CN104614261A - 腐蚀-交变载荷耦合作用下钢丝绳弯曲疲劳损伤监测系统 - Google Patents

腐蚀-交变载荷耦合作用下钢丝绳弯曲疲劳损伤监测系统 Download PDF

Info

Publication number
CN104614261A
CN104614261A CN201510051377.4A CN201510051377A CN104614261A CN 104614261 A CN104614261 A CN 104614261A CN 201510051377 A CN201510051377 A CN 201510051377A CN 104614261 A CN104614261 A CN 104614261A
Authority
CN
China
Prior art keywords
wire rope
wheel
corrosion
bending fatigue
steel wire
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201510051377.4A
Other languages
English (en)
Inventor
王大刚
李晓五
王琳琳
朱真才
张德坤
茅献彪
彭玉兴
葛世荣
王庆良
刘洪涛
罗勇
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China University of Mining and Technology CUMT
Original Assignee
China University of Mining and Technology CUMT
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China University of Mining and Technology CUMT filed Critical China University of Mining and Technology CUMT
Priority to CN201510051377.4A priority Critical patent/CN104614261A/zh
Priority to RU2016143560A priority patent/RU2649036C2/ru
Priority to PCT/CN2015/078720 priority patent/WO2016119331A1/zh
Publication of CN104614261A publication Critical patent/CN104614261A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N3/20—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying steady bending forces
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N17/00—Investigating resistance of materials to the weather, to corrosion, or to light
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N3/32—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying repeated or pulsating forces
    • G01N3/38—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying repeated or pulsating forces generated by electromagnetic means

Abstract

本发明公开了一种腐蚀-交变载荷耦合作用下钢丝绳弯曲疲劳损伤监测系统，包括驱动系统、交变力加载系统、换向控制系统、围包角调整系统、腐蚀液添加系统、钢丝绳及钢丝绳状态监测系统。本发明能实现腐蚀与交变载荷耦合作用下钢丝绳弯曲疲劳试验，并且定量监测钢丝绳内部损伤和揭示钢丝绳弯曲疲劳损伤失效机理。可用于探究模拟矿井提升工况下钢丝绳与摩擦轮摩擦衬垫之间的动态接触、局部微滑移幅值和钢丝绳的动张力演化。这为定量分析复杂运行工况下钢丝绳弯曲疲劳失效特性提供了有效的实验设备；其操作简便、功能齐全、效果好，在本技术领域内具有广泛的实用性。

