[发明专利]一种横置钢丝绳径向冲击下张力振动检测分析方法及装置

权利要求书

1.一种横置钢丝绳径向冲击下张力振动检测分析装置，其特征在于：由固定立桩、钢丝绳连接件、加载系统、冲击系统、测量系统组成，钢丝绳的两端绳头通过钢丝绳连接件固定在左右两侧的固定立桩上，设置在左侧固定立桩上的加载系统施力拉紧钢丝绳，设置在钢丝绳旁侧的冲击系统对钢丝绳进行冲击，钢丝绳上及旁侧设置测量系统进行张力振动检测分析；

所述加载系统包括自锁的蜗轮蜗杆减速器、梯形丝杠，所述梯形丝杠穿过左侧固定立桩上的通孔与之形成间隙配合，梯形丝杠外端配合连接蜗轮蜗杆减速器，蜗轮蜗杆减速器的蜗轮通过推力球轴承与左侧固定立桩构成旋转副；所述蜗轮蜗杆减速器由电机驱动，带动梯形丝杠轴向转动，拉紧固定在其上的钢丝绳左端；

所述钢丝绳连接件为两只钢丝绳楔形连接块，钢丝绳两端绳头分别穿过两只钢丝绳楔形连接块与两侧固定立桩固连；其中，钢丝绳楔形连接块的外端通过圆柱销外螺纹吊环连接拉力传感器的一端，拉力传感器的另一端通过圆柱销外螺纹吊环连接右侧固定立桩或左侧固定立桩上的梯形丝杠，所有吊环均形成铰链；

所述冲击系统为冲击枪，击打方向垂直向下；

所述测量系统包括两端拉力传感器、三个三向加速度传感器以及采集分析系统：

每个拉力传感器固连在钢丝绳连接件与固定立桩之间，测量钢丝绳两端的张力变化；

三个三向加速度传感器固连在钢丝绳的左端、右端及中点位置形成3个测点，测量冲击横波到达各测点的时刻；

采集分析系统为高速摄像机，置于钢丝绳一侧，测量钢丝绳某点振动位移。

2.根据权利要求1所述的横置钢丝绳径向冲击下张力振动检测分析装置，其特征在于：所述固定立桩包括相向设置左侧固定立桩和右侧固定立桩，间距大于钢丝绳长度1.5m，固定立桩与地面固定牢靠。

3.根据权利要求1所述的横置钢丝绳径向冲击下张力振动检测分析装置，其特征在于：所述加载系统包括电机、蜗轮蜗杆减速器、梯形丝杠、推力球轴承，控制电机旋转带动蜗杆，蜗杆带动涡轮旋转，涡轮与梯形丝杠螺纹连接，使梯形丝杠轴向运动拉紧钢丝绳，其中蜗轮通过推力球轴承被左侧立桩支撑旋转，待测试系统显示钢丝绳拉力达到预定值，电机停转。

4.根据权利要求3所述的横置钢丝绳径向冲击下张力振动检测分析装置，其特征在于：电机停转后，所述梯形丝杠、蜗轮蜗杆自锁，蜗轮不可逆向带动蜗杆旋转；蜗轮蜗杆自锁的条件满足：蜗轮副摩擦系数不低于0.06，螺旋角小于3度29分11秒。

5.根据权利要求1所述的横置钢丝绳径向冲击下张力振动检测分析装置，其特征在于：所述冲击系统采用线圈式射钉枪作为冲击枪，去除射钉机构，保留击打头，击打方向垂直向下，冲击力度为100N-200N；冲击枪固定在支座上，支座固定于地面且可调换位置以击打钢丝绳的不同位置，钢丝绳的冲击位置处固定有缓冲衬垫。

6.根据权利要求1所述的横置钢丝绳径向冲击下张力振动检测分析装置，其特征在于：所述高速摄像机的摄像帧率在1000fps以上。

7.根据权利要求1至6任一所述的横置钢丝绳径向冲击下张力振动检测分析装置的工作方法，其特征在于：包括以下步骤：

1）首先调节冲击系统的水平及垂直位置，使击打头位于钢丝绳待冲击点处，开启采集分析系统实时采集记录各传感器数值；

2）然后通过控制电机驱动蜗轮蜗杆减速器旋转，带动梯形丝杠向左位移拉紧钢丝绳，待拉力传感器的张力达到预定张力后停机，丝杠及蜗轮蜗杆自锁保持钢丝绳张力，开启高速摄像机录像，通过手动拨动冲击系统触发开关，击打头触发瞬间冲击钢丝绳，钢丝绳将持续10-20s左右振颤；

3）最后，待拉力及加速度传感器采集数值平稳后，停止本次数据采集，并保存数据进行分析。

8.根据权利要求7所述的横置钢丝绳径向冲击下张力振动检测分析装置的工作方法，其特征在于：技术指标如下：

钢丝绳：直径6-12mm，长度5-10m；

钢丝绳预张力：0-5t；

冲击力：100-200N；

张力分析范围：0-10t；

振幅分析范围：0-±30mm。