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。关键词多绳摩擦提升机钢丝绳张力传感器研究意义和内容.国内外发展趋势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方案二直接接触法.检测装置部分的设计.信号处理部分的设计第章钢丝绳张力检测装置的结构设计.引言.检测装置的结构设计压轮的设计轴的设计计算轴承的选择设计计算弹性元件的设计计算支架的设计支架的移动和固定.力传感器的设计传感器的简述应变片的选择电阻应变片的测量电桥电路第章钢丝绳张力检测处理系统的硬件设计.引言.传感器信号的前置放大.滤波电路设计与分析.转换电路的设计.芯片的介绍.口扩展芯片的介绍.操作控制和显示器电路的设计操作控制的设计显示器接口电路设计.打印机接口电路的设计.张力测试系统图结论致谢参考文时间后,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，严重时会造成断绳重大事故。因此，保持各钢丝绳张力的致，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。根据煤矿安全规程规定，任根钢丝绳的张力与平均张力之差不得超过。因此统中，被检测的信号经过传感器变换后，往往是很微弱的毫伏级的电压信号如本系统中的压力传感器所输出的电压信号就是这样，因此我们必须利用放大电路将这个微弱的电压信号放大至到，这样才能由单片机对其进行转换。由于通用的运算放大器般都具有毫伏级的失调电压和每度数微伏的温漂，因此不能直接用于放大微弱信号。为了解决微弱信号的放大问题，我们采用了仪表放大器。仪表放大器是种带有精密差动电压增益的器件，由于它具有高输入阻抗低输出阻抗强抗共模干扰能力低温漂低失调电压和高稳定增益等特点，使其在检测微弱信号的系统中被广泛地用作前置放大器。仪表放大器的电路原理图如图所示。仪表放大器由三个运放构成，并分为两级第级是两个同相放大器，第二级是普通的差动放大器，把双端输入变为对地的单端输出。仪表放大器的增益可用下列公式确定图仪表放大器原理电路所以为提高共模抑制比和降低温漂影响，仪表放大器采用对称结构，即取，根据以上各式，从式中可以看出，通过调节外接电阻的大小可以很方便地改变仪表放大器的增益。图的封装图本系统采用仪表放大器来放大传感器所输出的信号。是根据典型的三运算放大器改进而成的种单片仪表放大器，适用于精密的数据采集系统，例如传感器接口。它具有低价格高精度低噪声低输入偏置电压低功耗的优点。图是的芯片封装图。相对参考端电压产生单端输出，所以只要使的参考端接地，传感器承受的压力和的输出电压就成线性关系，可以方便地进行压力检测。内部增益电阻和设置为.千欧姆，可以通过只外接电阻精确地调节之间的任何增益。在本系统中，考虑到后面还有二阶滤波电路，还可以将信号再放大两倍，所以在放大电路中只需将信号放大倍，就可以满足转换的要求。根据公式可以计算出.滤波电路设计与分析该测试系统所加是直流电压理想状态下所输出的信号是没有频率的，但在实际中由于压轮随着提升机上滚筒的转速运动会产生震动，振动频率与滚筒转速有关大约是，电磁干扰频率约为。在实际工业现场有着各种各样的干扰，对采集的信号有定的影响。由于外部干扰的影响，被测电压或电流的信号上会叠加上干扰信号，通常把这种信号称为噪声。初选轴承轴承为由前面计算得知轴承所受径向力基本额定动载荷按文献查的，冲击负荷系数故满足要求根据要求选轴承座为了设计的需要需对轴承座进行进步的加工改进，以至更方便于应用。