Description

腐蚀-交变载荷耦合作用下钢丝绳弯曲疲劳损伤监测系统
技术领域
本发明涉及监测系统，具体是一种腐蚀-交变载荷耦合作用下钢丝绳弯曲疲劳损伤监测系统。
背景技术
钢丝绳是由多层钢丝捻成股、再由股捻绕成绳的空间螺旋结构，因承载能力好、弯曲柔韧性好、运动平稳无噪音、安全系数大、自重轻等优点被广泛用于各种提升与起重系统。在矿井提升系统中，提升钢丝绳连接矿井提升机和提升容器共同组成了矿井提升系统，担负着提升煤炭、矸石、下放材料、升降人员和设备的任务，一旦钢丝绳失效断裂将导致井毁人亡的重大事故，并且严重影响矿井正常生产和人员的生命安全。由于矿井提升钢丝绳长期处于摩擦、潮湿和腐蚀等工作环境(PH约为6-12)中，并承受着反复的拉伸载荷和弯曲载荷；在矿井提升的过程中，因提升机的加速或减速过程以及时变的悬垂绳长使得提升钢丝绳承受交变载荷的作用。这都会导致钢丝绳内相邻钢丝间微小振幅的微动磨损；如果在微动磨损过程中接触区域存在腐蚀介质，将产生微动腐蚀现象；微动磨损和循环的拉伸载荷或弯曲载荷的共同作用使接触钢丝间发生微动疲劳，引起钢丝表面的裂纹萌生、扩展，最终达到断裂失效，加剧钢丝绳的疲劳断丝失效，缩短了钢丝绳的使用寿命。因此，探究腐蚀-交变载荷耦合作用下钢丝绳弯曲疲劳损伤机理和演化特性对提升钢丝绳失效分析有重要意义。然而，现有的传统钢丝绳弯曲疲劳试验机已经不能满足要求，亟需一种能够模拟矿井提升实际工况的腐蚀-交变载荷耦合作用下钢丝绳弯曲疲劳损伤监测系统，以探究复杂运行工况下(交变载荷和腐蚀工况)滑轮两侧钢丝绳动张力演化、裂纹萌生和扩展演化、钢丝绳腐蚀动力学特性和钢丝绳服役寿命特性等。
目前，现有钢丝绳弯曲疲劳实验装置包括：专利号为201010602411.X公布了一种钢丝绳变载弯曲疲劳试验机，可对钢丝绳标准试件进行变载弯曲疲劳试验；专利号为201320504867.1公布了一种钢丝绳弯曲疲劳试验机，采用三套作竖直运动的滑台、滑台驱动装置及四个滑轮结构，可在贴近实际工况的条件下监测钢丝绳的受力情况和钢丝绳的断丝情况。然而上述两个试验机中钢丝绳与滑轮间围包角不可调，而且不能对不同腐蚀环境中钢丝绳内部损伤进行定量监测；专利号为201120180376.7公布了一种机械卧式钢丝绳弯曲疲劳试验机，采用与绳径匹配的聚醋摩擦衬垫结构，可以研究不同直径钢丝绳的弯曲疲劳试验，然而该实验机只能做预定载荷下的钢丝绳弯曲疲劳实验，不能模拟交变载荷下的钢丝绳弯曲疲劳行为研究且不能兼顾一些矿井等恶劣条件下的腐蚀等工况；专利号为201320428225.8公布了一种钢丝绳弯曲疲劳试验装置，采用两个外径不同的主动轮装置，可同时进行两种钢丝绳的弯曲疲劳试验，节约不必要的时间，同时也不需要占用过多的空间，然而该实验机的负载是静态的且围包角不可改变也没能考虑到腐蚀等工况，不能够真实的反映出钢丝绳在实际工况中的特性。
综上，需要一种同时兼具以上各项监测功能的钢丝绳弯曲疲劳试验装置系统，以满足现实所需。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种能够模拟矿井提升工况的腐蚀-交变载荷耦合作用下钢丝绳弯曲疲劳损伤监测系统，对探测腐蚀-交变载荷耦合作用下钢丝绳弯曲疲劳过程中钢丝绳内部损伤演化和动张力演化特性和预测钢丝绳使用寿命有重要意义。
技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种腐蚀-交变载荷耦合作用下钢丝绳弯曲疲劳损伤监测系统，包括驱动系统、交变力加载系统、换向控制系统、围包角调整系统、腐蚀液添加系统、钢丝绳及钢丝绳状态监测系统；
所述钢丝绳依次绕过所述驱动系统的主动轮，所述围包角调整系统的A调整轮、A实验轮和所述交变力加载系统的加载轮，及所述围包角调整系统的B实验轮、B调整轮，绳头连接在一起形成封闭环，通过调整A实验轮和B实验轮调节钢丝绳与加载轮的围包角，通过调整A调整轮和B调整轮分别调节钢丝绳与A实验轮和B实验轮的围包角，三个围包角一致；
所述换向控制系统包括A接近开关、B接近开关、A感应片、B感应片，所述A接近开关和B接近开关分别设置在A机架上，设于所述加载轮的两侧，所述A感应片和B感应片分别固定在同侧钢丝绳上，当与所述换向控制系统的变频器的外控端子连接的A接近开关和B接近开关分别感应到所述A感应片和B感应片，所述变频器控制所述驱动系统的电机改变输出轴的运行方向；
所述钢丝绳状态监测系统包括钢丝绳张力监测装置、钢丝绳损伤探测装置、微滑移监测装置、钢丝绳径向变形测量装置；
所述腐蚀液添加系统与所述钢丝绳连接，为所述钢丝绳添加腐蚀液体；
进一步的，在本发明中，所述驱动系统包括电动机，所述电动机的输出轴依次连接联轴器和主动轮；所述电动机的转向受到变频器的控制。
进一步的，在本发明中，所述A接近开关每动作一次，与所述A接近开关连接的计数器计数一次，即为一个弯曲疲劳周期；所述换向控制系统还包括A限位开关和B限位开关；
进一步的，在本发明中，所述交变力加载系统的伺服电动缸的电动推杆通过压力传感器与受力支架连接，所述受力支架上端套在所述B实验轮的轴上，下端固定在楔形滑台上；所述加载轮设置在所述楔形滑台上；所述伺服电动缸通过推杆对加载轮施加交变的作用力，所述作用力的大小变化通过所述压力传感器传递给计算机。
进一步的，在本发明中，所述围包角调整系统包括A实验轮、B实验轮、A调整轮、B调整轮；所述A实验轮、B实验轮、A调整轮、B调整轮的轴线位于同一水平面上；所述A实验轮、B实验轮分别对称安装在A实验轮滑台和B实验轮滑台上，所述实验轮相对于实验轮滑台滑动；所述调整轮、B调整轮分别对称安装在A调整轮滑台和B调整轮滑台上，所述调整轮相对于调整轮滑台滑动。
进一步的，在本发明中，所述腐蚀液添加系统包括存储腐蚀液的耐腐蚀水槽、耐腐蚀电动泵、耐腐蚀导管和内部带有海绵的橡胶管；所述耐腐蚀水槽与所述耐腐蚀电动泵连接，所述耐腐蚀导管的下端与所述耐腐蚀电动泵连接，所述耐腐蚀导管的上端出口处对准所述钢丝绳，耐腐蚀导管用于抽取所述耐腐蚀水槽中的pH～的腐蚀液体；所述内部带有海绵的橡胶管通过橡胶管固定支架固定贯穿在钢丝绳上。
