钢丝绳平均张力测量方法及设备的研究
多绳摩擦提升机钢丝绳(首绳)张力的测量与调整
多绳摩擦提升机钢丝绳（首绳）张力的测量与调整摘要：多绳摩擦式提升机的提升容器和载荷由几根钢丝绳共同承担，如何尽可能使每根绳受力均匀，通过对钢丝绳长度和驱动滚筒衬垫的车削和调整，可以最大限度延长钢丝绳的使用寿命。
关键词：钢丝绳长度绳槽直径多绳摩擦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，机器整体尺寸小等优点，被越来越多应用于矿井提升中.安徽铜冠（庐江）矿业的主副井都是落地式多绳摩擦提升机。
由于容器及提升载荷的重量由几根钢丝绳（首绳）共同承担，如何使几根钢丝绳受力均匀，减少钢丝绳张力差，对延长钢丝绳及驱动滚筒衬垫的使用寿命尤为重要。
《煤矿安全规程》规定各钢丝绳张力与平均张力之差不得超过±10%。
通过对现场已经投入使用副井首绳的长期细致观察发现，受力越小的钢丝绳，抖动越严重，绳槽磨损越严重（严重时出现锯绳槽现象，即驱动滚筒周围出现驱动滚筒衬垫粉末），断丝现象越多，而张力较大的钢丝绳情况要好得多；如果不能及时解决钢丝绳受力不均问题，甚至可能出现个别钢丝绳受力过大发生断丝。
所以为了使多绳提升机安全平稳地运转，首要的问题是要使提升荷载尽可能均匀地分配在提升装置中的各条钢丝绳上。
1 影响各条钢丝绳张力大小的因素1.1 钢丝绳的弹性伸长由于新绳、旧绳的弹性伸长量不同，所以多绳摩擦式提升机几根首绳必须同时更换，所更换的新绳必须选用同一生产厂家、同一批次生产的钢丝绳，尽量减少弹性伸长量的变化。
1.2 每根钢丝绳的总长度。
实际上在悬挂新钢丝绳时，其长度不可能绝对相等，存在着安装误差，较短的钢丝绳受力大，较长的钢丝绳受力小，每根钢丝绳总长度不一样，可以用液压张力平衡装置来调整。
只需保证两边箕斗或（配重和罐笼）张力平衡油缸伸出量介于三分之一到三分之二之间，就可以消除由于钢丝绳伸长量的不同而引起的张力差的变化。
液压张力平衡装置也存在一定缺限，由于箕斗在提升过程中随着速度的变化，钢丝绳作用在主导驱动轮的作用力大小不同，不可避免的产生蠕动，相对滑动，致使液压张力平衡装置出现偏串现象。
钢丝绳张力检测技术浅析
此 外! 如果 对 现有 的检 测 装置 稍加 改 进! 就可 以 运用 其 对多 根 钢丝 绳 的张 力检 测 ! 且 测力 准确 ! 精 度 高! 在超 载 或钢 丝 绳之 间 的张 力不 均匀 成度 超过 一定 的范 围时 还具 有报 警的 功能 $ 检 测系 统的 组成 如下 框图$所 示 $
[关 键词]
钢 丝绳 ( 张 力( 检测 图②钢丝绳的受力 关系 为%
1 钢丝 绳张 力测 试装 置系 统的 总体 概述
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 是一 种较 为 方便 " 简 单 " 有 效的 钢 丝绳 张力 检测 系统 $ 该 系 统具 有 以下 的 特点 % (1) 检 测 的总 张 力范 围 在 0 ! 40t 之 间; (2) 可以 同时 检测 4 根 钢丝 绳的 张力 ;(3)可以检 测的 钢 丝绳 的直 径 在 22" 60m m 之 间$ 鉴 于 调研 的 实际 情 况! 我 们针 对 型号 JKM- 3.25/4 的 多 绳摩 擦 式提 升 机进 行 本系 统 的设 计 $ 型 号 为 JKM- 3. 25/4 的主 要 参数 如 表#所示 % 表① J K M - 3. 25/ 4 型号的主要参数 主导轮 导向轮 钢丝绳最 钢丝绳最 根 直径 3.2 5m 直径 3m 大张力 45 t 大静张力 数 14 t 4 钢丝绳最 钢丝绳之 大直径 32 .5m m 间间距 30 0m m 最大提 升速度 12m / s
