[發明專利]千米深井提升鋼絲繩多軸微動腐蝕疲勞損傷監測裝置及方法

有效

• 申請號: 201610093465.5
• 申請日: 2016-02-19
• 公開（公告）號: CN105588750B
• 公開（公告）日: 2018-03-16
• 發明（設計）人: 王大剛;王祥如;李曉五
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: G01N3/02
• 分類號: G01N3/02
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙)32249
• 代理人: 周中民

1.一種千米深井提升鋼絲繩多軸微動腐蝕疲勞損傷監測裝置，包括基架以及設置在基架上的微動系統、拉-扭疲勞系統和恒溫腐蝕系統；

所述恒溫腐蝕系統包括耐腐蝕箱體(14)、恒溫控制系統、冷卻系統、電化學腐蝕系統，耐腐蝕箱體(14)內注入腐蝕溶液，恒溫控制系統包括加熱元件(15)和溫度控制柜(16)，加熱元件(15)置于腐蝕溶液中并與溫度控制柜(16)相連，冷卻系統包括水泵(34)、水箱(49)和冷卻水管(33)，水箱(49)通過水泵(34)與冷卻水管(33)相連，冷卻水管(33)纏繞于耐腐蝕箱體(14)周圍，電化學腐蝕系統包括腐蝕液添加漏斗(26)、電化學工作站(20)、電極支架(23)和放液開關(11)，耐腐蝕箱體(14)設置可拆卸的腐蝕液添加漏斗(26)，電極支架(23)通過螺釘連接在耐腐蝕箱體(14)上，電化學工作站(20)的電極放置在電極支架(23)上，放液開關(11)設置在耐腐蝕箱體(14)底部；

所述微動系統包括上加載單元、下加載單元和疲勞鋼絲(27)，疲勞鋼絲(27)穿過耐腐蝕箱體(14)兩側面的帶孔密封圓柱A(43)、帶孔密封圓柱B(55)，上加載單元包括配重塊(37)、耐腐蝕直線導軌A、耐腐蝕L型板A(38)、二維力傳感器(40)、耐腐蝕加載鋼絲夾具、加載鋼絲(53)，耐腐蝕直線導軌A設置在耐腐蝕箱體內的疲勞鋼絲(27)上方，耐腐蝕直線導軌A包括導軌條A(42)、滑塊A(59)、滑塊B(58)，導軌條A(42)通過耐腐蝕螺釘固定在耐腐蝕箱體(14)內表面上，滑塊A(59)和滑塊B(58)設置在導軌條A(42)上，耐腐蝕L型板A(38)通過耐腐蝕螺釘連接耐腐蝕直線導軌A的滑塊A(59)和滑塊B(58)；配重塊(37)設置在耐腐蝕L型板A(38)上，耐腐蝕L型板A(38)與二維力傳感器(40)一端通過耐腐蝕螺釘連接，二維力傳感器(40)另一端與耐腐蝕加載鋼絲夾具通過螺栓連接，加載鋼絲(53)固定在耐腐蝕加載鋼絲夾具上，下加載單元包括加載重塊A(50)、耐腐蝕纖維繩索A(51)、導向支架(32)、導向滑輪A(25)、導向滑輪B(24)、加載重塊B(46)、耐腐蝕纖維繩索B(39)、導向滑輪C(13)、導向滑輪D(12)、耐腐蝕直線導軌B、耐腐蝕L型板B(47)、摩擦襯墊(44)、吊環B(45)、吊環A(52)，耐腐蝕直線導軌B設置在耐腐蝕箱體內的疲勞鋼絲(27)下方，所述耐腐蝕直線導軌B包括導軌條B(48)、滑塊C(57)，滑塊D(56)、導軌條B(48)通過耐腐蝕螺釘固定在耐腐蝕箱體(14)內表面上,滑塊C(57)和滑塊D(56)設置在導軌條B(48)上，耐腐蝕L型板B(47)通過耐腐蝕螺釘連接耐腐蝕直線導軌B的滑塊C(57)和滑塊D(56)，摩擦襯墊(44)通過耐腐蝕螺釘連接耐腐蝕L型板B(47)，并且摩擦襯墊(44)上沿著疲勞鋼絲(27)軸向方向設有半圓形凹槽，耐腐蝕纖維繩索A(51)一端連接加載重塊A(50)，耐腐蝕纖維繩索A(51)另一端繞經導向支架(32)上的導向滑輪A(25)和導向滑輪B(24)后與耐腐蝕L型板B(47)一端的吊環A(52)相連，所述耐腐蝕纖維繩索B(39)一端連接加載重塊B(46)，耐腐蝕纖維繩索B(39)另一端繞經導向支架(32)上的導向滑輪C(13)和導向滑輪D(12)后與耐腐蝕L型板B(47)另一端的吊環B(45)相連；

所述拉-扭疲勞系統包括角位移傳感器(1)、聯軸器A(3)、角位移傳感器固定板(2)、雙軸電機(4)、電機支座(5)、聯軸器B(6)、軸A(8)、軸承座A(7)、扭矩傳感器(9)、軸B(10)、軸承座B(28)、疲勞鋼絲夾具A、疲勞鋼絲夾具B、連接螺桿(17)、拉力傳感器(18)、電動缸(19)，角位移傳感器(1)與雙軸電機(4)一端通過聯軸器A(3)連接，雙軸電機(4)另一端與軸A(8)一端通過聯軸器B(6)連接,軸A(8)穿過軸承座A(7)內的軸承，軸A(8)另一端與扭矩傳感器(9)一端通過螺栓連接,扭矩傳感器(9)另一端通過軸B(10)與疲勞鋼絲夾具A相連，軸B(10)穿過軸承座B(28)中的軸承，疲勞鋼絲夾具A包括疲勞鋼絲夾具固定端A(30)和夾板A(31)，通過疲勞鋼絲夾具A夾持疲勞鋼絲(27)一端,電動缸(19)螺紋桿與拉力傳感器(18)一端連接，拉力傳感器(18)另一端通過連接螺桿(17)與疲勞鋼絲夾具B連接，疲勞鋼絲夾具B包括疲勞鋼絲夾具固定端B(21)和夾板B(22)，通過疲勞鋼絲夾具B夾持疲勞鋼絲(27)另一端；

所述耐腐蝕加載鋼絲夾具由半圓柱塊(41)和方形板(54)通過螺釘連接而成，半圓柱塊(41)的圓柱面上開有圓弧形槽(61)用以嵌入加載鋼絲(53)，加載鋼絲(53)從半圓柱塊(41)柱面兩側穿過方形板(54)上的通孔(62)，并被方形板(54)兩側的耐腐蝕螺釘固定住；方形板(54)上對稱設有弧形孔槽(60)，半圓柱塊(41)可以沿弧形孔槽(60)旋轉，通過耐腐蝕螺釘將半圓柱塊(41)固定在弧形孔槽(60)不同位置處。