进一步的，在本发明中，所述A接近开关和B接近开关安装在A接近开关支架和B接近开关支架上，所述A限位开关和B限位开关分别安装在A限位开关支架和B限位开关支架上，所述A接近开关支架、B接近开关支架、A限位开关支架和B限位开关支架的侧面开有若干个螺纹孔，与所述A机架上不同的螺纹孔固连，调节所述A接近开关、B接近开关和A限位开关、B限位开关与对应侧的A感应片、B感应片间的间距。
进一步的，在本发明中，所述A三点式张力传感器和B三点式张力传感器设置在A张力传感器滑台上，C三点式张力传感器和D三点式张力传感器设置在B张力传感器滑台上，所述张力传感器可在滑台上滑动。
进一步的，在本发明中，所述钢丝绳分别穿过所述钢丝绳张力监测装置的沿纵向直线布置的A三点式张力传感器、B三点式张力传感器、C三点式张力传感器和D三点式张力传感器，根据钢丝绳对所述张力传感器上的三个滑轮的作用力的不同推算出钢丝绳张力进行钢丝绳张力监测；所述钢丝绳损伤探测装置的TCK钢丝绳无损探伤仪固定贯穿在所述钢丝绳上；所述微滑移监测装置包括设置在A实验轮或B实验轮外侧的高速摄像仪和激光位移传感器，与钢丝绳处于同一水平位置；所述钢丝绳径向变形测量装置通过所述激光位移传感器监测钢丝绳顶部钢丝表面的初始位移值，实现动态监测钢丝绳径向变形量。
有益效果：本发明提供的一种腐蚀-交变载荷耦合作用下钢丝绳弯曲疲劳损伤监测系统，能够实现腐蚀与交变载荷耦合作用下钢丝绳弯曲疲劳试验，并且定量监测钢丝绳内部损伤和揭示钢丝绳弯曲疲劳损伤失效机理。该试验机可用于探究模拟矿井提升工况下钢丝绳与摩擦轮摩擦衬垫之间的动态接触、局部微滑移幅值和钢丝绳的动张力演化。这为定量分析复杂运行工况下钢丝绳弯曲疲劳失效特性提供了有效的实验设备；其操作简便、功能齐全、效果好，在本技术领域内具有广泛的实用性。
附图说明
图1为本发明结构的俯视结构示意图；
图2为本发明结构的主视结构示意图；
图3为图1中的A放大视图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
如图1所示为一种腐蚀-交变载荷耦合作用下钢丝绳弯曲疲劳损伤监测系统，包括驱动系统、交变力加载系统、换向控制系统、围包角调整系统、腐蚀液添加系统、钢丝绳15及钢丝绳状态监测系统；还包括基价，基架包括置于地面上的A机架13(实验轮架)、与A机架13相连的B机架24(连接架)、与B机架24相连的C机架20(主动轮架)、置于地面上的D机架35(高速摄像仪和激光位移传感器架)和E机架38(腐蚀液水槽架)，在A机架13和B机架24上分别设有两对滑台：A实验轮滑台7和B实验轮滑台34、A调整轮滑台22和B调整轮滑台19，A机架13中间位置对称设有A张力传感器滑台31和B张力传感器滑台10，每个滑台分为上下两部分，下部为开有两条平行的两端为半圆弧的长方形通槽的工字钢，上部由轴和轴承组成，通过轴承带动滑轮可以在工字钢上面滑动，通过螺栓将滑轮固定在对应支架上；在A机架13上有一个伺服电动缸支架3。
钢丝绳15依次绕过驱动系统的主动轮21，围包角调整系统的A调整轮23、A实验轮1和交变力加载系统的加载轮25，及围包角调整系统的B实验轮4、B调整轮18，绳头连接在一起形成封闭环，通过调整A实验轮1和B实验轮4调节钢丝绳15与加载轮25的围包角，通过调整A调整轮23和B调整轮18分别调节钢丝绳15与A实验轮1和B实验轮4的围包角，三个围包角一致；
换向控制系统包括A接近开关27、B接近开关14、A感应片45、B感应片46，A接近开关27和B接近开关14分别设置在A机架13上，设于加载轮25的两侧，A感应片45和B感应片46分别固定在同侧钢丝绳15上，当与换向控制系统的变频器的外控端子连接的A接近开关27和B接近开关14分别感应到A感应片45和B感应片46，变频器控制驱动系统的电机42改变输出轴的运行方向；
钢丝绳状态监测系统包括钢丝绳张力监测装置、钢丝绳损伤探测装置、微滑移监测装置、钢丝绳径向变形测量装置；
腐蚀液添加系统与钢丝绳15连接，为钢丝绳15添加腐蚀液体；
驱动系统包括电动机42，电动机42的输出轴依次连接联轴器43和主动轮21；电动机42的转向受到变频器的控制。
换向控制系统的A接近开关27每动作一次，与A接近开关27连接的计数器计数一次，即为一个弯曲疲劳周期；换向控制系统还包括A限位开关29和B限位开关16；A接近开关27和B接近开关14安装在A接近开关支架26和B接近开关支架12上，A限位开关29和B限位开关16分别安装在A限位开关支架40和B限位开关支架44上，A接近开关支架26、B接近开关支架12、A限位开关支架40和B限位开关支架44的侧面开有若干个螺纹孔，与A机架13上不同的螺纹孔固连，调节A接近开关27、B接近开关14和A限位开关29、B限位开关16与对应侧的A感应片45、B感应片46间的间距，以满足不同围包角对元件位置的需求。
交变力加载系统的伺服电动缸2固定在伺服电动缸支架3上，伺服电动缸2的电动推杆通过压力传感器11与受力支架47连接，受力支架47上端套在B实验轮4的轴上，下端固定在楔形滑台28上；加载轮25设置在楔形滑台28上；伺服电动缸2通过推杆对加载轮25施加交变的作用力，作用力的大小变化通过压力传感器11传递给计算机。受力支架47可以使伺服电动缸2的电动推杆对加载轮25加载的作用力在中间平衡位置，以减小楔形滑台28受到的力矩，楔形滑台28固定在A机架13上；
围包角调整系统包括A实验轮1、B实验轮4、A调整轮23、B调整轮18；A实验轮1、B实验轮4、A调整轮23、B调整轮18的轴线位于同一水平面上；A实验轮1、B实验轮4通过连接轴和轴承分别对称安装于设在B机架24上的A实验轮滑台34和B实验轮滑台7上，实验轮相对于实验轮滑台滑动；调整轮23、B调整轮18通过连接轴和轴承分别对称安装于设在B机架24上的A调整轮滑台22和B调整轮滑台19上，调整轮相对于调整轮滑台滑动。
