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专利号: 2016104356014
申请人: 中国矿业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 卷扬;提升;牵引
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种超深井多层缠绕钢丝绳与卷筒动态接触状态监测装置,其特征在于:包括支撑系统、缠绕系统、动态加载监测系统、应力监测系统;

所述支撑系统包括底板(1)、伺服电动缸支座(9),伺服电动缸支座(9)固定在底板(1)上;

所述缠绕系统包括电动机(10)、高速级联轴器(11)、减速器(12)、低速级联轴器(13)、轴承座A(14)、摩擦盘A(15)、盘式制动器A(20)、盘式制动器B(21)、主轴(18)、双折线卷筒(16)、摩擦盘B(17)、盘式制动器C(3)、盘式制动器D(2)、轴承座B(19)、钢丝绳(4),电动机(10)固定在底板(1)上,电动机(10)输出轴通过高速级联轴器(11)与减速器(12)输入端连接,减速器(12)输出端通过低速级联轴器(13)与主轴(18)的一端连接,主轴(18)两端通过轴承安装在轴承座A(14)、轴承座B(19)内,轴承座A(14)、轴承座B(19)通过轴承座支撑固定在底板(1)上,主轴(18)上设有两个法兰盘,将套在主轴(18)上的双折线卷筒(16)与两个法兰盘固定,摩擦盘A(15)、摩擦盘B(17)固定在双折线卷筒(16)两侧,盘式制动器A(20)、盘式制动器B(21)固定在摩擦盘A(15)一侧的底板(1)上,盘式制动器C(3)、盘式制动器D(2)固定在摩擦盘B(17)一侧的底板(1)上,在双折线卷筒(16)的绳槽上缠绕钢丝绳(4),钢丝绳(4)至少缠绕两层;

所述动态加载监测系统包括伺服电动缸(8)、S型拉力传感器(7)、钢丝绳夹具(6)、钢丝绳U型锁具(5),伺服电动缸(8)固定在伺服电动缸支座(9)上,伺服电动缸(8)的螺纹杆与S型拉力传感器(7)一端连接,S型拉力传感器(7)另一端与钢丝绳夹具(6)连接,钢丝绳(4)一端穿过钢丝绳夹具(6)并通过钢丝绳U型锁具(5)锁紧;

所述应力监测系统包括应变片组A(23)、应变片组B(25)、应变片组C(27)、应变片组D(29)、挡板侧应变片,在双折线卷筒(16)的绳槽的两直线段部分开设有U型通槽B(24)、U型通槽D(28),在双折线卷筒(16)的绳槽的两折线段部分开设有U型通槽A(22)、U型通槽C(26),在双折线卷筒(16)的挡板开设有挡板侧U型通槽,应变片组A(23)粘贴于U型通槽A(22)内壁,应变片组B(25)粘贴于U型通槽B(24)内壁,应变片组C(27)粘贴于U型通槽C(26)内壁,应变片组D(29)粘贴于U型通槽D(28)内壁,挡板侧应变片粘贴于挡板侧U型通槽内壁,挡板侧应变片数量与钢丝绳(4)缠绕层数相同,每个挡板侧应变片对应一层钢丝绳。

2.根据权利要求1所述的一种超深井多层缠绕钢丝绳与卷筒动态接触状态监测装置,其特征在于:所述U型通槽A(22)、U型通槽B(24)、U型通槽C(26)、U型通槽D(28)均平行于双折线卷筒(16)轴线设置。

3.根据权利要求1所述监测装置的超深井多层缠绕钢丝绳与卷筒动态接触状态监测方法,其特征在于,包括以下步骤:

a)、将所有应变片组粘贴到各自对应的U型通槽内壁上,挡板侧应变片粘贴于挡板侧U型通槽内壁上;

b)、选取合适长度的钢丝绳(4),将钢丝绳(4)一端穿过钢丝绳夹具(6)并用钢丝绳U型锁具(5)锁紧;

c)、通过控制器启动电动机(10),将钢丝绳(4)缠绕在双折线卷筒(16)上,当获得所需的缠绕层数时,停止电动机(10)转动,用盘式制动器作用于摩擦盘使双折线卷筒(16)制动,通过计算机控制伺服电动缸(9)水平移动使得钢丝绳(4)受力达到设定疲劳载荷或变形值;

d)、通过计算机控制程序设定伺服电动缸(9)的交变位移幅值,获得钢丝绳(4)的动态交变载荷,模拟钢丝绳动态承载提升过程中钢丝绳(4)对双折线卷筒(16)表面和挡板的动态应力,在模拟钢丝绳动态承载提升过程中钢丝绳(4)对双折线卷筒(16)表面和挡板的动态应力时,打开电源给电动机(10)、伺服电动缸(9)、S型拉力传感器(8)、应变片组A(23)、应变片组B(25)、应变片组C(27)、应变片组D(29)、挡板侧应变片通电,用S型拉力传感器(8)记录钢丝绳(4)动态载荷的变化,用应变片组记录钢丝绳(4)对双折线卷筒(16)表面的动态应力,挡板侧应变片记录不同层钢丝绳(4)对双折线卷筒(16)挡板的动态应力;

e)、通过改变钢丝绳(4)的缠绕层数及伺服电动缸(9)的交变位移幅值,模拟不同缠绕层及不同动态载荷下钢丝绳(4)对双折线卷筒(16)表面及挡板的动态接触应力。