢丝绳整体纹理特征与股顶钢丝椭圆形区域边缘轮廓纹理特征,并对钢丝绳整体纹理及边缘轮廓纹理特征进行特征加权融合。最后对加权融合后的特征向量进行主成分分析(PCA)法降维,并应用支持向量机(SVM)技术对钢丝绳断丝缺陷进行检测。研究结果表明:本文提出的方法对实际工况下重油泥、光照不均等钢丝绳断丝缺陷具有较好的检测效果,具有一定的工程应用价值。

基于LabVIEW的无极绳绞车绳张力监测系统

由于在煤矿井下工作环境恶劣,而且钢丝绳在使用过程会产生磨损,为了监测无极绳绞车运行过程中钢丝绳张力的变化,设计了一种基于LabVIEW的无极绳绞车绳张力监测系统。该系统具有钢丝绳张力监测、张力预警、历史查询、传感器校准和报警查询功能。实验结果表明,该系统能够实现数据实时传输和张力监测,并具有操作简单、稳定可靠、精度较高等特点,对于井下作业环境的安全保障具有重要意义。

基于磁敏调向的钢丝绳漏磁检测绳股信号抑制方法

分析钢丝绳漏磁检测方法中绳股信号的形成原因,提出了基于磁敏调向的钢丝绳漏磁检测绳股信号抑制方法,且搭建了消除绳股信号特征的磁敏调向试验装置,通过试验对比分析了不同磁敏方向的绳股信号特征,最终确定了抑制绳股信号的最佳磁敏调向。结果表明,该方法极大地抑制了绳股噪声信号,提高了钢丝绳损伤信号信噪比。

无极绳连续牵引车新型防脱压绳轮装置设计

对现有的防脱绳压绳轮装置进行力学分析,确定了传统结构在牵引大负载时需要加大拉簧的弹力,而且当牵引车通过防脱绳装置时,传统结构容易产生巨大的冲击,同时,大的牵引力持续作用在拉簧上也加速了拉簧的损坏。针对上述问题,设计了一种新型的防脱绳压绳轮装置,包括可带动两个压绳轮同步转动的旋转臂,该旋转臂可在一个方向上实现两个压绳轮之间的闭合和打开,且仅需要一个小拉簧就能实现压绳轮的复位,从而减小拉簧的受力,而且当梭子通过两个压绳轮时,两个压绳轮张开幅度较小,从而有效地防止钢丝绳在运行中脱绳。最后,经过将两种结构进行现场试验验证,确定新型防脱绳压绳轮装置可承受最大拉力以及平稳性明显大于传统结构。

绳索驱动下肢训练机器人系统运动稳定性分析

针对绳索驱动下肢训练机器人的稳定性问题,本文建立了绳索驱动下肢训练机器人的运动学和动力学模型,给出了绳索拉力优化解的计算表达式,并推导获得了机器人的系统刚度解析表达式。考虑不同训练对象承受运动强度的能力不同,定义了速度影响函数。综合考虑绳索拉力、系统刚度和速度影响函数等因素定义了机器人系统的运动稳定性评价指标,并通过稳定工作空间、抗干扰稳定工作空间和不同训练轨迹的实例计算明确了机器人工作空间内中上部区域的运动稳定性能更好,为运动支链中的过轮运动规划和训练任务规划提供了理论依据。

井下提升机钢丝绳松绳的故障处理

在当前煤矿开采中,安全管理仍是矿企的主要工作之一,结合提升机在斜井运输中的价值,需要参考钢丝绳松绳故障的影响积极做好故障的处理工作.如何有效增强提升机在斜井运输中的应用安全性,也成为很多矿企需要考虑的问题.基于此,阐述了提升机的工作原理,具体分析了钢丝绳松绳故障的原因,并从钢丝绳排绳、制动减速度、防松预警、钢丝绳维护等方面进行松绳故障的预防.在处理松绳故障并进行运行试验后,主动防护和预警功能可以预防钢丝绳松绳,利于促进矿企实现健康的发展.

电梯限速器测试用提绳装置及提绳方法研究

针对目前将钢丝绳从限速器轮上脱离普遍存在夹不牢、易伤绳、难提起等问题,通过对电梯限速器结构形式及其钢丝绳的受力分析,提出了一种基于增力机构的提绳脱离方法。首先,设计制造了由定位钳、提绳钳、支承轴、支座和单向锁组成的提绳装置,该装置采用台虎钳的螺旋增力原理制成的定位钳和提绳钳对钢丝绳进行了夹紧式固定,采用杠杆的增力原理制成的提绳钳、支承轴和支座对钢丝绳进行了提起,采用基于棘轮机构制成的单向锁对提起钢丝绳进行了定位;然后,通过单轴拉伸试验确定了钢丝绳与提绳钳之间的摩擦系数,通过性能测试确定了提绳装置夹紧和提起钢丝绳的能力;最后,通过现场试验,针对钢丝绳的柔性变形特性,对提绳脱离方法进行了优化。研究结果表明:在电梯静止的情况下,采用该提绳装置,仅需单人施加很小的力,便可将钢丝绳夹紧并提起脱离到满足限速器测试所需的位置,且整个提绳时间不大于1 min。

飘绳锁紧装置设计与应用

针对薄煤层、大倾角、智能化工作面斜切进刀过程中,巷道起伏性较大,易发生局部飘绳问题,设计了一种针对性的飘绳锁紧装置。该装置在原有刮板输送机和电缆槽的基础上进行设计,不仅能够极大节省生产成本,还能保证钢丝绳在拖曳过程中不会出现局部飘绳问题。根据煤矿井下实际应用,飘绳锁紧装置在保证拖缆小车和电缆夹正常移动的前提下,既能保证传递的连续性和可靠性,又能有效解决局部飘绳问题,保证生产安全性,提高生产效率,具有较高的应用价值。

基于改进自适应遗传算法的小径短绳自动打捆机步进电机PID控制

为提高小径短绳自动打捆机步进电机的控制精度,在分析经典遗传算法和经典自适应遗传算法的基础上,引入进化代数和个体适应值排名来指导自适应交叉率和自适应变异率,设计了一个基于改进自适应遗传算法的PID控制器,以削弱进化过程中优良参数的退化现象。MATLAB仿真结果表明,改进的自适应遗传PID提高了收敛精度,并具有更快的收敛速度。针对步进电机的实际测试结果表明,与经典遗传算法相比,改进的自适应遗传PID调整时间更短、超调量更低。

一种履带式爬绳机器人的设计及分析

丘陵地区地势较为复杂,传统交通工具难以实现运输要求。基于此,设计一种履带式爬绳机器人。该机器人整体采用双绳结构,从结构上解决了机器人在绳索上运行过程中的倾斜和侧翻问题。基于连续式爬绳装置原理,设计了履带式爬绳机构,实现了爬绳机器人在绳索上的稳定运行。履带式爬绳机构采用链传动和爬绳足相结合的结构,将爬绳足安装在带耳片的链条上。完成了爬绳机器人整体的结构设计和控制系统的开发,并对爬绳机器人关键零部件和整体框架开展有限元分析,验证了爬绳机器人结构的可靠性。该履带式爬绳机器人解决了复杂地形运输问题,为丘陵地区运输等领域提供了新方案。

一种新型塔式起重机钢丝绳自动计数缠绳截取装置的设计

为方便塔式起重机钢丝绳的更换,设计了一种新型钢丝绳自动计数缠绳截取装置。首先,介绍了钢丝绳的传统换绳方法和旧钢丝绳截取装置,分析了传统方法和旧截绳装置存在的缺陷和需要解决的问题;然后,针对传统方法和老旧钢丝绳截取装置的缺陷,在现有钢丝绳截取方法的基础上,结合施工现场需求,设计了一种新的钢丝绳截取装置;最后,经实践验证,该新型钢丝绳截取装置能提高钢丝绳截取效率,计数准确,减少钢丝绳的折弯损坏量,能满足钢丝绳大批量截取更换的要求,与原装置相比,其性能更优越。