腐蚀液添加系统包括存储腐蚀液的耐腐蚀水槽36、耐腐蚀电动泵37、耐腐蚀导管39和内部带有海绵的橡胶管48；耐腐蚀水槽36与耐腐蚀电动泵37连接，一起放置在E机架38上，耐腐蚀导管39的下端与耐腐蚀电动泵37连接，耐腐蚀导管39的上端出口处对准钢丝绳15，耐腐蚀导管39用于抽取耐腐蚀水槽36中的pH 6～12的腐蚀液体；内部带有海绵的橡胶管48通过橡胶管固定支架33固定贯穿在钢丝绳15上，其内部海绵可以将弯曲疲劳过程中运动的钢丝绳15上多余腐蚀液吸收掉，防止腐蚀液体乱滴乱溅。
钢丝绳15分别穿过钢丝绳张力监测装置的沿纵向直线布置的A三点式张力传感器32、B三点式张力传感器30、C三点式张力传感器8和D三点式张力传感器9，A三点式张力传感器32和B三点式张力传感器30设置在A张力传感器滑台31上，C三点式张力传感器8和D三点式张力传感器9设置在B张力传感器滑台10上，张力传感器可在滑台上滑动，以配合不同围包角时钢丝绳15的位置需求；三点式张力传感器采用杠杆原理，根据钢丝绳15对张力传感器上的三个滑轮的作用力的不同推算出钢丝绳张力进行钢丝绳张力监测，进而获得弯曲疲劳过程中A实验轮1和B实验轮4两侧钢丝绳15的张力演化特性，三点式张力传感器由特种不锈钢制成，具有耐腐蚀特性。
钢丝绳损伤探测装置的TCK钢丝绳无损探伤仪17固定贯穿在钢丝绳15上，用于动态实时监测钢丝绳15在弯曲疲劳过程中钢丝绳15的内部钢丝断丝、磨损和腐蚀等状况，TCK钢丝绳无损探伤仪17放置在TCK支架41上；基于不同损伤状况下钢丝绳15内部钢丝的磁力线分布不同，通过对比损伤前后钢丝绳磁能势差异，完成钢丝绳15的损伤的定性和定量化表征。
微滑移监测装置包括位于A实验轮1或B实验轮4外侧，放置于D机架35上的高速摄像仪5和激光位移传感器6，与钢丝绳15处于同一水平位置；高速摄像仪5用于监测动态摩擦传动过程中实验轮与钢丝绳接触区的微滑移状态，可以监测钢丝绳的形貌和断丝断股情况；激光位移传感器6可以动态监测钢丝绳在实验轮上运转的过程中的动态蠕变。
钢丝绳径向变形测量装置通过激光位移传感器6监测钢丝绳15顶部钢丝表面的初始位移值，实现动态监测钢丝绳径向变形量。
实施例
腐蚀-交变载荷耦合作用下钢丝绳弯曲疲劳损伤监测系统的试验方法，包括如下步骤：
(1)将钢丝绳依次绕过主动轮21、A调整轮23、A实验轮1、加载轮25、B实验轮4和B调整轮18，依次调整其位置，使得各轮轴线位于同一水平面上；启动伺服电动缸2，推动加载轮25，使得钢丝绳15拉紧，钢丝绳张力值达到初始微小值，停止伺服电动缸2；
(2)调整主动轮21、加载轮25、A实验轮1、B实验轮4、A调整轮23和B调整轮18的位置，获得实验所需要的钢丝绳15在A实验轮1、B实验轮4及加载轮25上的围包角且保证三个围包角一致；调节好A三点式张力传感器32、B三点式张力传感器30、C三点式张力传感器8和D三点式张力传感器9、A接近开关27、B接近开关14、A感应片45、B感应片46、A限位开关29和B限位开关的位置，使其处于有效的工作位置；
(3)首先通过变频器对电动机42进行控制，带动主动轮21转动，由于摩擦传动作用钢丝绳15将带动A实验轮1、B实验轮4和加载轮25一起运转；同时启动伺服电动缸2，伺服电动缸2通过电动推杆对加载轮25施加一个交变的力，所施加力的大小变化曲线图通过压力传感器11传递给计算机，并在计算机屏幕上实时显示出来，并且通过PLC电气控制装置可以对加载力的大小和加载方式进行控制；
启动耐腐蚀电动泵37，耐腐蚀水槽36中的腐蚀液通过耐腐蚀导管39添加到钢丝绳15上，通过三点式张力传感器记录A实验轮1、B实验轮4与钢丝绳15之间的张力变化；通过激光位移传感器6监测钢丝绳15顶部钢丝表面的初始位移值，实现动态监测钢丝绳径向变形量；通过高速摄像仪5记录A实验轮1、B实验轮4与钢丝绳15接触区的局部微滑移以及钢丝绳15表面腐蚀形貌和断丝、断股情况；
(4)A接近开关27和B接近开关14外接变频器的外控端子，分别配合固定在同侧钢丝绳15上的A感应片45和B感应片46，每当接近开关感应到感应片，变频器对电动机42进行控制，控制电机42改变输出轴的运行方向；A接近开关27同时连接计数器，其每动作一次，计数器计数一次，即为一个弯曲疲劳周期；
(5)运行一段时间后使用TCK钢丝绳无损检测仪17对钢丝绳15的疲劳状态进行检测，当钢丝绳15达到报废标准后，关闭电动机42、伺服电动缸2和耐腐蚀电动泵37，实验结束。
通过改变伺服电动缸2的加载力大小和力的加载方式、钢丝绳15在实验轮上的围包角、腐蚀液的成分，研究不同的交变力的幅值和变化规律、钢丝绳15绕实验轮不同围包角、模拟不同腐蚀工况下钢丝绳的疲劳失效特性。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.腐蚀-交变载荷耦合作用下钢丝绳弯曲疲劳损伤监测系统，其特征在于：包括驱动系统、交变力加载系统、换向控制系统、围包角调整系统、腐蚀液添加系统、钢丝绳(15)及钢丝绳状态监测系统；
所述钢丝绳(15)依次绕过所述驱动系统的主动轮(21)，所述围包角调整系统的A调整轮(23)、A实验轮(1)和所述交变力加载系统的加载轮(25)，及所述围包角调整系统的B实验轮(4)、B调整轮(18)，绳头连接在一起形成封闭环，通过调整A实验轮(1)和B实验轮(4)调节钢丝绳(15)与加载轮(25)的围包角，通过调整A调整轮(23)和B调整轮(18)分别调节钢丝绳(15)与A实验轮(1)和B实验轮(4)的围包角，三个围包角一致；
所述换向控制系统包括A接近开关(27)、B接近开关(14)、A感应片(45)、B感应片(46)，所述A接近开关(27)和B接近开关(14)分别设置在A机架(13)上，设于所述加载轮(25)的两侧，所述A感应片(45)和B感应片(46)分别固定在同侧钢丝绳(15)上，当与所述换向控制系统的变频器的外控端子连接的A接近开关(27)和B接近开关(14)分别感应到所述A感应片(45)和B感应片(46)，所述变频器控制所述驱动系统的电机(42)改变输出轴的运行方向；
