[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

说明书

本发明提供了一种深井提升系统钢丝绳扭转试验机及其试验方法，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、动力单元和液压马达，所述动力单元用于分别提供液压缸和液压马达动力；两个所述液压缸的活塞杆分别通过两个夹套与钢丝绳两端连接，所述钢丝绳绕过天轮，任意一个夹套通过传动机构与液压马达输出端连接，用于使该夹套产生扭转；所述数据检测单元包括光学轴编码器、伸长量测量装置、直径测量装置和捻距测量装置，所述计算机控制单元包括数据传输系统和显示操作系统。本发明可研究多重载荷加载方案下钢丝绳捻距、直径、长度等参数的变化规律，修正钢丝绳模型，提升系统安全运行性能。

技术领域

本发明涉及钢丝绳检测领域，特别涉及一种深井提升系统钢丝绳扭转试验机及其试验方法。

背景技术

随着国内矿山企业的飞速发展，矿井逐渐向千米深井提升系统发展，当钢丝绳的长度和载荷达到一定值时，钢丝绳的扭转现象是必然的，但其扭矩监测与检测难度相当大。为了提高矿用钢丝绳使用的安全性、可靠性，国家先后出台了相关政策，要求矿用钢丝绳使用前与使用中必须进行性能测量，测量合格后方可投入或继续使用。这一政策很大程度上提高了矿用钢丝绳的安全系数，降低安全生产事故的发生率。

面对大量需测量的钢丝绳，和仍处在人工测量阶段的实验仪器，如何精准，高效的完成钢丝绳各项性能的检验就变成了非常迫切的需求。同时，怎样通过科学的方法，便捷的操作，保证测量精度情况下完成对钢丝绳钢丝的性能测量任务也是各个测量机构共同面临的考验。以PLC和单片机为控制系统核心的新型测量实验用设备大量应用于各种矿山设备安全测量中，与此同时，钢丝绳钢丝扭转性能测量仪器却绝大多数都是经改变砝码的重量，通过重锤来得到测量所需扭转力，过程复杂，测量精度不高，依然处在人工测量阶段，劳动效率低下。

中国专利公开了一种钢丝绳扭转性能实验仪，可通过输出某一固定力以测量钢丝绳钢丝扭转性能。所述实验仪在机架上安装有处理器和人机交互面板，之间连接有数据线和转速传感器，转速传感器安装在伺服电机输出端上。实验时，用钢丝绳通过从动夹头与主动夹头固定，在面板上设置工作方式，伺服电机在伺服驱动器的操作下开始转动，通过转数传感器记录钢丝绳转动圈数，处理器计算出力的大小，得到钢丝的扭转性能。但是由于该实验仪仅仅是对扭矩等参数进行测量，占据空间大，而实现功能单一，不能全面测量钢丝绳的扭转特性参数。

中国专利公开了一种扭转疲劳试验台，其机体上安装有张力组件，移动单元和扭转组件。扭转组件一端设置有电磁离合器、传动轴、联轴器、伺服电机及各种传感器。被测试件一端与移动单元连接，另一端通过夹套连接至传动轴上。通过电磁离合器的失电通电带动试件扭转，通过扭矩和角度传感器记录各测试数据。该发明虽然自动化程度较高，但其所有组件均排布于实验台一条直线上，实验台占据空间大，且测量参数仅限制于扭转参数。

在以往的专利和论文中，学者们普遍研究的是钢丝绳扭转特性，试验机只能对钢丝绳进行拉伸扭转试验，并未将钢丝绳速度、伸长量、直径、捻距测量融合于扭转试验机。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明提供了一种深井提升系统钢丝绳扭转试验机及其试验方法，研究多重载荷加载方案下钢丝绳捻距、直径、长度等参数的变化规律，分析不同涡流线圈与钢丝绳距离、相对移动速度与捻距、扭转角的关系，修正钢丝绳模型，提升系统安全运行性能。

本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。

一种深井提升系统钢丝绳扭转试验机，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、动力单元和液压马达，所述动力单元用于分别提供液压缸和液压马达动力；两个所述液压缸的活塞杆分别通过两个夹套与钢丝绳两端连接，所述钢丝绳绕过天轮，任意一个夹套通过传动机构与液压马达输出端连接，用于使该夹套产生扭转；