[发明专利]一种钻机机械加载试验台及其控制系统

说明书

本发明涉及钻机测试技术领域，公开了一种钻机机械加载试验台及其控制系统，包括框架，所述框架底部固定有升降机、上部固定安装板，所述安装板，所述安装板上端的两侧均固定有轴承座，所述轴承座的内腔穿插有转轴，所述转轴一侧贴合有转矩转速传感器、一端插接有磁粉制动器和摩擦盘制动器，且摩擦盘制动器通过轴承座与转轴固定；所述摩擦盘制动器的两侧设置有加载机构，该钻机机械加载试验台及其控制系统，通过磁粉制动器和摩擦盘制动器的相结合，使低量程段范围内(0～5000Nm)采用摩擦盘制动器加载，高量程段(5000～20000Nm)范围内采用磁粉制动器进行加载，这样一方面保证了扭矩测试的精度，另一方面也能实现对大扭矩的测量。

技术领域

本发明涉及钻机测试技术领域，具体为一种钻机机械加载试验台及其控制系统。

背景技术

钻杆的性能参数主要包括最大扭矩、最大拔拉力、和抗扭强度等。其次是钻机的工作效率，工作效率决定了钻机能够多大程度上将消耗的电能转化为有用的机械能，这是衡量钻机性能优劣的重要标准，而这些指标的测定都要通过加载测试平台才能实现。除此之外，钻机在出厂前要标定一些主要性能参数，在出现故障返厂维修后也要对这些重要参数进行重新标定，所有这些都依赖于一台高效的钻机性能加载测试平台。

而在煤矿钻机的加载试验中，因钻机的大扭矩、高精度的测量要求，使一个测试平台常常只能做静态和动态加载中的一种试验。

发明内容

本发明提供了一种钻机机械加载试验台及其控制系统，该钻机机械加载试验台及其控制系统，解决了煤矿钻机的加载试验中，因钻机的大扭矩、高精度的测量要求，使一个测试平台常常只能做静态和动态加载中的一种试验。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种钻机机械加载试验台及其控制系统，包括框架，所述框架底部固定有升降机、上部固定安装板，所述安装板，所述安装板上端的两侧均固定有轴承座，所述轴承座的内腔穿插有转轴，所述转轴一侧贴合有转矩转速传感器、一端插接有磁粉制动器和摩擦盘制动器，且摩擦盘制动器通过轴承座与转轴固定；所述摩擦盘制动器的两侧设置有加载机构；

所述加载机构包括支架、蝶式制动器、加载架、销轴、热电偶；

所述支架的下端与安装板顶部固定，所述蝶式制动器通过销轴与支架上端固定，所述蝶式制动器上部通销轴固定加载架，所述加载架一侧的内腔穿插热电偶。

优选的，所述磁粉制动器与摩擦盘制动器的量程分别为2000Nm和5000Nm。

优选的，所述蝶式制动器由制动器气包、活塞顶杆、蝶式活动架、摩擦片拼接而成。

优选的，所述摩擦片上部的一侧与热电偶的输入端贴合。

优选的，所述升降机为液压驱动剪叉式升降机。

一种钻机机械加载试验台控制系统，包括工控机和下位机，所述工控机由转矩加载控制模块、温度监控模块、功率转换模块、升降机构运动控制区和串口通信控制器组成，且转矩加载控制模块、温度监控模块、功率转换模块、升降机构运动控制区的输出端均与串口通信控制器的输出入端电连接，所述串口通信控制器的输出端通过通信线缆与下位机电连接；

所述下位机包括下位机主控制器，所述下位机主控制器输出端单向连接有电气比例阀、加载控制器、电磁换向阀，所述电磁比例阀的输出端单向连接有转盘制动器加载，所述加载控制器的输出端单向连接有磁粉制动器加载，所述电磁换向阀的输出端单向连接有升降机构运动；

所述下位机主控制器通过RS485接口双向连接采集卡，所述采集卡双向连接有转矩转速传感器、热电偶、噪声计。

优选的，所述采集卡含有三个，且分别对应转矩转速传感器、热电偶和噪声计。