所述钢丝绳状态监测系统包括钢丝绳张力监测装置、钢丝绳损伤探测装置、微滑移监测装置、钢丝绳径向变形测量装置；
所述腐蚀液添加系统与所述钢丝绳(15)连接，为所述钢丝绳(15)添加腐蚀液体；
2.根据权利要求1所述的腐蚀-交变载荷耦合作用下钢丝绳弯曲疲劳损伤监测系统，其特征在于：所述驱动系统包括电动机(42)，所述电动机(42)的输出轴依次连接联轴器(43)和主动轮(21)；所述电动机(42)的转向受到变频器的控制。
3.根据权利要求1所述的腐蚀-交变载荷耦合作用下钢丝绳弯曲疲劳损伤监测系统，其特征在于：所述A接近开关(27)每动作一次，与所述A接近开关(27)连接的计数器计数一次，即为一个弯曲疲劳周期；所述换向控制系统还包括A限位开关(29)和B限位开关(16)；
4.根据权利要求1所述的腐蚀-交变载荷耦合作用下钢丝绳弯曲疲劳损伤监测系统，其特征在于：所述交变力加载系统的伺服电动缸(2)的电动推杆通过压力传感器(11)与受力支架(47)连接，所述受力支架(47)上端套在所述B实验轮(4)的轴上，下端固定在楔形滑台(28)上；所述加载轮(25)设置在所述楔形滑台28)上；所述伺服电动缸(2)通过推杆对加载轮(25施加交变的作用力，所述作用力的大小变化通过所述压力传感器(11)传递给计算机。
5.根据权利要求1所述的腐蚀-交变载荷耦合作用下钢丝绳弯曲疲劳损伤监测系统，其特征在于：所述围包角调整系统包括A实验轮(1)、B实验轮(4)、A调整轮(23)、B调整轮(18)；所述A实验轮(1)、B实验轮(4)、A调整轮(23)、B调整轮(18)的轴线位于同一水平面上；所述A实验轮(1)、B实验轮(4)分别对称安装在A实验轮滑台(34)和B实验轮滑台(7)上，所述实验轮相对于实验轮滑台滑动；所述调整轮(23)、B调整轮(18)分别对称安装在A调整轮滑台(22)和B调整轮滑台(19)上，所述调整轮相对于调整轮滑台滑动。
6.根据权利要求1所述的腐蚀-交变载荷耦合作用下钢丝绳弯曲疲劳损伤监测系统，其特征在于：所述腐蚀液添加系统包括存储腐蚀液的耐腐蚀水槽(36)、耐腐蚀电动泵(37)、耐腐蚀导管(39)和内部带有海绵的橡胶管(48)；所述耐腐蚀水槽(36)与所述耐腐蚀电动泵(37)连接，所述耐腐蚀导管(39)的下端与所述耐腐蚀电动泵(37)连接，所述耐腐蚀导管(39)的上端出口处对准所述钢丝绳(15)，耐腐蚀导管(39)用于抽取所述耐腐蚀水槽(36)中的pH 6～12的腐蚀液体；所述内部带有海绵的橡胶管(48)通过橡胶管固定支架(33)固定贯穿在钢丝绳(15)上。
7.根据权利要求3所述的腐蚀-交变载荷耦合作用下钢丝绳弯曲疲劳损伤监测系统，其特征在于：所述A接近开关(27)和B接近开关(14)安装在A接近开关支架(26)和B接近开关支架(12)上，所述A限位开关(29)和B限位开关(16)分别安装在A限位开关支架(40)和B限位开关支架(44)上，所述A接近开关支架(26)、B接近开关支架(12)、A限位开关支架(40)和B限位开关支架(44)的侧面开有若干个螺纹孔，与所述A机架(13)上不同的螺纹孔固连，调节所述A接近开关(27)、B接近开关(14)和A限位开关(29)、B限位开关(16)与对应侧的A感应片(45)、B感应片(46)间的间距。
8.根据权利要求1所述的腐蚀-交变载荷耦合作用下钢丝绳弯曲疲劳损伤监测系统，其特征在于：所述A三点式张力传感器(32)和B三点式张力传感器(30)设置在A张力传感器滑台(31)上，C三点式张力传感器(8)和D三点式张力传感器(9)设置在B张力传感器滑台(10)上，所述张力传感器可在滑台上滑动。
9.根据权利要求1所述的腐蚀-交变载荷耦合作用下钢丝绳弯曲疲劳损伤监测系统，其特征在于：所述钢丝绳(15)分别穿过所述钢丝绳张力监测装置的沿纵向直线布置的A三点式张力传感器(32)、B三点式张力传感器(30)、C三点式张力传感器(8)和D三点式张力传感器(9)，根据钢丝绳(15)对所述张力传感器上的三个滑轮的作用力的不同推算出钢丝绳张力进行钢丝绳张力监测；所述钢丝绳损伤探测装置的TCK钢丝绳无损探伤仪(17)固定贯穿在所述钢丝绳(15)上；所述微滑移监测装置包括设置在A实验轮(1)或B实验轮(4)外侧的高速摄像仪(5)和激光位移传感器(6)，与钢丝绳(15处于同一水平位置；所述钢丝绳径向变形测量装置通过所述激光位移传感器(6)监测钢丝绳(15)顶部钢丝表面的初始位移值，实现动态监测钢丝绳径向变形量。
CN201510051377.4A 2015-01-30 2015-01-30 腐蚀-交变载荷耦合作用下钢丝绳弯曲疲劳损伤监测系统 Pending CN104614261A (zh)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510051377.4A CN104614261A (zh) 2015-01-30 2015-01-30 腐蚀-交变载荷耦合作用下钢丝绳弯曲疲劳损伤监测系统
RU2016143560A RU2649036C2 (ru) 2015-01-30 2015-05-12 Система мониторинга усталости материала при изгибе для стальных канатов при действии на них коррозии и переменной нагрузки
PCT/CN2015/078720 WO2016119331A1 (zh) 2015-01-30 2015-05-12 腐蚀-交变载荷耦合作用下钢丝绳弯曲疲劳损伤监测系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510051377.4A CN104614261A (zh) 2015-01-30 2015-01-30 腐蚀-交变载荷耦合作用下钢丝绳弯曲疲劳损伤监测系统