钢丝绳张力检测方法
钢丝绳张力检测方法摘要：一、钢丝绳张力检测的重要性二、钢丝绳张力检测方法分类1.直接检测法2.间接检测法三、各种检测方法的原理及优缺点1.直接检测法a.电磁式张力计b.测力传感器c.电阻应变式张力计2.间接检测法a.钢丝绳伸长量检测b.钢丝绳振动特性检测c.钢丝绳表面缺陷检测四、钢丝绳张力检测的应用领域五、我国钢丝绳张力检测技术的发展现状及趋势正文：钢丝绳作为一种重要的传动和承载部件，在工程、港口、矿山等领域有着广泛的应用。
然而，钢丝绳在使用过程中，受到拉伸、弯曲、磨损等多种因素的影响，容易产生疲劳损伤，导致断裂事故。
因此，对钢丝绳张力的检测具有重要意义。
钢丝绳张力检测方法主要分为直接检测法和间接检测法。
直接检测法是通过测量钢丝绳所受的拉力来获得张力信息。
其中，电磁式张力计、测力传感器和电阻应变式张力计是常见的检测设备。
这些设备具有较高的测量精度，但安装和维护较为复杂，成本较高。
间接检测法则通过检测钢丝绳的变形、振动特性和表面缺陷等信息，从而推算出钢丝绳的张力。
钢丝绳伸长量检测、钢丝绳振动特性检测和钢丝绳表面缺陷检测是间接检测法的典型应用。
这些方法操作简便，成本较低，但检测精度相对较低。
在实际应用中，钢丝绳张力检测技术广泛应用于工程、港口、矿山、起重设备等领域。
随着科技的不断发展，我国钢丝绳张力检测技术也在不断进步。
目前，国内检测设备已经实现了小型化、智能化和网络化，可以满足各种复杂环境下的检测需求。
同时，检测精度也在不断提高，逐渐接近国际先进水平。
展望未来，钢丝绳张力检测技术将继续向高精度、智能化、便携化和系统化方向发展。
此外，检测方法也将更加多样化，以满足不同应用场景的需求。
电梯安装检验作业指导-钢丝绳的张力测试方式及计算
钢丝绳的张力测试方式及计算
1 通用的检测方法
通常用拉力测力计进行检测(见图1)。
其方法是：
(1)人站在轿顶，轿厢停在井道适当的位置，一般在用拉力测力计水平拉对重钢丝绳（机
房导向轮到对重轮的钢丝绳）时．用100N左右的力能拉移100～150mm的距离，也就是轿厢在井道2／3～3／4高度处；
(2)用拉力测力计将对重侧钢丝绳逐一水平拉动，拉动的距离应相同(应把钢丝绳之间的
位置差计入)，一般不小于100mm；
(3)记录下测力计对每根绳的拉力并算出平均值：
(4)将每根钢丝绳的拉力与平均值作比较．偏差不大于5％即为合格。
（5）平均张力的计算方法如下：
(F1+F2+F3+F4+F5+F6)/6=平均数
（最大值-最小值）/平均数=平均值
要求：平均值≤5%为合格
2．如何调整张力
分别在对重和轿厢侧，同时松或紧绳头组合器螺母，后反复运行多次，再从新检侧、调整、运行、直至合格为止。
后填写相关记录。
3.安全注意事项：
做好轿顶施工的安全措施两人配合相互监督。
测量实例：
公司办公楼有机房电梯测量，电梯开至3楼至4楼之间，测量导向轮至对重轮钢丝绳，拉钢丝绳距离100mm，6根钢丝绳拉力值：
钢丝绳从左到右测量
平均数：（83.5+82.5+77.5+75+82.5+78）/6=79.83N
平均值：（83.5-75）/79.83=0.1=10%
因10%>5%,所以钢丝绳张力偏差超标。
钢丝绳张力需调整。
结论：不合格
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钢丝绳测量张力
电梯曳引绳张力简易检测——弹簧秤拉伸法电梯曳引绳张力检测是电梯安装验收检测的重要项目。
GB10060－93《电梯安装验收规范》第4.3.3条规定：“曳引绳绳头组合应安全可靠，并使每根曳引绳受力相近，其张力与平均值偏差均不大于5%，且每个绳头锁紧螺母均应安装有锁紧销。
”曳引绳张力偏差过大，会导致几根绳受力不均衡，磨损不均匀，使受力大的曳引绳提前报废；同时也加剧了该绳所处的曳引绳提前报废；同时也加剧了该绳绳所处的曳引轮绳槽的不均匀磨损。
此外曳引绳受力不均还会使电梯在运行中发生抖动，影响电梯的舒适感和安全可靠性。
在实际的电梯安装验收检测检验工作中，曳引绳实际张力值与平均值偏差不大于5%的标准是难以量化和把握的。
在以往的检测中，一般都采用手锤击绳法，用手锤击打曳引绳使绳振动，将手按在绳上，记录其五个周期往复振荡时间，若各曳引绳之间的张力平均时，则应符合下式：最大往复时间减去最小往复时间，再除以最小往复时间小于等于0.2。
如超出此范围，需按照上述方法进行调整，直至各曳引绳张力平均时为止。
此后电梯运行数次，再验证所测得的数据是否正确无误。
此种方法对额定载荷较大、1：1传动型式的电梯比较适用，但存在着“数值难以量化，反映出来的数据不直接准确，需验证，费时费力”的弊端。
在几年来的检测检验工作实践中，我们总结出一种电梯曳引绳张力的简易检测法——弹簧秤拉伸法。
一、原理根据力学原理，对一个物体施加一个外力，使其产生弹性变形，若对另一个与此完全相同的物体施加一个相同的外力，那么该物体所产生弹性变形量，应与前一个物体所产生的弹性变形量相同。
根据这一原理，如果我们对电梯的某根曳引绳施加一个与其受力面方向相垂直的、足以使其产生弹性变形的外力，那么它必然产生弹性变形；如果我们对另一根曳引绳施加一个与施加在上一根曳引绳上同样大小的外力，那么，这根曳引绳所发生的弹性变形量应与上一根曳引绳所发生的弹性变形量相同。
若不同，则说明这二根绳在未受外力前所受的张力不同。
试析电梯钢丝绳张力不均的因素与检验方法
试析电梯钢丝绳张力不均的因素与检验方法1.引言钢丝绳是电梯的主要组成部分之一，其主要作用在于承受电梯运行的全部悬挂重量，并且还会绕着反绳轮、导向轮、曳引轮进行交变弯曲或单向弯曲，通常而言，钢丝绳的使用寿命会受到动态拉力的较大影响，与此同时，钢丝绳的使用寿命也会受到钢丝绳的载荷不均匀的影响。
即便是同一批次、同一厂家的电梯，有些电梯钢丝绳的使用寿命为5年，有些电梯钢丝绳的使用寿命则可能为10年，主要原因除了钢丝绳自身质量影响之外，还有钢丝绳张力不均所造成。
2.电梯钢丝绳张力不均的原因导致电梯曳引钢丝绳张力不均的原因主要有两个，第一，电梯在运行之后，各钢丝绳结构性伸长情况有可能不一致；第二，在安装电梯时，有可能会出现基础静态张力不一致的情况。
各根电梯钢丝绳的截绳长度在电梯安装时往往很难实现完全一致，而若截绳长度不同，那么就会造成各绳受力不均，这样一来，在静态阶段的曳引绳基础张力就已经出现了较大的偏差。
在实践中多采用带张力调节弹簧的绳头组合来降低偏差，即：对弹簧的压缩量进行多次、反复调节，使各个弹簧在对重两侧、轿厢两侧能够实现相对高度一致，这样就可以让钢丝绳的张力处于基本均匀的状态。
无论是在电梯检验阶段，还是在电梯安装阶段，只需要对张力调节弹簧高度进行观察，就会检查出电梯钢丝绳张力不均问题。
与此同时，电梯在运行了一段时间指，会让电梯曳引钢丝绳出现结构性伸长，造成钢丝绳的张力出现较大的变化，这些因素都有可能会造成电梯钢丝绳张力出现不均匀的情况。
3.电梯钢丝绳张力不均的影响电梯钢丝绳如果出现张力不均的情况，则会造成绳槽及钢丝绳出现不均匀磨损；而若不均匀磨损长时间存在，那么必然会造导致圆周速度（各个钢丝绳）、直径尺寸（各个槽节圆）等参数出现不同，进而诱使绳槽中的钢丝绳出现较为明显的相对滑动。