取钢做简支梁，作为应变片的粘贴处弹性元件的设计计算弹性元件的刚度要求的计算运用力学的方法，我们可以把放置应变片的弹性元件简化成两端支撑的简支梁，进而来计算它的变形量。运用叠加法求弯曲变形可得，弹性元件的最大变形量挠度为弹性元件的最大转角为其中弹性元件在力作用下的变形量弹性元件的在力作用下的转角材料的弹性模量在这里取钢的弹性模量为弹性元件的转动惯量其中对于横截面为矩形的元件则弹性元件的长度作用在弹性元件中点即处的力要满足弹性元件的刚度要求，则需要满足其中现设定弹性元件的长度毫米，横截面的宽度厚度则弹性元件的转动惯量为当作用在单根钢丝绳上的力时，经过钢丝绳检测装置的转化，则作用在每个弹性元件上的力.则此时弹性元件的变形量为在的范围内扭转角为所以有上述可知该弹性元件满足刚度的要求。弹性元件的强度要求计算弹性元件长为宽为厚为弹性元件的尺寸的选用符合要求弹性元件受力图弹性元件剪力图弹性元件扭矩图图弹性元件的受力简图支架的设计为了节减经费，在本设计设计中，支架采用钢做材料。同时考虑到每根钢丝绳之间的间距以及弹性元件的尺寸，设置支架的总体长度为毫米，总体高度为毫米，宽度为毫米。为了保持支架的强度，在支架的中部，也就是安装压轮的中心部位，焊接有四根槽钢为肋板，同时为了便于支架的固定和移动，在支架的两侧设置有四个长螺栓孔。其结构简图如图所示。图支架的结构设计支架的移动和紧固支架的移动是靠两边的可调螺柱实现的顺时针逆时针的调节螺母可以实现支架的前后的较小量的位移，达到所需的位移时将两边的紧固螺母紧固从而固定住支架的位置。紧固力的校核，因为紧固螺母仅受横向载荷，当采用螺栓杆与孔壁留有间隙的普通螺栓连接时是靠连接预紧后在结合面间产生的摩擦力来抵抗横向载荷，计算时可认为，在横向总载荷的作用下，各螺栓所承担的工作载荷是均等的。因此每个螺栓所受的横向工作剪力为，假设各螺栓所受的预紧力均为螺栓数目为，平衡条件为由此得预紧力为式中结合面的摩擦系数，见表结合面数螺栓数目防滑系数，对于普通螺栓连接，应保证连接预紧后，结合面间所产生的最大摩擦力必须大于或等于横向载荷。当。图检测流程图两个设计方案是经过现场实习调查和查阅许多有关钢丝绳张力检测的相关资料的基础确定的，对此课题所设计的内容已基本掌握，同时对于目前矿井提升机钢丝绳在线检测的方法做了初步的调研。在前不久的实习调研过程中，还曾经到鸡西市杏花矿去现场调查研究，主要是对多绳摩擦式提升机的结构布局状况及空间位置进行进步的了解。杏花矿采用的是.型号的多绳摩擦式提升机，该型号提升机的主导轮的直径是.米，导向轮的直径是米，钢丝绳所能承受的最大静张力是牛顿，钢丝绳的最大的静张力差为牛顿，它共四根绳组成，钢丝绳之间的间距为毫米，每根钢丝绳的直径为.毫米。这些都是设计的基本数据，同时现场技术人员也为张力检测的结构设计提供了些思路和建议，为更好的完成设计提供了保障。从设计方案和技术上看机械部分的结构简单容易加工制造，电路部分也都是目前成型技术，再加上我的指导老师在测试技术方面有多年的经验和技术，所以设计方案可行，并能够达到预期的效果。方案和方案二不仅可以实现静态检测,也可以在运行状态下对钢丝绳进行在线检测，它不仅不影响矿井提升机以及其它设备的正常工作，而且该系统的检测精度高,可以将信息存储,可随时调用，为检测人员提供可靠有效的信息。可在实际操作中方案比较繁琐，容易出错，花费加大，不如方案二简单方便。故选择方案二。.检测装置部分的设计在煤矿的基建和生产中，连续实时地检测钢丝绳的载荷重量及钢丝绳的张力的大小，并根据需要进行数据的分析和计算等，将有利于提高钢丝绳的安全运行和使用寿命的提高。本论文所提供的钢丝绳的张力检测系统是在参考其他多种检测方法的基础上，设计的种较为方便简单有效的钢丝绳张力检测系统。该系统采用压轮力电转换传感器法为原