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN104614261A true CN104614261A (zh) 2015-05-13

Family

ID=53148808

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510051377.4A Pending CN104614261A (zh) 2015-01-30 2015-01-30 腐蚀-交变载荷耦合作用下钢丝绳弯曲疲劳损伤监测系统

Country Status (3)

Country Link
CN (1) CN104614261A (zh)
RU (1) RU2649036C2 (zh)
WO (1) WO2016119331A1 (zh)

Cited By (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105588750A (zh) * 2016-02-19 2016-05-18 中国矿业大学 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
CN105675280A (zh) * 2016-02-18 2016-06-15 中国矿业大学 千米深井提升机主轴弯扭复合疲劳损伤监测装置及方法
CN105699214A (zh) * 2016-01-14 2016-06-22 西南交通大学 一种扭转微动疲劳试验设备及试验方法
CN105823696A (zh) * 2016-05-26 2016-08-03 中国矿业大学 超深立井缠绕式提升钢丝绳多轴摩擦疲劳损伤监测装置及方法
CN106066300A (zh) * 2016-05-26 2016-11-02 芜湖顺成电子有限公司 低烟无卤电线耐腐蚀性能测试箱
CN106290035A (zh) * 2016-07-18 2017-01-04 中国矿业大学 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
DE102015016382A1 (de) * 2015-12-14 2017-06-14 Sächsisches Textilforschungsinstitut e.V. Vorrichtung und Verfahren zur Bewitterung von Faserseilen sowie zur Prüfung und Beurteilung der Ablegereife
CN107167391A (zh) * 2017-07-24 2017-09-15 南通昌荣机电有限公司 一种钢带弯曲疲劳试验装置
CN107826919A (zh) * 2017-10-20 2018-03-23 中国矿业大学 一种提升系统关键部件多状态健康监测装置及监测方法
CN109556961A (zh) * 2018-12-17 2019-04-02 武汉大学 一种双通道吊弦疲劳试验机
CN110186790A (zh) * 2019-05-23 2019-08-30 天津大学 一种手术器械用钢丝绳性能测试装置及方法
WO2020073580A1 (zh) * 2018-10-10 2020-04-16 中国矿业大学 摩擦提升机钢丝绳承载性能测试装置及方法
CN112504819A (zh) * 2020-12-28 2021-03-16 东南大学 一种钢丝腐蚀磨损耦合疲劳试验装置
CN113092281A (zh) * 2021-03-29 2021-07-09 上海南洋-藤仓电缆有限公司 一种扁型电梯随行电缆寿命加速评价试验方法
CN113790913A (zh) * 2021-09-06 2021-12-14 上海卫星装备研究所 二维运动平台装置及真空冷热辐射模拟实验方法
CN114216792A (zh) * 2021-12-14 2022-03-22 青岛沃纳精工科技有限公司 一种杆状型材弯曲测试装置
CN117147423A (zh) * 2023-10-26 2023-12-01 江苏亚星锚链股份有限公司 一种海洋系泊链腐蚀试验装置

