[发明专利]一种深井提升系统钢丝绳扭转试验机及其试验方法

权利要求书

1.一种深井提升系统钢丝绳扭转试验机，其特征在于，包括液压加载单元、数据检测单元和计算机控制单元；

所述液压加载单元包括液压缸（1）、动力单元和液压马达（4），所述动力单元用于分别提供液压缸（1）和液压马达（4）动力；两个所述液压缸（1）的活塞杆分别通过两个夹套（7，15）与钢丝绳（12）两端连接，所述钢丝绳（12）绕过天轮（11），任意一个夹套（7，15）通过传动机构与液压马达（4）输出端连接，用于使该夹套（7，15）产生扭转；

所述数据检测单元包括光学轴编码器（3）、伸长量测量装置（14）、直径测量装置（13）和捻距测量装置，所述光学轴编码器（3）用于检测传动机构输出端的扭转角度；所述伸长量测量装置（14）用于测量钢丝绳（12）的拉伸变化量；所述直径测量装置（13）用于测量钢丝绳（12）直径；所述捻距测量装置用于测量钢丝绳（12）的捻距；

所述计算机控制单元包括数据传输系统（19）和显示操作系统，所述数据传输系统（19）采集所述数据检测单元检测的信息，所述显示操作系统用于接收、分析、处理并显示数据传输系统（19）采集的信息，所述显示操作系统根据所述数据检测单元检测的信息反馈控制液压加载单元；所述捻距测量装置包括捻距轨道（10）和涡流探头（9），所述钢丝绳（12）外侧设有捻距轨道（10），所述捻距轨道（10）设有可移动的涡流探头（9），用于测量钢丝绳（12）的捻距；所述捻距轨道（10）可移动安装在固定滑轨上，用于调节捻距轨道（10）与钢丝绳（12）的距离。

2.根据权利要求1所述的深井提升系统钢丝绳扭转试验机，其特征在于，所述传动机构包括减速器（5）和轮系，所述液压马达（4）输出端与减速器（5）连接，所述减速器（5）的输出端通过轮系与任意一个夹套（7，15）传动连接，所述光学轴编码器（3）安装在减速器（5）的输出端，用于检测减速器（5）输出端的扭转角度。

3.根据权利要求2所述的深井提升系统钢丝绳扭转试验机，其特征在于，所述轮系包括第一锥齿轮（8）和第二锥齿轮（2），所述减速器（5）的输出端通过传动轴（6）连接第二锥齿轮（2），任意一个所述夹套（7，15）的外圆上设有第一锥齿轮（8），所述第一锥齿轮（8）与第二锥齿轮（2）相互啮合。

4.根据权利要求1所述的深井提升系统钢丝绳扭转试验机，其特征在于，还包括压力控制阀（17）和流量控制阀（18），所述动力单元出口安装压力控制阀（17），用于调节液压缸（1）输出的压力；所述流量控制阀（18）安装在液压马达（4）进口处，用于控制液压马达（4）输出的扭矩。

5.一种根据权利要求1-4任一项所述的深井提升系统钢丝绳扭转试验机的试验方法，其特征在于，包括如下步骤：

通过钢丝绳（12）两端液压缸（1）施加轴向载荷；在施加轴向载荷时，所述液压马达（4）通过传动机构使所述钢丝绳（12）的一端产生扭转；

所述光学轴编码器（3）检测传动机构输出端的扭转角度；所述伸长量测量装置（14）测量钢丝绳（12）的拉伸变化量；所述直径测量装置（13）测量钢丝绳（12）直径；当轴向加载和扭转加载完成后，所述捻距测量装置测量钢丝绳（12）的捻距；

所述计算机控制单元根据所述数据检测单元检测的信息，分析扭转角度值与钢丝绳性能的关系；建立钢丝绳寿命预估模型。

6.根据权利要求5所述的深井提升系统钢丝绳扭转试验机的试验方法，其特征在于，通过压力控制阀（17）控制液压缸（1）施加轴向载荷大小；通过流量控制阀（18）控制液压马达（4）输出的扭矩大小。

7.根据权利要求5所述的深井提升系统钢丝绳扭转试验机的试验方法，其特征在于，所述捻距测量装置测量钢丝绳（12）的捻距，具体为：调节捻距轨道（10）与钢丝绳（12）的距离，通过移动涡流探头（9）测量钢丝绳（12）的捻距。