润滑科技信息平台

专利摘要

一种腐蚀-交变载荷耦合作用下钢丝绳弯曲疲劳损伤监测系统，包括驱动系统、交变力加载系统、换向控制系统、围包角调整系统、腐蚀液添加系统、钢丝绳（15）及钢丝绳状态监测系统。该监测系统能实现腐蚀与交变载荷耦合作用下钢丝绳弯曲疲劳试验，并且定量监测钢丝绳内部损伤和揭示钢丝绳弯曲疲劳损伤失效机理。可用于探究模拟矿井提升工况下钢丝绳与摩擦轮摩擦衬垫之间的动态接触、局部微滑移幅值和钢丝绳的动张力演化。这为定量分析复杂运行工况下钢丝绳弯曲疲劳失效特性提供了有效的实验设备；其操作简便、功能齐全、效果好。 ......

基本信息

专利类型:
发明专利
申请/专利号:
PCT/CN2015/078720
申请日期:
2015-05-12
专利申请人:
中国矿业大学
分类号:
G01N3/38; G01N3/20
发明/设计人:
王大刚，李晓五，王琳琳，朱真才，张德坤，茅献彪，彭玉兴，葛世荣，王庆良，刘洪涛，罗勇
权利要求: 1.腐蚀-交变载荷耦合作用下钢丝绳弯曲疲劳损伤监测系统，其特征在于：包括驱动系统、交变力加载系统、换向控制系统、围包角调整系统、腐蚀液添加系统、钢丝绳(15)及钢丝绳状态监测系统；所述钢丝绳(15)依次绕过所述驱动系统的主动轮(21)，所述围包角调整系统的A调整轮(23)、A实验轮(1)和所述交变力加载系统的加载轮(25)，及所述围包角调整系统的B实验轮(4)、B调整轮(18)，绳头连接在一起形成封闭环，通过调整A实验轮(1)和B实验轮(4)调节钢丝绳(15)与加载轮(25)的围包角，通过调整A调整轮(23)和B调整轮(18)分别调节钢丝绳(15)与A实验轮(1)和B实验轮(4)的围包角，三个围包角一致；所述换向控制系统包括A接近开关(27)、B接近开关(14)、A感应片(45)、B感应片(46)，所述A接近开关(27)和B接近开关(14)分别设置在A机架(13)上，设于所述加载轮(25)的两侧，所述A感应片(45)和B感应片(46)分别固定在同侧钢丝绳(15)上，当与所述换向控制系统的变频器的外控端子连接的A接近开关(27)和B接近开关(14)分别感应到所述A感应片(45)和B感应片(46)，所述变频器控制所述驱动系统的电机(42)改变输出轴的运行方向；所述钢丝绳状态监测系统包括钢丝绳张力监测装置、钢丝绳损伤探测装置、微滑移监测装置、钢丝绳径向变形测量装置；所述腐蚀液添加系统与所述钢丝绳(15)连接，为所述钢丝绳(15)添加腐蚀液体；2.根据权利要求1所述的腐蚀-交变载荷耦合作用下钢丝绳弯曲疲劳损伤监测系统，其特征在于：所述驱动系统包括电动机(42)，所述电动机(42)的输出轴依次连接联轴器(43)和主动轮(21)；所述电动机(42)的转向受到变频器的控制。3.根据权利要求1所述的腐蚀-交变载荷耦合作用下钢丝绳弯曲疲劳损伤监测系统，其特征在于：所述A接近开关(27)每动作一次，与所述A接近开关(27)连接的计数器计数一次，即为一个弯曲疲劳周期；所述换向控制系统还包括A限位开关(29)和B限位开关(16)；4.根据权利要求1所述的腐蚀-交变载荷耦合作用下钢丝绳弯曲疲劳损伤监测系统，其特征在于：所述交变力加载系统的伺服电动缸(2)的电动推杆通过压力传感器(11)与受力支架(47)连接，所述受力支架(47)上端套在所述B实验轮(4)的轴上，下端固定在楔形滑台(28)上；所述加载轮(25)设置在所述楔形滑台28)上；所述伺服电动缸(2) 通过推杆对加载轮(25施加交变的作用力，所述作用力的大小变化通过所述压力传感器(11)传递给计算机。