[发明专利]千米深井提升机主轴弯扭复合疲劳损伤监测装置及方法

摘要

本发明公开了一种千米深井提升机主轴弯扭复合疲劳损伤监测装置及方法，该装置包括基架，设置在基架上的主轴装置和加载系统以及设置在主轴装置上的状态监测系统，主轴装置包括主轴，主轴中部设有主卷筒，主轴上设有法兰盘，主卷筒两侧连接法兰盘，主卷筒绳槽中卷绕钢丝绳，主轴一端设有A轴承，主轴另一端设有B轴承，A轴承置于A轴承座内，B轴承置于B轴承座内；加载系统包括设置在钢丝绳两端的第一加载系统和第二加载系统；状态监测系统包括张力监测系统、应力测量系统、扭矩测量系统、裂纹监测系统。本发明能够模拟千米深井提升过程中不同振动和冲击工况下提升机主轴的弯扭复合疲劳行为，并且动态监测提升机主轴弯扭复合疲劳裂纹演化机制。

主权项

一种千米深井提升机主轴弯扭复合疲劳损伤监测装置，其特征在于：包括基架、主轴装置、加载系统和状态监测系统，主轴装置和加载系统设置在基架上，状态监测系统设置在主轴装置上；所述主轴装置包括主轴(8)，主轴(8)中部设有主卷筒(40)，主轴(8)上设有法兰盘，主卷筒(40)两侧连接法兰盘，主卷筒(40)绳槽中卷绕钢丝绳(39)，主轴(8)一端设有A轴承(7)，主轴(8)另一端设有B轴承(12)，A轴承(7)置于A轴承座(6)内，B轴承(12)置于B轴承座(13)内；所述加载系统包括第一加载系统和第二加载系统，第一加载系统包括A支撑轴(18)和A电机(15)，A支撑轴(18)中部设有A卷筒(42)，钢丝绳(39)一端缠绕于A卷筒(42)绳槽内，A支撑轴(18)一端设有C轴承(35)和C联轴器(17)，A支撑轴(18)另一端设有D轴承(36)，C轴承(35)置于C轴承座(19)内，D轴承(36)置于D轴承座(21)内，C联轴器(17)与A电机(15)输出轴相连，所述第二加载系统包括B支撑轴(23)和B电机(27)，B支撑轴(23)中部设有B卷筒(37)，钢丝绳(39)另一端缠绕于B卷筒(37)绳槽内，B支撑轴(23)一端设有E轴承(31)和B联轴器(24)，B支撑轴(23)另一端设有F轴承(33)，E轴承(31)置于E轴承座(30)内，F轴承(33)置于F轴承座(34)内，B联轴器(24)与B电机(27)输出轴相连；所述状态监测系统包括张力监测系统、应力测量系统、扭矩测量系统、裂纹监测系统，张力监测系统包括A张力传感器(41)和B张力传感器(38)，A张力传感器(41)设置在主卷筒(40)与A卷筒(42)之间的钢丝绳(39)上，B张力传感器(38)设置在主卷筒(40)与B卷筒(37)之间的钢丝绳(39)上，应力测量系统包括粘贴在法兰盘上的第一应变片(43)和粘贴在主轴(8)上的第二应变片(9)，扭矩测量系统包括扭矩传感器(3)，扭矩传感器(3)一端与A法兰轴(2)连接，扭矩传感器(3)另一端与B法兰轴(4)连接，A法兰轴(2)穿过G轴承(1)，B法兰轴(4)通过A联轴器(5)与主轴(8)端部相连，裂纹监测系统包括高速摄像机(10)和声发射传感器(11)。