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106323775B (zh) * 2016-09-08 2023-05-26 天津航天瑞莱科技有限公司 一种以限位机构进行位移约束的疲劳试验装置
CN108455190A (zh) * 2018-04-12 2018-08-28 南通四方冷链装备股份有限公司 一种连续醒发装置的自动张紧装置
CN108760545B (zh) * 2018-07-12 2021-02-26 浙江工业大学 一种谐振式疲劳试验机平均载荷加载误差补偿方法
CN109141857B (zh) * 2018-09-11 2023-09-01 西南交通大学 一种接触网吊弦冲击疲劳试验工装及其试验方法
CN208833707U (zh) * 2018-09-20 2019-05-07 江苏多维科技有限公司 一种检测钢丝绳损伤的无损检测装置
CN109142038A (zh) * 2018-10-25 2019-01-04 无锡通用钢绳有限公司 一种钢丝绳弯曲疲劳试验装置
CN109085077B (zh) * 2018-10-26 2024-03-22 山东省产品质量检验研究院 一种滑翔伞拉绳试样弯曲疲劳试验装置
CN109668718B (zh) * 2018-12-24 2023-09-22 天津航天瑞莱科技有限公司 空间站宇航睡眠区门拉链的疲劳试验系统
CN109540696B (zh) * 2019-01-10 2023-11-21 江苏华神特种橡胶制品股份有限公司 一种橡胶软管组合件弯曲试验装置
CN110057700B (zh) * 2019-05-06 2023-11-03 北京工业大学 一种弯扭/弯拉微动疲劳与微动磨损试验系统及试验方法
RU198475U1 (ru) * 2020-02-03 2020-07-13 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Иркутский государственный университет путей сообщения (ФГБОУ ВО ИрГУПС) Устройство для испытания конструкционных материалов на циклическую прочность при изгибе в коррозионных средах
CN111413228A (zh) * 2020-03-27 2020-07-14 中国能源建设集团江苏省电力设计院有限公司 测定钢丝在不同腐蚀溶剂下疲劳寿命的试验装置及方法
CN113075118A (zh) * 2021-04-06 2021-07-06 浙江三科线缆股份有限公司 耐化学溶液拖链测试机
CN114608964B (zh) * 2022-03-11 2023-06-06 电子科技大学 一种小直径丝传动弯曲疲劳寿命试验装置
CN114905442B (zh) * 2022-06-21 2024-01-30 哈尔滨工业大学 一种高强钢丝加载定位专用夹具
CN116086677B (zh) * 2022-09-30 2024-01-16 中国矿业大学 一种多钢丝绳张力平衡监测方法、系统及电子设备

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101216397A (zh) * 2008-01-10 2008-07-09 上海交通大学 电梯用钢丝绳弯曲疲劳状态实验台
CN101221108A (zh) * 2008-01-30 2008-07-16 中国科学院力学研究所 一种旋转弯曲腐蚀疲劳实验装置
CN102121889A (zh) * 2010-12-23 2011-07-13 中国矿业大学 钢丝绳变载弯曲疲劳试验机

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU853467A1 (ru) * 1979-11-29 1981-08-07 Всесоюзный Научно-Исследовательскийинститут По Монтажным И Специальнымстроительным Работам Пробежна машина дл испытани КАНАТОВ HA ВыНОСлиВОСТь
US4426875A (en) * 1981-12-14 1984-01-24 Rca Corporation Strain measurement
RU2219522C2 (ru) * 2002-03-05 2003-12-20 Открытое акционерное общество Акционерная холдинговая компания "Всероссийский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт металлургического машиностроения им. акад. Целикова" Устройство для испытания сварных соединений полос или проволоки
CN100501369C (zh) * 2005-12-27 2009-06-17 中国矿业大学 钢丝绳与衬垫高速摩擦实验机
RU2416083C1 (ru) * 2009-10-30 2011-04-10 Общество с ограниченной ответственностью "Уралтеплострой" Устройство для испытания канатов на выносливость
RU2444718C1 (ru) * 2010-07-15 2012-03-10 Общество с ограниченной ответственностью ХОЗРАСЧЕТНЫЙ ТВОРЧЕСКИЙ ЦЕНТР УФИМСКОГО АВИАЦИОННОГО ИНСТИТУТА Стенд для испытания стальных канатов на выносливость
CN102305742B (zh) * 2011-05-31 2013-04-17 河南省煤炭科学研究院有限公司 液压卧式钢丝绳弯曲疲劳试验机和环形组合衬垫
CN102788730B (zh) * 2012-07-23 2014-03-12 蒂森克虏伯电梯（上海）有限公司 电梯钢丝绳弯曲疲劳测试装置及其测试方法
CN102830026A (zh) * 2012-08-21 2012-12-19 无锡通用钢绳有限公司 电梯用钢丝绳双绳疲劳试验机
JP2014235039A (ja) * 2013-05-31 2014-12-15 大電株式会社 線材の疲労試験方法
CN203376218U (zh) * 2013-07-18 2014-01-01 浙江豪情汽车制造有限公司 一种钢丝绳弯曲疲劳试验装置
CN203465166U (zh) * 2013-08-19 2014-03-05 巨力索具股份有限公司 钢丝绳弯曲疲劳试验机
CN103499490B (zh) * 2013-08-29 2016-02-03 深圳大学 一种应力作用下孔溶液腐蚀钢筋/钢丝的试验装置及试验方法
CN203551404U (zh) * 2013-11-21 2014-04-16 张弘弢 钢丝绳平面单向、双向弯曲疲劳试验机
CN104122198B (zh) * 2014-06-17 2016-03-23 中国矿业大学 一种摩擦衬垫-提升钢丝绳动态摩擦传动试验装置及方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101216397A (zh) * 2008-01-10 2008-07-09 上海交通大学 电梯用钢丝绳弯曲疲劳状态实验台
CN101221108A (zh) * 2008-01-30 2008-07-16 中国科学院力学研究所 一种旋转弯曲腐蚀疲劳实验装置
CN102121889A (zh) * 2010-12-23 2011-07-13 中国矿业大学 钢丝绳变载弯曲疲劳试验机

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
贾小凡等: "基于TCK 的钢丝绳弯曲疲劳检测系统的设计", 《煤矿机械》 *

