（定稿）摩檫式提升机钢丝绳张力检测系统设计（全套下载）

在该测量系统当中，我们采用应变片的自动补偿的方法。

应变片的自动补偿运用的是粘贴在被测部位上的是种特殊的应变片，当温度变化时，产生的附加应变为零或相互抵消，这种应变片被称为温度自补偿应变片。

在设计和制作本传感器的时候。

我们采取在弹性元件变形量最大部位上下对称贴片的方式，并且采用全桥式测量电路，也就是说，我们在制作本传感器的过程中，采取的是温度自动补偿的方式，而不需要再加其他的温度补偿电路。

电阻应变片的测量电桥电路应变片可以将应变转换成为电阻的变化，为了显示记录应变的大小，还要把电阻的变化再转化为电压的变化，因此，需要有专门的测量电路，我们通常采用直流电桥或者是交流电桥。

下面简单介绍下有关电桥电路的工作原理如图所示，电桥的各臂的电阻分别为他们可以全部或部分是应变片。

则电桥的输出电压为当时，电桥处于平衡状态，输出电压。

若电桥的各臂均有相应的电阻增量，则由式得图直流电桥的电路图电阻应变片在弹性元件上的布置图在实际所使用的电桥中，往往采用等臂电桥，即。

此时，式可写为当时，略去上面的高阶微量利用式，式可写为上式表明时，桥路的输出电压与应变成线性关系。

若相邻两桥臂的应变极性致，即同为拉应变或压应变时，输出电压为两者之差若相邻两桥臂的应变极性不同时，则输出电压为两者之和。

电桥的供电电压越高，输出电压就越大。

增大电阻的应变片的灵敏度系数，可以提高电桥的输出电压。

由于全桥电路具有电桥灵敏度高，并且采用全桥差动电路还可以减小或消除非线性误差。

所以我们在设计制作本系统时采用全桥电路。

将变形量带入第章钢丝绳张力检测处理系统的硬件设计.引言钢丝绳检测系统通过检测装置所检测的信号最终要通过信号处理装置进行处理。

在这系统当中，我们首先将传感器所得到的信号进行放大，然后又考虑到在检测信号的过程中所引入的噪声信号，因此又将其通过二阶低通滤波器进行滤波，然后才进行模数转换，并将转换后的数字信号传送到以为核心的单片机中进行处理，再通过显示器显示出各根钢丝绳的张力。

图检测系统简图.传感器信号的前置放大在数据采集系如果用这个力拧紧以下的钢制螺栓时，就很可能过载拧断。

故尽可能不采用直径过小的螺栓。

该测试中所用的预紧力大于。

故采用以上的螺栓。

螺栓的剪切强度条件为，故的螺栓符合要求。

.力传感器的设计传感器的简述.传感器的构成传感器是种以定精确度把被测量的物理量主要是非电量转换为与之有响应确定关系的便于应用的种物理量主要是电量的测量装置。

传感器般由敏感元件转换元件和转换电路三部分组成。

敏感元件敏感元件是直接感受被测量量，并输出与被测量量成确定关系的物理量的元件。

转换元件敏感元件的输出就是转换元件的输入，转换元件不输入转换成电路参数。

转换电路将转换元件所输出的电路参数接入转换电路，便可以转换成电量输出。

实际上，并非所有的传感器都有这些部分组成。

有些部分简单，有些则较为复杂。

在目前，各式各样的传感器已经被广泛的使用到各个领域。

传感器由于种类繁多，分类方法也多种多样，按照传感器的工作机理，可将它分为物理型化学型生物型等按照构成原理，可分为结构型和物性型两大类按照传感器的能量转换情况，可分为能量控制型传感器和能量转换型传感器按照物理原理分类，可分为电参量式传感器包括电阻式电感式电容式等磁电式传感器压电式传感器光电式等按照传感器的使用分类，可分为位移传感器压力传感器振动传感器温度传感器等。

应变式传感器简介电阻应变式传感器由于具有结构简单体积小使用方便性能稳定可靠灵敏度高动态响应快适合静态及动态测量测量精度高等诸多优点，因此是目前应用最为广泛的传感器之。

电阻应变式传感器有弹性元件和电阻应变片构成。

当弹性元件感受被测量物理量的时候，其表面产生应变，粘贴在弹性元件表面的应变片的电阻值将随着弹性元件的应变而相应发生变化。

通过测量电阻应变片的电阻值的变化，可以用来测量位移加速度力力矩压力等参数。

应变片的选择金属电阻应变片的工作原理电阻应变片的工作原理是基于金属的应变效应。

金属丝的电阻随着它所受到的机械变形拉伸或压缩的大小而发生相应的变化的现象称为金属的电阻应变效应。

信号处理装置采用的是单片机，它主要完成对输入的多路信号进行采集放大滤波等各种处理和加工等，并根据需要输出多种方式的信息，以便使用。

本系统的力传感器是根据系统设计的需要而自己设计制做的检测装置上贴上电阻应变片而自行设计制作的。

在把钢丝绳的张力转化成电压信号之前，通过该结构已经把钢丝绳的张力转化成了作用在检测装置压轮上的压力，这问题将在下章的钢丝绳的张力检测结构设计中解决。

图钢丝绳检测系统框图.信号处理部分的设计单片机因为具有体积小功能强可靠性高性能价格比高等许多优点，因而成为研制信号处理装置中不可缺少的主要环节和重要组成部分，以实现以单片机为中心部件，与其他相关部分的结合共同组成整体装置，在软件的支持下，完成检测分析等各种任务。