众所周知，在电梯运行过程中，钢丝绳的运行速度与其自身磨损量成反比，但是电梯运行需要全部的钢丝绳都可以运行同样行程，这样一来，必然会让处于不同磨损量的两股电梯钢丝绳出现相对滑移，长期以往，会进一步加大钢丝绳的磨损量，而磨损量增加，又会加大相对滑移量，出现严重的恶性循环。
钢丝绳测量张力
电梯曳引绳张力简易检测——弹簧秤拉伸法电梯曳引绳张力检测是电梯安装验收检测的重要项目。
GB10060－93《电梯安装验收规范》第4.3.3条规定：“曳引绳绳头组合应安全可靠，并使每根曳引绳受力相近，其张力与平均值偏差均不大于5%，且每个绳头锁紧螺母均应安装有锁紧销。
”曳引绳张力偏差过大，会导致几根绳受力不均衡，磨损不均匀，使受力大的曳引绳提前报废；同时也加剧了该绳所处的曳引绳提前报废；同时也加剧了该绳绳所处的曳引轮绳槽的不均匀磨损。
此外曳引绳受力不均还会使电梯在运行中发生抖动，影响电梯的舒适感和安全可靠性。
在实际的电梯安装验收检测检验工作中，曳引绳实际张力值与平均值偏差不大于5%的标准是难以量化和把握的。
在以往的检测中，一般都采用手锤击绳法，用手锤击打曳引绳使绳振动，将手按在绳上，记录其五个周期往复振荡时间，若各曳引绳之间的张力平均时，则应符合下式：最大往复时间减去最小往复时间，再除以最小往复时间小于等于0.2。
如超出此范围，需按照上述方法进行调整，直至各曳引绳张力平均时为止。
此后电梯运行数次，再验证所测得的数据是否正确无误。
此种方法对额定载荷较大、1：1传动型式的电梯比较适用，但存在着“数值难以量化，反映出来的数据不直接准确，需验证，费时费力”的弊端。
在几年来的检测检验工作实践中，我们总结出一种电梯曳引绳张力的简易检测法——弹簧秤拉伸法。
一、原理根据力学原理，对一个物体施加一个外力，使其产生弹性变形，若对另一个与此完全相同的物体施加一个相同的外力，那么该物体所产生弹性变形量，应与前一个物体所产生的弹性变形量相同。
根据这一原理，如果我们对电梯的某根曳引绳施加一个与其受力面方向相垂直的、足以使其产生弹性变形的外力，那么它必然产生弹性变形；如果我们对另一根曳引绳施加一个与施加在上一根曳引绳上同样大小的外力，那么，这根曳引绳所发生的弹性变形量应与上一根曳引绳所发生的弹性变形量相同。
若不同，则说明这二根绳在未受外力前所受的张力不同。
钢丝绳平均张力测量设备研究
钢丝绳平均张力测量设备研究发表时间：2019-08-26T11:53:33.373Z 来源：《基层建设》2019年第16期作者：夏承堂[导读] 摘要：钢丝绳是有经过特殊处理的高强度钢丝捻制而成的，由于它具有良好的挠性、冲击吸收性能、重量轻、承载能力大、结构多样、规格齐全等优点，因而被作为理想的受拉构件广泛用于工程结构中。
华勤钢丝绳有限公司山东济宁 272100摘要：钢丝绳是有经过特殊处理的高强度钢丝捻制而成的，由于它具有良好的挠性、冲击吸收性能、重量轻、承载能力大、结构多样、规格齐全等优点，因而被作为理想的受拉构件广泛用于工程结构中。
特别是钢丝绳的工作平稳可靠、承受动载荷和过载的能力较强以及在高速工作的条件下运行和卷绕无噪声等许多优良性能，使其在矿产、冶金、交通、建筑等国民经济各主要行业和部门得到越来越广泛的应用，如各类斜拉桥、悬索桥、起重机、矿井提升机等都大量的使用钢丝绳。
关键词：钢丝绳；张力检测；装置为满足《煤矿安全规程》对钢丝绳张力进行实时量化检测的要求，在分析研究国外钢丝绳张力检测装置的基础上，研制开发了KBG2（25）型钢丝绳张力检测装置。
该装置利用力—电转换原理，配备微机智能仪，可同时扫描四根钢丝绳张力，数据管理、处理采用微机；可打印输出数据并实现实时在线人机通信；具有安全报警功能，能及时发现张力超限的钢丝绳。
1钢丝绳张力检测技术1.1钢丝绳张力检测技术现状评述根据钢丝绳张力测量原理的不同，钢丝绳的张力测量可以分为两大类型：1）接触式钢丝绳张力测量在实际工程中所采用的钢丝绳张力检测装置，从原理上讲，都是采用接触式的应变测力原理。
主要有两类：一类是将传感器直接串接于钢丝绳的结构中的直接式检测法；另一类是采用检测钢丝绳横向张力的间接式检测法。
前一类对传感器的强度要求很高，故传感器灵敏度较低，造成钢丝绳张力的测定精度偏低；而后一类除了对横向进给量要求严格外，有着测定方法简便，测定精度高，适用范围广等很多优点。
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钢丝绳平均张力测量方法及设备的研究
摘要
本课题来源于实际的工程测量。
钢丝绳是理想的承受拉力的构件，得到广泛的应用。
在工业中，钢丝绳是工程结构中用于承受拉力的理想构件,被广泛用于起重运输设备、客货运输索道、大跨度悬索桥梁及悬挂式屋顶等工程结构中。
钢丝绳中张力及其真实变化情况无疑在绳结构工程的设计、安装、使用、维护中具有重要意义。
在民用中，钢丝绳是电梯主要的传力构件,承受着电梯全部的悬挂重量,并在运转时绕着曳引轮、导向轮或反绳轮单向或交变弯曲。
面临着大量由于钢丝绳张力不均而导致的各种矿难及电梯事故，开发出一种新型的仪器来代替传统的测试方法已成为急待解决的问题。
本课题拟以电梯钢丝绳张力测量为研究对象，对其单股张力和多股的平均张力的测量方法进行理论分析研究，通过“三点弯曲法”建立数学模型。
使得钢丝绳的平均张力算法的得到改进，采用单片机技术，进行测量设备的初步研究。
这样既改善了振波法的低精度，又使得张力测量定量化，从而使工作人员在使用、维护时减轻了大部分工作量，并极大的提高了钢丝绳的使用寿命和安全性。
该测量设备采用MCS-51单片机系统，使用A/D转换芯片实现数据的采集、并控制其它相关芯片。
该设备是集数据采集、计算、数据处理、结果显示等功能于一体的智能化测试仪器，技术性能如下：
(1)数据采集。
通过力传感器测量钢丝绳产生变形后所受到的力。
(2)数据处理与计算。
主要包括采集数据的处理，钢丝绳张力T的计算等。
(3)LCD显示。
提示键入内容，实现人机对话并显示测试结果。
设备工作后，力传感器将测得的力的值转换为1～5V的模拟信号送入单片机系统，因为采用五路测力通道设计，固需要经过多路开关
控制哪一路的模拟信号进入单片机系统进行处理，输入的模拟信号经过A/D转换器转换后变为数字信号送入MCU进行运算，MCU的外围设备有LCD液晶显示器、4×6键盘、及与上位机的通信电路，LCD主要用于显示测得力值、计算的结果以及提示用户操作，4×6键盘用于输入测试公式中需要修正参数及控制仪器的运行状态，而通信电路则用于将测得的大量数据上传保存。
设备的硬件框图如图1所示：
图1 钢丝绳平均张力测量设备框图
Fig1 The average wire rope tension measuring equipment diagram 钢丝绳张力测定设备根据“三点弯曲法”原理设计而成，将钢丝绳张力测量设备上的三点(即为滚轮)与钢丝绳被测表面接触，强迫某一段钢丝绳产生类似于三点弯曲的局部变形，见图2。
图2 三点弯曲测力设备原理图
Fig2 Three-point bending force-measuring equipment schematics
在C 轮相对于A ，B 两轮向上压紧过程中，产生位移信号δ和压紧力P 。
在不考虑测量设备滚轮对夹持段钢丝绳产生局部弯矩的情况下，张力T 的近似计算式为:
