[實用新型]礦用寬葉片鉆桿的多點扭矩同步動態檢測裝置

有效

• 申請號: 201621274891.0
• 申請日: 2016-11-25
• 公開（公告）號: CN206223333U
• 公開（公告）日: 2017-06-06
• 發明（設計）人: 李東民;張硯強;程百林;鐘佩思;李佳
• 申請（專利權）人: 山東科技大學
• 主分類號: G01L3/00
• 分類號: G01L3/00
• 代理公司: 濟南舜源專利事務所有限公司37205
• 代理人: 李江,張儉偉

技術領域

本實用新型涉及礦用鉆桿扭矩檢測領域，特別涉及礦用寬葉片鉆桿的多點扭矩同步動態檢測裝置及檢測方法。

背景技術

礦用鉆桿所受扭矩的檢測一般是采用光桿進行鉆機出廠性能測試時完成的，采用磁粉制動器或渦流制動器在鉆桿端部施加負載扭矩，由扭矩傳感器檢測鉆機運行時鉆桿所受扭矩。

現有檢測裝置與檢測方法只能對光桿進行扭矩檢測，無法直接檢測寬葉片鉆桿所受扭矩。

此外，該檢測方法只能測得鉆桿端部加載條件下鉆桿所受扭矩，但煤礦井下實際鉆孔施工時，整根鉆桿均受到負載作用，因此，現有鉆桿扭矩檢測裝置與檢測方法無法測得實際工況下鉆桿所受扭矩。

如圖2所示，現有的寬葉片鉆桿2以地質鉆桿2b為桿體，采用高耐磨平面螺旋寬葉片2a，經預應力纏繞平面螺旋寬葉片2a自動焊接而成，該寬葉片鉆桿2也可通過機床將特制軸表面加工成螺旋形寬葉片2a而成。

現有技術中的檢測裝置及檢測方法無法對上述寬葉片鉆桿2所受的扭矩進行檢測。

發明內容

本實用新型要解決的技術問題是針對現有技術的不足，提供一種礦用寬葉片鉆桿的多點扭矩同步動態檢測裝置，該檢測裝置解決了現有裝置無法直接檢測礦用寬葉片鉆桿所受扭矩的問題，并且該檢測裝置能夠模擬實際鉆孔施工時鉆桿軸向受到多點負載扭矩的工況，以對卡鉆及斷鉆機理的分析提供支持，從而徹底解決卡鉆及斷鉆事故。

本實用新型采用以下技術方案，礦用寬葉片鉆桿的多點扭矩同步動態檢測裝置，包括多個用于固定寬葉片鉆桿的鉆桿桿套；

每個鉆桿桿套套裝在寬葉片鉆桿的外側；

每個鉆桿桿套的外側設有用于向其施加負載扭矩的加載單元，負載扭矩通過鉆桿桿套傳遞給寬葉片鉆桿；

每個鉆桿桿套的外側設有用于檢測各點扭矩值的扭矩傳感器。

進一步改進：

所述鉆桿桿套包括鉆桿上桿套、鉆桿下桿套；

所述鉆桿上桿套及鉆桿下桿套的橫截面均為半圓弧形。

進一步改進：

鉆桿上桿套與鉆桿下桿套的外表面光滑；

鉆桿上桿套與鉆桿下桿套的內表面分別根據寬葉片鉆桿表面的寬葉片螺旋軌跡開設有相匹配的螺旋凹槽；

鉆桿上桿套與鉆桿下桿套卡接在寬葉片鉆桿上。

進一步改進：

鉆桿上桿套與鉆桿下桿套之間通過內六方螺栓緊固；

內六方螺栓沉入桿套內部且鉆桿上桿套與鉆桿下桿套的外表面光滑。

進一步改進：

所述加載單元包括加載油缸及加載皮帶，加載油缸與液壓控制系統相連，液壓控制系統用于控制加載油缸施加負載扭矩的大小。

進一步改進：

加載油缸包括加載上油缸、加載下油缸，加載上油缸與加載下油缸的活塞桿上分別連接有一根加載皮帶；

加載上油缸與加載下油缸分別設置在鉆桿桿套的兩側，兩根加載皮帶分別與鉆桿桿套連接。

進一步改進：

所述加載上油缸設置在鉆桿桿套的正上方，加載下油缸設置在鉆桿桿套的正下方；

所述加載上油缸與加載下油缸也可以分別布置在鉆桿桿套的前后兩側，此時支撐框架的結構應作適應性改進，以與加載油缸與加載皮帶相連；

所述檢測裝置還包括支撐框架，加載上油缸及加載下油缸的底座分別固定在支撐框架上；

加載上油缸及加載下油缸的活塞桿上分別連接有加載皮帶；

加載上油缸的活塞桿與加載皮帶的一端連接，加載皮帶的另一端繞過鉆桿桿套與支撐框架固定連接；

加載下油缸的活塞桿與加載皮帶的一端連接，加載皮帶的另一端繞過鉆桿桿套與支撐框架固定連接。

進一步改進：

所述的扭矩傳感器包括扭矩敏感集成組件、集流環、處理電路及顯示器；

扭矩敏感集成組件為電阻應變片式敏感元件，用于檢測扭矩并轉換為電阻，中部開有通孔，套裝并固定在鉆桿桿套上；

處理電路用于將扭矩敏感集成組件輸出的電阻信號轉換為電信號，并進行信號處理。

進一步改進：

所述液壓控制系統由液壓泵供油，溢流閥調節液壓泵輸出的油壓，采用兩個三位四通換向閥分別控制鉆桿上下兩側的加載油缸的動作，通過節流閥控制加載油缸的活塞桿運動速度。

礦用寬葉片鉆桿的多點扭矩同步動態檢測方法，包括如下步驟：

第一步：設定檢測試驗次數，設定加載負載扭矩；

第二步：在寬葉片鉆桿的兩端及中點位置分別安裝一個鉆桿桿套；

第三步：在每個鉆桿桿套上分別布置一個加載單元與一個扭矩傳感器；