八绳系统中起升钢丝绳调整方法

集装箱堆场自动化轨道式龙门起重机所采用八绳系统中,吊具上架为超静定结构,钢丝绳受吊具上架的刚度影响而受力不均匀,导致八绳系统的钢丝绳在运行中经常出现磨损断裂现象。在分析八绳系统钢丝绳悬挂特点、受力情况基础上,给出了均匀钢丝绳受力、延长钢丝寿命的调整方法。

空间索面独塔钢箱梁斜拉桥索力优化

空间索面斜拉桥由于结构特殊性,索力相互影响复杂,其合理成桥索力以及施工张拉力调整是需要解决的关键问题.为对以上问题进行研究,以石家庄市学府路斜拉桥为工程背景,将结构的弯曲和拉压应变能之和最小作为目标函数,通过控制主梁的挠度、弯矩和斜拉索索力等条件,采用影响矩阵法求解了成桥索力.结合钢箱梁斜拉桥先梁后索的施工特点,研究了不同斜拉索张拉方案的可行性.结果表明,求解得到的最优索力与设计索力误差很小,索力分布合理;通过正装迭代法求解得到不同方案的斜拉索张拉力及成桥索力,分析确定了最优的斜拉索张拉方案,为工程实际提供参考.

落地式多绳摩擦提升机钢丝绳抖动研究

矿井提升机作为一个矿山的咽喉,肩负着保障矿山安全运行的重要任务。随着矿井的不断延伸和日益大型化,多绳摩擦式提升机以其提升能力大、提升高度大、钢丝绳安全系数大、电动机消耗功率低、机器整体尺寸小、造价低等显著优点,被越来越多地用于矿井提升中,成为矿井生产中极为重要的一种设备。

绳拉船靠岸模型的两种情形下绳上任意一点的运动状况

较深入地计算分析了在绳拉船靠岸的过程中,在“拉绳速率一定”“船速一定”两种情形下,绳上任意一点的速度矢量、速率、最大速率、最小速率,并作出绳上任意一点在空间的轨迹图及其速率随绳子角度的变化图像,以及其他的相关配图.此外,还给出在一般的情形下绳上任意一点的速度矢量表达式,以及在三种情形下绳上任意一点的加速度矢量及其大小的表达式等,并加以分析.

JGZ97型万米超深井钻机死绳固定器研制与安全性研究

针对死绳固定器绳轮强度、安全裕度不足和结构失稳等安全问题,根据JZG97型万米超深井钻机死绳固定器绳轮受力及结构特点,提出采用增加腹板的方法来解决死绳固定器绳轮存在的问题。采用有限元法数值模拟,分析了不同腹板绳轮的结构力学性能,三腹板绳轮的强度、安全裕度均满足钻井作业时的安全要求,确定采用三腹板绳轮。实物测试试验中,三腹板绳轮仿真结果与试验结果的最大相对误差为12.95%,综合分析仿真结果与实验结果基本吻合;线性屈曲分析表明,最大死绳拉力作用下的三腹板绳轮临界屈曲载荷为绳轮实际受载的48.8倍,满足结构稳定性要求。研究表明,三腹板绳轮可以解决死绳固定器绳轮存在的问题,可以为万米超深井钻机结构设计提供支持。

提升机首绳连续更换装置的设计及性能测试

为解决传统提升机在更换首绳的过程中存在新旧钢丝绳扭转载荷传递、作用人员劳动强度大、换绳效率低以及成本高等问题,提出了首绳连续更换装置的总体方案,并重点对其中的履带牵引式连续送绳装置、钢丝绳安全防跑装置和液压系统进行设计。最终,通过构建模拟试验平台测试该装置的性能,取得了理想的结果。