一种智能悬挑卸料带式输送机的悬挑平台及拉索损伤程度的判断系统的制作方法

本发明涉及到带式输送机悬挑平台领域，尤其涉及到一种智能悬挑卸料带式输送机的悬挑平台及拉索损伤程度的判断系统。

背景技术：

1、悬挑卸料带式输送机的悬挑平台用于向位于地面的卸料堆场转运物料。悬挑平台布置在主梁的悬挑部，现有技术中通常在悬挑部上方的塔柱左右两侧布置拉索用于承载悬挑部，而为增加悬挑部的强度和稳定性，还需在卸料堆场中心布置四腿立柱，用于稳定支撑悬挑部。但是，随着近年矿山、选厂、码头等的散料矿石输送量日益增大，为了扩大储料能力，卸料堆场的直径做到100m，堆料高度达到40m，堆场取料工艺改为地坑取料，这使得卸料堆场中心不再允许设立支柱。在此条件下，悬挑平台必须达到悬臂50m以上的跨度，面对如此大跨度的悬臂要求，仅在悬挑部上方的塔柱左右两侧设置拉索承载悬挑部已无法满足其强度和稳定性需求，导致堆场卸料面临巨大的技术瓶颈，并带来严重的安全风险。

2、此外，塔柱左右两侧的拉索是承载悬挑部的主要结构，其承载压力巨大，在长期服役过程中，拉索可能因疲劳、腐蚀等原因产生损伤，任何一根拉索损伤达到一定的损伤程度都会影响悬挑平台的安全使用。然而，现有技术中对拉索损伤程度的判断和预警有效方法较少，难以对拉索的健康状态及时评估，这进一步加剧了悬挑平台的安全隐患。

技术实现思路

1、为了克服上述背景技术中的问题，本发明提供了一种智能悬挑卸料带式输送机的悬挑平台及拉索损伤程度的判断系统，通过设置分布在悬挑部与塔柱各个方向的拉索，可使悬挑部在空间上获得多方向的约束，同时通过设置拉索损伤程度的判断系统，可根据斜拉索的损伤程度进行预警，具有提升悬挑平台整体的刚度和抗倾覆能力，满足大跨度悬臂卸料的强度和稳定性需求以及实现斜拉索损伤程度的智能判断，保障悬挑平台的斜拉索安全使用的有益效果。

2、本发明的技术方案如下：

3、一种智能悬挑卸料带式输送机的悬挑平台，包括主梁的悬挑部和承载悬挑部的塔柱，悬挑部的卸料端延伸至卸料堆场的正上方，所述塔柱通过若干拉索承载和约束悬挑部，拉索分布在悬挑部与塔柱的多个方向。

4、优选的，还包括配重墩，配重墩和卸料堆场分布在塔柱的相对两侧；所述配重墩通过拉索与塔柱连接。

5、进一步优选的，所述塔柱靠近圆形堆场一侧的拉索包括上拉索和下抗风拉索，远离圆形堆场一侧的拉索包括上背索和下背索；所述上拉索的两端分别与塔柱的顶部和悬挑部的顶部连接，下抗风拉索的两端分别与悬挑部的底部和塔柱的底部连接，上背索的两端分别与塔柱的顶部和悬挑部的顶部连接，下背索的两端分别与塔柱的顶部和配重墩的底部连接。

6、进一步优选的，所述拉索包括两端的连接部和中间的索体，其中一端的连接部与索体之间固定连接有调节螺杆，调节螺杆适应性调节拉索的整体长度；所述索体的两端通过浇铸接头与连接部或调节螺杆固定连接；所述拉索分别与悬挑部、塔柱以及配重墩三者的耳板铰接；所述连接部包括固定相接的u型接头和销轴，销轴穿过耳板的连接孔，两者相互卡接并可相对转动。