Cited By (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015016382B4 (de) 2015-12-14 2019-03-28 Sächsisches Textilforschungsinstitut e.V. Prüfstand für Seilproben und Verfahren zum Prüfen von Seilproben
DE102015016382A1 (de) * 2015-12-14 2017-06-14 Sächsisches Textilforschungsinstitut e.V. Vorrichtung und Verfahren zur Bewitterung von Faserseilen sowie zur Prüfung und Beurteilung der Ablegereife
CN105699214A (zh) * 2016-01-14 2016-06-22 西南交通大学 一种扭转微动疲劳试验设备及试验方法
CN105699214B (zh) * 2016-01-14 2018-11-13 西南交通大学 一种扭转微动疲劳试验设备及试验方法
CN105675280B (zh) * 2016-02-18 2018-02-02 中国矿业大学 千米深井提升机主轴弯扭复合疲劳损伤监测装置及方法
CN105675280A (zh) * 2016-02-18 2016-06-15 中国矿业大学 千米深井提升机主轴弯扭复合疲劳损伤监测装置及方法
CN105588750A (zh) * 2016-02-19 2016-05-18 中国矿业大学 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
CN106066300B (zh) * 2016-05-26 2019-01-08 芜湖顺成电子有限公司 低烟无卤电线耐腐蚀性能测试箱
CN106066300A (zh) * 2016-05-26 2016-11-02 芜湖顺成电子有限公司 低烟无卤电线耐腐蚀性能测试箱
CN105823696A (zh) * 2016-05-26 2016-08-03 中国矿业大学 超深立井缠绕式提升钢丝绳多轴摩擦疲劳损伤监测装置及方法
CN106290035B (zh) * 2016-07-18 2018-10-02 中国矿业大学 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
CN106290035A (zh) * 2016-07-18 2017-01-04 中国矿业大学 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
CN107167391A (zh) * 2017-07-24 2017-09-15 南通昌荣机电有限公司 一种钢带弯曲疲劳试验装置
CN107826919A (zh) * 2017-10-20 2018-03-23 中国矿业大学 一种提升系统关键部件多状态健康监测装置及监测方法
WO2020073580A1 (zh) * 2018-10-10 2020-04-16 中国矿业大学 摩擦提升机钢丝绳承载性能测试装置及方法
CN109556961A (zh) * 2018-12-17 2019-04-02 武汉大学 一种双通道吊弦疲劳试验机
CN110186790A (zh) * 2019-05-23 2019-08-30 天津大学 一种手术器械用钢丝绳性能测试装置及方法
CN112504819A (zh) * 2020-12-28 2021-03-16 东南大学 一种钢丝腐蚀磨损耦合疲劳试验装置
CN112504819B (zh) * 2020-12-28 2022-03-15 东南大学 一种钢丝腐蚀磨损耦合疲劳试验装置
CN113092281A (zh) * 2021-03-29 2021-07-09 上海南洋-藤仓电缆有限公司 一种扁型电梯随行电缆寿命加速评价试验方法
CN113092281B (zh) * 2021-03-29 2023-03-17 上海南洋-藤仓电缆有限公司 一种扁型电梯随行电缆寿命加速评价试验方法
CN113790913A (zh) * 2021-09-06 2021-12-14 上海卫星装备研究所 二维运动平台装置及真空冷热辐射模拟实验方法
CN113790913B (zh) * 2021-09-06 2023-10-20 上海卫星装备研究所 二维运动平台装置及真空冷热辐射模拟实验方法
CN114216792A (zh) * 2021-12-14 2022-03-22 青岛沃纳精工科技有限公司 一种杆状型材弯曲测试装置
CN117147423A (zh) * 2023-10-26 2023-12-01 江苏亚星锚链股份有限公司 一种海洋系泊链腐蚀试验装置
CN117147423B (zh) * 2023-10-26 2024-03-12 江苏亚星锚链股份有限公司 一种海洋系泊链腐蚀试验装置

Also Published As

Publication number Publication date
RU2016143560A (ru) 2017-03-13
WO2016119331A1 (zh) 2016-08-04
RU2649036C2 (ru) 2018-03-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104614261A (zh) 腐蚀-交变载荷耦合作用下钢丝绳弯曲疲劳损伤监测系统
CN103954553B (zh) 监测钢丝绳-摩擦衬垫动态微摩擦状态的试验装置及方法
Peterka et al. Failure analysis of hoisting steel wire rope
CN104122198B (zh) 一种摩擦衬垫-提升钢丝绳动态摩擦传动试验装置及方法
CN104297046B (zh) 一种钢丝多轴微动疲劳试验装置及方法
CN105300806B (zh) 一种钢丝绳疲劳测试装置及方法
CN102353590B (zh) 一种监测钢丝微动疲劳状态的试验方法及装置
CN104261225B (zh) 一种超深矿井提升系统试验台及方法
CN104912873B (zh) 一种模拟工况的液压缸侧向力加载装置
Fedorko et al. Possibilities of failure analysis for steel cord conveyor belts using knowledge obtained from non-destructive testing of steel ropes
Wang et al. Effect of torsion angle on tension-torsion multiaxial fretting fatigue behaviors of steel wires
Xiang-dong et al. Effect of wear scar characteristics on the bearing capacity and fracture failure behavior of winding hoist wire rope
CN102121889A (zh) 钢丝绳变载弯曲疲劳试验机
CN108072533A (zh) 一种检测刮板输送机动态特性的实验装置及方法
CN103792055B (zh) 一种适用于中小桥梁快速诊断的冲击荷载装置
CN110411772B (zh) 电梯无载静态曳引试验检测方法及装置
CN203786012U (zh) 一种监测钢丝绳-摩擦衬垫动态微摩擦状态的试验装置
CN104316424A (zh) 摩擦提升机衬垫摩擦疲劳试验机
CN108082886A (zh) 一种钢丝绳芯传送带自动监测系统及监测方法
CN2632662Y (zh) 弹性元件蠕变试验机
CN105692378B (zh) 一种基于液压缸直顶式的电梯空载平衡系数检测装置
Hu et al. Study on bending fatigue failure behaviors of end-fixed wire ropes
Zhang et al. Influence of longitudinal vibration on the friction and wear characteristics of multi-layer winding hoisting wire rope
CN110068514A (zh) 重载刮板输送机圆环链的拉扭复合疲劳测试装置及其测试方法
CN201903487U (zh) 钢丝绳变载弯曲疲劳试验机

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20150513

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication