滑索探伤装置引导小车的设计.pdf
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1、64特 种 设 备 安 全 技 术2023 年第 4 期装置差异大,无法应用于滑索的检测,而空中滑索装置,其滑行速度快,时间短,无法实时驻停,难以实施检测。本文设计了一款在滑索上进行轮式移动的引导小车,以匀速运动方式,完成滑索在线检测。1.2小车机构原理引导小车由一个电机提供驱动力,通过齿轮传动至双轴输出,实现四轮同步驱动。其机构运动简图如图 1所示。1.滑索 2.传动轴 3.电机 4.大齿轮 5.导轮 6.小齿轮图 1引导小车机构简图引导小车由电机 3 驱动,带动小齿轮 6 转动,与之啮合的一对大齿轮 4 也发生转动且同向,此时上下两根传动轴 2 转动,与之固连的导轮 5 与传动轴 2 一起
2、转动,从而完成小车在左右两根滑索上的移动。1.3小车运动及动力参数设计(1)为保证齿轮啮合有一定空间,同时兼顾效率,此处将导轮直径 d 设计为 50mm;为方便设计齿轮齿数,取两齿轮中心距为 100mm,齿轮模数为 2,小齿轮齿数40,大齿轮齿数 60,传动比为:(2)根据检测需要,小车最佳运行速度为 0.4m/在大型游乐设施中,滑索受广大游客喜爱。滑索由塔架和绳索两大部分组成,游客在滑索上高速滑过,享受速度的刺激与沿途的风光的同时也伴随着安全隐患2,3,4。目前,对于在使用中的滑索检测,主要通过工作人员通过特定的装置爬行通过滑索用视觉对滑索表面进行检测。这种检测方法有三个弊端:1.滑索都处于
3、高空悬空状态,对于在检测过程中工作人员安全有一定隐患。2.由于检测过程对于检测人员的要求较高,因此这种检测不能作为日常巡检手段。3.这种检测方法不能检测到滑索内部的问题。而应用漏磁检测技术能有效的检测钢丝滑索内部和表面的损伤5,因此,设计一种能利用漏磁检测技术方便地对滑索进行自动检测的装置对于游乐园中滑索的安全运营有十分重要的意义。本文在已有的漏磁检测技术的游乐设施钢滑索探伤装置的基础上,设计了滑索探伤装置的引导小车,方便地实现了对游乐园滑索的检测。1引导小车的机械设计1.1滑索导轮驱动创新设计研究表明,目前索道游览设备,其运动驱动力主要来自于两种:第一种以缆车为代表,将缆车与索道紧固,通过索
4、道往复循环,实现缆车从一点到另一点的移动。第二种以空中滑索为代表,索道固定,起点和终点设置落差,滑索装置上设计自由导轮,在重力作用下,实现滑索装置在索道上完成高点到低点的运动。通过分析发现,缆车驱动方式,其原理与空中滑索滑索探伤装置引导小车的设计黄镇海1李青1方流1金卫良2叶峰3王斌锐1摘要在双滑索道上同时带动两个滑索探伤装置,并按要求速度在索道上运动。方法:在已有的漏磁检测技术的缆索探伤装置1的基础上,设计了滑索探伤装置的引导小车,所设计的小车自带动力电源,在滑索上运动过程中可以通过 lora 通讯模块,实时对小车速度进行监控。同时,引导小车上安装摄像头,在小车运行过程中对缆索进行视频录像。
5、结果:小车可以进行滑索探伤的工作。结论:通过实验测试,所设计的引导小车完全符合漏磁检测装置测试所需,并且引导小车上所安装的手机能对所测缆索的表面缺陷进行视频验证。引导小车上所设计的轮子和缆索的压紧装置、轮子上加装的橡胶包覆层都极大的增加了引导小车的爬坡能力。关键词滑索探伤引导小车漏磁检测技术lora 通讯模块收稿日期:2023-04-0365特 种 设 备 安 全 技 术2023 年第 4 期s0.8m/s 时,摄像头可以获取较高清影像。方案中取V_0=0.6m/s,则四个导轮及电机的转速为:(3)小车车体总重量 20kg,导轮外缘呈半圆形、内凹,且包裹橡胶,并与滑索紧密接触,查询机械设计手册
6、可得橡胶与钢铁的静摩擦系数为 0.9 左右,滑动摩擦系数 0.650.8,滚动摩擦系数 0.40.6。此处设计要求导轮与滑索为存滚动,故取=0.6,则牵引力和扭矩为:(4)最后,求得小车功率为:(4)选型:考虑 3 倍左右安全系数,电机选型时,选择扭矩为 10N.m,功率 200w,具体参数如表 1、表 2所示。表 1小车性能参数名称转速 n(r/min)扭矩 T(N.m)功率 P(kw)导轮2292.940.07电机343.510.000.20表 2小车设计参数名称具体数据小车重量(kg)20导轮直径(mm)50传动比 i1.5模数 m2大齿轮齿数60小齿轮齿数40摩擦系数 0.51.4小车
7、三维建模(见图 2)图 2小车三维模型图方案设计的创新点在于小车可以实现在滑索上移动且不打滑,两条滑索类似于索道,导轮内凹半圆设计,内侧包覆橡胶,实现与滑索紧密贴合,最大限度增加接触面积、提高摩擦力,这为后续滑索探伤提供了结构基础。2引导小车调速及 lora 模块的遥控程序设计控制模块分为上位机和下位机,均由带 lora 通讯模块的单片机组成。上位机通过按键发送指令,下位机接收指令并解析协议输出电机极性及 PWM 波,控制装置正反转、加减速,同时将运动的状态数据返回给上位机显示。通过实验引导小车可以在 0 0.3m/s 的速度牵引测量装置在缆索上运动。一般为获得较为稳定的数据和视频图像,小车在
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