7、进一步优选的，所述悬挑部从塔柱中穿过且与塔柱铰接，配重墩的顶部同样与悬挑部铰接；所述塔柱和配重墩的底部皆设有若干地锚，塔柱和配重墩的耳板固定在地锚上；所述塔柱、配重墩和地锚皆采用埋入式锚固与砼承台固定连接；所述上背索、上拉索以及下抗风拉索皆安装有测量自身索力的张力传感器和测量自身温度的温度传感器；所述悬挑部安装有测量自身位移的位移传感器；所述张力传感器、温度传感器以及位移传感器与控制装置电连接。

8、在上述技术方案的基础上本发明还提供一种拉索损伤程度的判断系统，包括以下步骤：

9、步骤一：构建损伤判断模型, 用于建立斜拉索的损伤程度与索力变化率之间的映射关系;

10、步骤二：将张力传感器实测的索力经过处理后得到的索力变化率输入损伤判断模型内，获取对应斜拉索的损伤程度；

11、步骤三：根据损伤程度做出相应处理。

12、进一步优选的，步骤一中先根据设定的不同损伤参数以及修正等效弹性模量计算获得斜拉索的损伤弹性模量；再将损伤弹性模量在不同的工况进行有限元分析，获取对应的索力值，并计算出索力变化率；最后将斜拉索所有的损伤参数与索力变化率构成的映射关系数据库输入bp 神经网络，构建损伤判断模型。

13、进一步优选的，所述斜拉索的损伤弹性模量的计算公式如下：

14、

15、其中，为损伤参数，可根据损伤参数范围任意设定若干个，为损伤弹性模量，为修正后的弹性模量；所述索力变化率的计算公式如下：

16、

，

17、其中，cof为索力变化率，t_undam为没有发生损伤时的斜拉索索力，t_dam为发生损伤时的斜拉索索力。

18、进一步优选的，步骤二中，将张力传感器测量的索力经过温度变化处理和风载荷变化处理后计算的索力变化率输入损伤判断模型，获取发生损伤的斜拉索的编号和损伤程度。

19、进一步优选的，步骤三中的若任一斜拉索实际的损伤程度达到一级阈值范围时，则生成轻度异常提醒信号；若达到二级阈值范围时，则生成中度异常警告信号;若达到三级阈值范围时，生成重度故障警报信号并触发停机指令。

20、与现有技术相比，上述技术方案的有益效果在于：

21、（1）通过在悬挑部塔柱的多个方向分别设置拉索连接两者，可使悬挑部在空间上获得多方向的约束，位于悬挑部上方的拉索主要承担承载悬挑部的作用，多方向的拉索可相互配合用于共同抵抗侧向偏载、风载荷等水平力，从而有效约束悬挑部的弯矩和变形，提升悬挑平台整体的刚度和抗倾覆能力，满足悬挑部大跨度悬臂的强度和稳定性需求，显著提高悬挑平台的结构安全性和运行可靠性。

22、（2）通过将根据张力传感器实时测量的斜拉索的索力计算出相应的索力变化率，输入损伤判断模型，便可实时获得出现损伤的斜拉索编号以及相应的实际损伤程度，并可根据损伤程度所达到的预警级别进行预警，保证整个悬挑平台斜拉索的安全使用。同时，通过对张力传感器测量的索力进行温度变化处理和风载荷变化处理后，可剔除温度变化和风载荷变化对索力测量值的干扰，反映出斜拉索实际承载状态的静态索力值，避免环境因素干扰索力的测量值。

1.一种智能悬挑卸料带式输送机的悬挑平台，包括主梁（1）的悬挑部（10）和承载悬挑部（10）的塔柱（2），悬挑部（10）的卸料端延伸至卸料堆场（5）的正上方，其特征在于：所述塔柱（2）通过若干拉索（4）承载和约束悬挑部（10），拉索（4）分布在悬挑部（10）与塔柱（2）的多个方向。