δ
4Pl T = （1） 然而，在测量钢丝绳张力的过程中，由于设备强迫钢丝绳在A 、
B 、
C 三处产生局部变形，因此，钢丝绳截面的抗弯能力会对测量信号产生一定的影响，这必将导致测量的不准确性，因此，不能由（1）式直接计算钢丝绳的张力T 。
为消除测力器和钢丝绳自重以及支座位置对测量信号的影响，采用二次测定法:即在同一张力水平下，利用同一测定器对同一测量点进行二次测量，分别得到二次输出信号δ1，P 1，δ2，P 2，通过整理，最后得到公式（2）
()
22111244P P Pl T l δδδδδδ-=-- （2） 式即为钢丝绳静、动张力测定计算公式。
式中，P、P1、P2是需要测量的值，在进行测试的时候先固定好设备，把钢丝绳穿过测量设备，在两边用定位螺栓卡住，如图3，
图3 测力器张力测定示意图
Fig3Determination of force-measuring device tension diagram
然后旋转加载装置C，并保证5个测量设备的加载螺母旋转的角度相同，这样，套筒前进的距离也就相同了，计此时的输入信号为P。
然后以此时的钢丝绳的状态为新的测量起点，反向旋转加载装置C相同的角度，记录此时的输入信号为P1，再以此时的钢丝绳的状态为测量起点，正向旋转加载装置C，旋转的角度要大过第一次旋转的角度，得到最后一个输入信号P2。
每个测量装置都是如此操作，这样使钢丝绳都是从夹紧状态到放松状态，最后再到夹紧状态，这样，钢丝绳的各种状态都能够得到体现，测量的结果更有利于对钢丝绳的平均张力进行监测。
钢丝绳平均张力测量设备采用的主控芯片为AT89C52，其主要完
成的工作为：
(1)控制两路采集通道的选通（对CD4051的控制）。
(2)处理A/D转换器采集的数据
(3)控制LCD液晶显示器
(4)控制4×6键盘
(5)与上位机的通信
该测试设备的软件设计由单片机C语言来实现，主要完成以下几个方面的计算与控制功能：
(1)．对由力变送器传送入仪器中的模拟信号经过软件编程实现数字化的转换。
(2)．钢丝绳张力的计算。
(3)．4×6键盘管理。
(4)．因采用LCD液晶显示器件，显示信息量较多，所以应该有一个友好的人机交互界面。
在仪表接通电源后即进入主程序。
进入主程序后自动进入初始化状态，对系统地址中的内容初始化，并在该状态下，完成设置栈底，信息存储器全部清零；预设键盘接口，LCD显示均为预设值。
然后定义参数，并开放中断，等待按键操作。
当有按键按下，随即记录下按键，并执行相应的子程序。
测量设备的主程序流程图如图4。
图4主程序流程图
Fig4 The main program flow chart
在测量设备的外观设计上，由于卡虑到要同时测量5根钢丝绳的张力，所以需要一个承载测量设备的平台。
根据“三点弯曲法”的测量原理，需要在一段长度的钢丝绳上形成类似A、B、C三轮的装置。
由于一次性测量5根钢丝绳的张力，由于不同的装置钢丝绳之间疏密程度各不相同，故此，需要测量设备能够进行适当的调节，以使得钢丝绳在测量的过程中不会产生横向的拉扯力，避免在测量的过程中产生粗大误差。
测量设备示意图如图5
图5 测量设备示意图
Fig5 Schematic diagram of measuring equipment
最后利用误差与数据处理理论对影响实际测试的各个环节做了详细的分析并给出了仪器的测试精度。
实验证明，测试原理与方法是正确的，研究开发的仪器满足钢丝绳张力测量的要求。
钢丝绳张力测量设备的研制，将是对目前国内钢丝绳测量方法的一次改进和创新，必将促使我国特种设备的检测手段
更科学、更合理、更专业、更先进。