[发明专利]一种缠绕式提升机钢丝绳低温振动测试装置及方法

说明书

本发明公开了一种缠绕式提升机钢丝绳低温振动测试装置，包括一号卷筒和二号卷筒、钢丝绳振动机构、直线滑移机构以及设置在一号卷筒周围，用以模拟外界环境温度的低温恒温装置；所述一号卷筒和二号卷筒平行布置且处于不同的高度，待测钢丝绳一端与一号卷筒处的第一卡绳器卡固连接，另一端绕过所述钢丝绳振动机构后绕至二号卷筒，与二号卷筒处的第二卡绳器卡固连接；所述钢丝绳振动机构用于实现对运动中的待测钢丝绳施加平面内、外横向振动以及复合振动。本发明缠绕式提升机钢丝绳低温振动测试装置，能够基于实现钢丝绳在不同环境温度下平面内、外的纵向振动及复合振动，模拟缠绕式提升机在不同环境温度及振动形式下钢丝绳的运动及磨损行为。

技术领域

本发明涉及一种缠绕式提升机钢丝绳低温振动测试装置。

背景技术

目前，大型矿井提升多采用多绳摩擦式提升和多层缠绕式提升的方式来进行井上和井下的物资及人员传输。由于受钢丝绳应力波动的限制，多绳摩擦式提升机理论极限提升深度为1700 m，已不再适用更深层次的煤炭资源开采，故南非、加拿大等国开始采用多层缠绕式提升机开采更深层次的矿产资源，其最大提升深度超过3000 m，缠绕层数多达4层。然而，在我国，《煤矿安全规程（2016版）》第四百一十八条规定：“各种提升装置的卷筒上缠绕的钢丝绳层数必须符合下列要求：立井中升降人员或者升降人员和物料的不超过1层，专为升降物料的不超过2层”。该规定严重制约了我国缠绕式矿井提升机的发展，究其原因，主要是因为在超深矿井提升机运行工况恶劣、苛刻，复杂的接触特性极易引发钢丝绳的摩擦磨损进而降低其服役寿命，严重威胁提升安全，因钢丝绳失效断裂引发的重大人员伤亡时有发生，再加上人们并没有完全掌握超深矿井多层缠绕式提升机在大吨位高速运行下钢丝绳的磨损机理及其剩余寿命评估，故国家出此规定。由此可知，探究恶略工况下钢丝绳摩擦磨损性能对超深矿井多层缠绕式提升机的发展至关重要。

专利号为CN201610567586.9公布了一种超深立井缠绕式提升钢丝绳摩擦腐蚀疲劳损伤监测装置及方法，该装置主要用于检测不同腐蚀溶液下具有不同拉伸载荷的钢丝绳间相互摩擦磨损行为。

专利号为CN201610093465.5公布了一种千米深井提升钢丝绳多轴微动腐蚀疲劳损伤监测装置及方法，该装置主要用于进行不同温度、腐蚀溶液PH值以及多轴微动疲劳参数下钢丝绳的疲劳实验。

但是两篇专利主要用于研究腐蚀及温度工况对钢丝绳微动磨损的影响。

目前，未见有公开专利及文献用于研究低温工况下振动对多层缠绕提升钢丝绳摩擦磨损的影响。

发明内容

技术问题：本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提供了一种多缠绕式提升机钢丝绳低温振动测试装置，能够实现钢丝绳在不同环境温度下平面内、外的纵向振动及复合振动下钢丝绳运行行为，模拟缠绕式提升机在不同环境温度及振动形式下钢丝绳的运动及磨损行为，可进行疲劳分析以及钢丝绳磨损形貌分析。

技术方案：为了实现上述技术目的，本发明采用如下的技术方案：

一种缠绕式提升机钢丝绳低温振动测试装置，包括一号卷筒和二号卷筒、设置在所述一号卷筒和二号卷筒之间的钢丝绳振动机构、直线滑移机构以及设置在一号卷筒周围，用以模拟外界环境温度的低温恒温装置；

所述一号卷筒和二号卷筒平行布置且处于不同的高度，待测钢丝绳一端与一号卷筒处的第一卡绳器卡固连接，另一端绕过所述钢丝绳振动机构后绕至二号卷筒，与二号卷筒处的第二卡绳器卡固连接；

所述钢丝绳振动机构用于实现对运动中的待测钢丝绳施加平面内、外横向振动以及复合振动；

直线滑移机构，设置在所述钢丝绳振动机构的底部，用于改变整个钢丝绳振动机构在一号卷筒和二号卷筒之间的位置，以改变待测钢丝绳的仰角，方便观测仰角对提升机钢丝绳磨损行为的影响；

力传感器，用于检测待测钢丝绳的纵向力。