2.根据权利要求1所述的一种智能悬挑卸料带式输送机的悬挑平台，其特征在于：还包括配重墩（3），配重墩（3）和卸料堆场（5）分布在塔柱（2）的相对两侧；所述配重墩（3）通过拉索（4）与塔柱（2）连接。

3.根据权利要求2所述的一种智能悬挑卸料带式输送机的悬挑平台，其特征在于：所述塔柱（2）靠近圆形堆场一侧的拉索（4）包括上拉索（41）和下抗风拉索（42），远离圆形堆场一侧的拉索（4）包括上背索（43）和下背索（44）；所述上拉索（41）的两端分别与塔柱（2）的顶部和悬挑部（10）的顶部连接，下抗风拉索（42）的两端分别与悬挑部（10）的底部和塔柱（2）的底部连接，上背索（43）的两端分别与塔柱（2）的顶部和悬挑部（10）的顶部连接，下背索（44）的两端分别与塔柱（2）的顶部和配重墩（3）的底部连接。

4.根据权利要求3所述的一种智能悬挑卸料带式输送机的悬挑平台，其特征在于：所述拉索（4）包括两端的连接部（46）和中间的索体（47），其中一端的连接部（46）与索体（47）之间固定连接有调节螺杆（48），调节螺杆（48）适应性调节拉索（4）的整体长度；所述索体（47）的两端通过浇铸接头（49）与连接部（46）或调节螺杆（48）固定连接；所述拉索（4）分别与悬挑部（10）、塔柱（2）以及配重墩（3）三者的耳板（7）铰接；所述连接部（46）包括固定相接的u型接头（461）和销轴（462），销轴（462）穿过耳板（7）的连接孔，两者相互卡接并可相对转动。

5.根据权利要求4所述的一种智能悬挑卸料带式输送机的悬挑平台，其特征在于：所述悬挑部（10）从塔柱（2）中穿过且与塔柱（2）铰接，配重墩（3）的顶部同样与悬挑部（10）铰接；所述塔柱（2）和配重墩（3）的底部皆设有若干地锚（61），塔柱（2）和配重墩（3）的耳板（7）固定在地锚（61）上；所述塔柱（2）、配重墩（3）和地锚（61）皆采用埋入式锚固与砼承台（6）固定连接；所述上背索（43）、上拉索（41）以及下抗风拉索（42）皆安装有测量自身索力的张力传感器和测量自身温度的温度传感器；所述悬挑部（10）安装有测量自身位移的位移传感器；所述张力传感器、温度传感器以及位移传感器与控制装置电连接。

6.一种拉索损伤程度的判断系统，其特征在于：用于1-5任一项所述的一种智能悬挑卸料带式输送机的悬挑平台，包括以下步骤：

7.根据权利要求6所述的一种拉索损伤程度的判断系统，其特征在于：步骤一中先根据设定的不同损伤参数以及修正等效弹性模量计算获得斜拉索（45）的损伤弹性模量；再将损伤弹性模量在不同的工况进行有限元分析，获取对应的索力值，并计算出索力变化率；最后将斜拉索（45）所有的损伤参数与索力变化率构成的映射关系数据库输入bp 神经网络，构建损伤判断模型。

8.根据权利要求7所述的一种拉索损伤程度的判断系统，其特征在于：所述斜拉索（45）的损伤弹性模量的计算公式如下：

9.根据权利要求8所述的一种拉索损伤程度的判断系统，其特征在于：步骤二中，将张力传感器测量的索力经过温度变化处理和风载荷变化处理后计算的索力变化率输入损伤判断模型，获取发生损伤的斜拉索（45）的编号和损伤程度。

10.根据权利要求9所述的一种拉索损伤程度的判断系统，其特征在于：步骤三中的若任一斜拉索（45）实际的损伤程度达到一级阈值范围时，则生成轻度异常提醒信号；若达到二级阈值范围时，则生成中度异常警告信号;若达到三级阈值范围时，生成重度故障警报信号并触发停机指令。