其本装置的组成框图如图所示。

图信号处理装置组成框图装置具有以下的主要功能特点系统具有自动检测的功能本系统可以同时对多路信号进行采集检测和处理可以显示出当前所检测的钢丝绳的张力值本系统还可以通过微型打印机将各根钢丝绳的张力打印出来为以后的调用做准备在根钢丝绳的张力超出允许范围时或系统出现问题时具有报警功能允许技术操作人员通过键盘进行人机通讯。

第章钢丝绳张力检测装置的结构设计.引言本检测装置的结构部分包括有总体支架压轮弹性元件安装压轮的轴滚动轴承等几部分组成，如图所示。

下面针对几部分做详细的设计论述.钢丝绳.轴.轴承座.压轮.弹性元件图检测装置结构简图设计的主要参数检测钢丝绳数根钢丝绳直径小于或等于最大测力吨检测装置高度不超过检测装置的结构设计压轮的设计钢丝绳直径为.取压轮直径为。

压轮沟槽取两边边宽为压轮与钢丝绳的夹角设为。

压轮沟槽取可放置直径为的钢丝绳。

图压轮简图图压轮受力简图轴的设计计算根据压轮的宽度选择轴和压轮配合处的长度为。

为使压轮在轴的轴向方向上很好的固定在轴上可设置轴肩。

选取轴受力点到轴承中点的距离为。

轴的直径可根据以知条件进行计算选取。

图轴的结构简图最大张力为选取倾角为选取轴受力点到轴承中点的距离为最大许用应力故轴的径向力图剪切力图扭矩图图轴的受力简图轴承的选择设计计算提升机提升速度选取为国内外的提升设备钢丝绳张力监测水平已有较大进步，功能和自动化程度都有较大提高。

但总体来看，还存在着两个问题。

第，进口仪器普遍价格昂贵，且功能方面不能完全满足生产的实际需要，鉴于目前我国矿山企业的现状，这些进口仪器很难得到普及。

第二，国产的在线监测设备整体水平还比较低，不能适应矿井复杂的工作环境，难以满足现代化生产的要求。

针对这种现状，并为满足有关企业的实际需要，设计了种新型的提升机钢丝绳张力检测系统。

该系统与其它同类产品相比，具有设计新颖，操作方便性能稳定可靠等优点，而且它是在地面上对钢丝绳进行检测，可以排除其它同类产品因恶劣的工业现场环境的影响，还便于检测人员的监测。

国外虽在世纪年代初研制出钢丝绳张力在线检测系统，如英国迈克汗姆煤矿年研制成功了将传感器技术与计算机技术相结合的钢丝绳张力在线检测系统，瑞典德国美国也相继研制出类似产品，但价格十分昂贵，不宜在我国引起推广。

我国自年以来也开展了钢丝绳张力检测传感器的研究，在此基础上，开发出矿井提升钢丝绳张力检测系统。

但据调查煤矿生产实际使用率不高，尤其是在我省四大矿业集团缺乏此类设备。

目前，国内采用钢丝绳的设备和设施，大部分都没有安装张力自动检测系统。

为了保证安全，般采用定期更换钢丝绳或人工的判断更换时间的办法，不但浪费大量钢丝绳，而且断裂事故时有发生，这主要是由于不能随时检测钢丝绳张力，而容易引起事故。

第章钢丝绳张力检测方案系统设计.设计方案的制定方案三点法整个测试系统分为传感器部分和数据采集处理部分钢丝绳张力测试仪固定在摩擦提升机架上，如图所示。

通过在钢丝绳上安放滚轮，使之产生形变，通过水平方向分力来计算钢丝绳的纵向张力，如图所示。

测量时滚轮在钢丝绳水平压力下产生位移，通过传感器将之转化为压紧力信号。

压紧力信号经过放大电路和滤波器后送入转换电路，再经接口电路进入单片机进行处理输出，如图所示。

图机械测试装置图张力测试传感原理图检测流程图方案二直接接触法该系统的结构设计采用滚轮将钢丝绳所受的力传递个下面起支撑作用的两根悬臂梁，通过在两根悬臂梁上贴应变片测量该转化的力进而经过换算，得到所要检测的钢丝绳的受力的大小如图导向轮滚筒传感器装置推进装置压轮图钢丝绳的检测装置测量时滚轮在钢丝绳水平压力下产生位移，通过传感器将之转化为压紧力信号。

二压紧力信号经过放大电路和滤波器后送入转换电路，再经接口电路进入单片机进行处理输出，如图所示。

摩檫式，提升，晋升，钢丝绳，张力，检测，系统，设计，毕业设计，全套，图纸摘要提升是煤炭行业里的重中之重。

目前煤矿上大多采用多绳摩擦式提升机。

是依靠钢丝绳与摩擦轮衬垫之间的摩擦力来提升。

由于众多因素的影响，在使用段时间后，会使各钢丝绳之间受力不均张力不平衡，这将会造成钢丝绳的疲劳破坏和摩擦衬垫的早期报废，甚至会造成滑绳断绳等重大事故。

因此，在线检测各钢丝绳张力的情况致，保持钢丝绳受力致对延长钢丝绳的寿命减轻衬垫磨损保证设备安全运行有着很重要的意义。

本文在参考分析其他资料的基础上，设计了摩擦提升机钢丝绳张力监测系统，该测试系统分为机械装置和信号测试两部分。

机械装置是由支架压轮底座轴轴承等主要部件组成。

并根据实际工作情况等因素，合理选择加工材料，确定支架和底座的外部尺寸，并对轴及轴承等进行强度校核和寿命计算。

以来完成用直接接触法测量各钢丝绳的张力。

测试部分依次由弹性元件放大装置滤波装置信号转换装置处理装置显示装置组成。

从而使所测得的张力步步由力信号通过弹性元件转换成电信号再通过信号放大滤波采集进而显示出钢丝绳的张力的大小。

该测试系统将用于实践，会对安全生产起到积极的作用。

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