[发明专利]一种煤矿用钻杆动态综合性能试验装置

权利要求书

1.一种煤矿用钻杆动态综合性能试验装置，其特征在于，包括：

扭矩加载系统：对试验钻杆(15)施加可控扭矩，包括加载马达(1)、加载连接装置(2)、自动变速器(3)、加载减速装置(4)和扭矩加载装置(8)，加载马达(1)通过加载传动轴与自动变速器(3)连接，且安装于加载连接装置(2)上，自动变速器(3)通过扭矩传递装置与加载减速装置(4)连接，加载减速装置(4)通过扭矩传递装置与扭矩加载装置(8)连接，扭矩加载装置(8)与试验钻杆(15)连接；

负载系统：对试验钻杆(15)施加稳态、动态变载扭矩，包括扭矩负载装置(10)、转矩转速检测装置(11)、负载减速装置(12)和负载装置(13)，负载装置(13)包括负载基座(13-1)、拉力伺服油缸(13-2)、拉杆(13-3)、滑轨(13-4)、冲击载荷制动器(13-5)、负载传动轴(13-6)和电涡流制动器(13-7)；所述拉力伺服油缸(13-2)与负载基座(13-1)连接，拉力伺服油缸(13-2)通过销轴与拉杆(13-3)连接，拉杆(13-3)通过销轴与冲击载荷制动器(13-5)连接，冲击载荷制动器(13-5)通过滑槽结构与滑轨(13-4)配合，实现由拉力伺服油缸(13-2)带动冲击载荷制动器(13-5)动作，抱紧负载传动轴(13-6)产生制动冲击负载；电涡流制动器(13-7)连接于负载基座(13-1)，并与负载传动轴(13-6)相连，产生可控稳态扭矩负载；负载装置(13)通过负载传动轴(13-6)与负载减速装置(12)连接，负载减速装置(12)通过扭矩传递装置与转矩转速检测装置(11)连接，转矩转速检测装置(11)通过扭矩传递装置与扭矩负载装置(10)连接，扭矩负载装置(10)与试验钻杆(15)连接；

轴向力加载系统(7)：对试验钻杆(15)加载可控轴向载荷；

径向约束系统：用于模拟加载施工中钻杆受到的径向位移约束与径向力加载；

水路加载系统：对试验钻杆加载一定压力的高压或超高压水压。

2.根据权利要求1所述的一种煤矿用钻杆动态综合性能试验装置，其特征在于：所述自动变速器(3)可以根据转速的大小和扭矩的大小自动换挡，所述加载马达(1)能够实现控制输出转矩与转速，所述自动变速器(3)与加载马达(1)匹配控制实现转速和转矩的可控输出，并根据所试验工况加载不同的驱动扭矩与转速，根据实验需求实现可控加载。

3.根据权利要求1所述的一种煤矿用钻杆动态综合性能试验装置，其特征在于：所述负载装置(13)根据钻孔内切削反扭矩、旋转与滑动瞬态摩阻、钻孔对钻杆径向约束产生的周期性、瞬间冲击载荷，模拟输出稳态扭矩、动态变载扭矩、冲击扭矩、周期性冲击扭矩；转矩转速检测装置(11)对传输的转矩、转速进行检测，对扭矩加载系统、负载系统进行反馈控制。

4.根据权利要求1所述的一种煤矿用钻杆动态综合性能试验装置，其特征在于：所述径向约束系统约束试验钻杆(15)的弯曲半波、公转半径和径向位移，以模拟加载施工中钻杆受到的半波约束、公转约束和径向位移约束。

5.根据权利要求1所述的一种煤矿用钻杆动态综合性能试验装置，其特征在于：所述径向约束系统包括3个以上的径向约束装置(9)，径向约束装置(9)对试验钻杆(15)的约束距离等于试验钻杆(15)与实验参数匹配产生的半波长，或等于试验钻孔对钻杆约束的长度。