5.根据权利要求1所述的腐蚀-交变载荷耦合作用下钢丝绳弯曲疲劳损伤监测系统，其特征在于：所述围包角调整系统包括A实验轮(1)、B实验轮(4)、A调整轮(23)、B调整轮(18)；所述A实验轮(1)、B实验轮(4)、A调整轮(23)、B调整轮(18)的轴线位于同一水平面上；所述A实验轮(1)、B实验轮(4)分别对称安装在A实验轮滑台(34)和B实验轮滑台(7)上，所述实验轮相对于实验轮滑台滑动；所述调整轮(23)、B调整轮(18)分别对称安装在A调整轮滑台(22)和B调整轮滑台(19)上，所述调整轮相对于调整轮滑台滑动。6.根据权利要求1所述的腐蚀-交变载荷耦合作用下钢丝绳弯曲疲劳损伤监测系统，其特征在于：所述腐蚀液添加系统包括存储腐蚀液的耐腐蚀水槽(36)、耐腐蚀电动泵(37)、耐腐蚀导管(39)和内部带有海绵的橡胶管(48)；所述耐腐蚀水槽(36)与所述耐腐蚀电动泵(37)连接，所述耐腐蚀导管(39)的下端与所述耐腐蚀电动泵(37)连接，所述耐腐蚀导管(39)的上端出口处对准所述钢丝绳(15)，耐腐蚀导管(39)用于抽取所述耐腐蚀水槽(36)中的pH 6～12的腐蚀液体；所述内部带有海绵的橡胶管(48)通过橡胶管固定支架(33)固定贯穿在钢丝绳(15)上。7.根据权利要求3所述的腐蚀-交变载荷耦合作用下钢丝绳弯曲疲劳损伤监测系统，其特征在于：所述A接近开关(27)和B接近开关(14)安装在A接近开关支架(26)和B接近开关支架(12)上，所述A限位开关(29)和B限位开关(16)分别安装在A限位开关支架(40)和B限位开关支架(44)上，所述A接近开关支架(26)、B接近开关支架(12)、A限位开关支架(40)和B限位开关支架(44)的侧面开有若干个螺纹孔，与所述A机架(13)上不同的螺纹孔固连，调节所述A接近开关(27)、B接近开关(14)和A限位开关(29)、B限位开关(16)与对应侧的A感应片(45)、B感应片(46)间的间距。8.根据权利要求1所述的腐蚀-交变载荷耦合作用下钢丝绳弯曲疲劳损伤监测系统，其特征在于：所述A三点式张力传感器(32)和B三点式张力传感器(30)设置在A张力传感器滑台(31)上，C三点式张力传感器(8)和D三点式张力传感器(9)设置在B张力传感器滑台(10)上，所述张力传感器可在滑台上滑动。9.根据权利要求1所述的腐蚀-交变载荷耦合作用下钢丝绳弯曲疲劳损伤监测系统，其特征在于：所述钢丝绳(15)分别穿过所述钢丝绳张力监测装置的沿纵向直线布置的A三点式张力传感器(32)、B三点式张力传感器(30)、C三点式张力传感器(8)和D三点式张力传感器(9)，根据钢丝绳(15)对所述张力传感器上的三个滑轮的作用力的不同推算出钢丝绳张力进行钢丝绳张力监测；所述钢丝绳损伤探测装置的TCK钢丝绳无损探伤仪(17)固定贯穿在所述钢丝绳(15)上；所述微滑移监测装置包括设置在A实验轮(1)或B实验轮(4)外侧的高速摄像仪(5)和激光位移传感器(6)，与钢丝绳(15处于同一水平位置；所述钢丝绳径向变形测量装置通过所述激光位移传感器(6)监测钢丝绳(15)顶部钢丝表面的初始位移值，实现动态监测钢丝绳径向变形量。