光位移傳感器6監測鋼絲繩15頂部鋼絲表面的初始位移值，實現動態監測鋼絲繩徑向變形量；通過高速攝像儀5記錄A實驗輪1、B實驗輪4與鋼絲繩15接觸區的局部微滑移以及鋼絲繩15表面腐蝕形貌和斷絲、斷股情況；
[0045](4) A接近開關27和B接近開關14外接變頻器的外控端子，分別配合固定在同側鋼絲繩15上的A感應片45和B感應片46，每當接近開關感應到感應片，變頻器對電動機42進行控制，控制電機42改變輸出軸的運行方向4接近開關27同時連接計數器，其每動作一次，計數器計數一次，即為一個彎曲疲勞周期；
[0046](5)運行一段時間后使用TCK鋼絲繩無損檢測儀17對鋼絲繩15的疲勞狀態進行檢測，當鋼絲繩15達到報廢標準后，關閉電動機42、伺服電動缸2和耐腐蝕電動泵37，實驗結束。
[0047]通過改變伺服電動缸2的加載力大小和力的加載方式、鋼絲繩15在實驗輪上的圍包角、腐蝕液的成分，研宄不同的交變力的幅值和變化規律、鋼絲繩15繞實驗輪不同圍包角、模擬不同腐蝕工況下鋼絲繩的疲勞失效特性。
[0048]以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出:對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護范圍。
【主權項】
1.腐蝕-交變載荷耦合作用下鋼絲繩彎曲疲勞損傷監測系統，其特征在于:包括驅動系統、交變力加載系統、換向控制系統、圍包角調整系統、腐蝕液添加系統、鋼絲繩(15)及鋼絲繩狀態監測系統； 所述鋼絲繩(15)依次繞過所述驅動系統的主動輪(21)，所述圍包角調整系統的A調整輪(23)、A實驗輪(I)和所述交變力加載系統的加載輪(25)，及所述圍包角調整系統的B實驗輪(4)、B調整輪(18)，繩頭連接在一起形成封閉環，通過調整A實驗輪(I)和B實驗輪(4)調節鋼絲繩(15)與加載輪(25)的圍包角，通過調整A調整輪(23)和B調整輪(18)分別調節鋼絲繩(15)與A實驗輪(I)和B實驗輪(4)的圍包角，三個圍包角一致； 所述換向控制系統包括A接近開關(27)、B接近開關(14)、A感應片(45)、B感應片(46)，所述A接近開關(27)和B接近開關(14)分別設置在A機架(13)上，設于所述加載輪(25)的兩側，所述A感應片(45)和B感應片(46)分別固定在同側鋼絲繩(15)上，當與所述換向控制系統的變頻器的外控端子連接的A接近開關(27)和B接近開關(14)分別感應到所述A感應片(45)和B感應片(46)，所述變頻器控制所述驅動系統的電機(42)改變輸出軸的運行方向； 所述鋼絲繩狀態監測系統包括鋼絲繩張力監測裝置、鋼絲繩損傷探測裝置、微滑移監測裝置、鋼絲繩徑向變形測量裝置； 所述腐蝕液添加系統與所述鋼絲繩(15)連接，為所述鋼絲繩(15)添加腐蝕液體；
2.根據權利要求1所述的腐蝕-交變載荷耦合作用下鋼絲繩彎曲疲勞損傷監測系統，其特征在于:所述驅動系統包括電動機(42)，所述電動機(42)的輸出軸依次連接聯軸器(43)和主動輪(21);所述電動機(42)的轉向受到變頻器的控制。
3.根據權利要求1所述的腐蝕-交變載荷耦合作用下鋼絲繩彎曲疲勞損傷監測系統，其特征在于:所述A接近開關(27)每動作一次，與所述A接近開關(27)連接的計數器計數一次，即為一個彎曲疲勞周期；所述換向控制系統還包括A限位開關(29)和B限位開關(16)；
4.根據權利要求1所述的腐蝕-交變載荷耦合作用下鋼絲繩彎曲疲勞損傷監測系統，其特征在于:所述交變力加載系統的伺服電動缸(2)的電動推桿通過壓力傳感器(11)與受力支架(47)連接，所述受力支架(47)上端套在所述B實驗輪(4)的軸上，下端固定在楔形滑臺(28)上；所述加載輪(25)設置在所述楔形滑臺28)上；所述伺服電動缸(2)通過推桿對加載輪(25施加交變的作用力，所述作用力的大小變化通過所述壓力傳感器(11)傳遞給計算機。
5.根據權利要求1所述的腐蝕-交變載荷耦合作用下鋼絲繩彎曲疲勞損傷監測系統，其特征在于:所述圍包角調整系統包括A實驗輪(I)、B實驗輪(4)、A調整輪(23)、B調整輪(18);所述A實驗輪(1)、B實驗輪(4)、A調整輪(23)、B調整輪(18)的軸線位于同一水平面上；所述A實驗輪(1)、B實驗輪(4)分別對稱安裝在A實驗輪滑臺(34)和B實驗輪滑臺(7)上，所述實驗輪相對于實驗輪滑臺滑動；所述調整輪(23)、B調整輪(18)分別對稱安裝在A調整輪滑臺(22)和B調整輪滑臺(19)上，所述調整輪相對于調整輪滑臺滑動。
6.根據權利要求1所述的腐蝕-交變載荷耦合作用下鋼絲繩彎曲疲勞損傷監測系統，其特征在于:所述腐蝕液添加系統包括存儲腐蝕液的耐腐蝕水槽(36)、耐腐蝕電動泵(37)、耐腐蝕導管(39)和內部帶有海綿的橡膠管(48);所述耐腐蝕水槽(36)與所述耐腐蝕電動泵(37)連接，所述耐腐蝕導管(39)的下端與所述耐腐蝕電動泵(37)連接，所述耐腐蝕導管(39)的上端出口處對準所述鋼絲繩(15)，耐腐蝕導管(39)用于抽取所述耐腐蝕水槽(36)中的pH 6?12的腐蝕液體；所述內部帶有海綿的橡膠管(48)通過橡膠管固定支架(33)固定貫穿在鋼絲繩(15)上。
7.根據權利要求3所述的腐蝕-交變載荷耦合作用下鋼絲繩彎曲疲勞損傷監測系統，其特征在于:所述A接近開關(27)和B接近開關(14)安裝在A接近開關支架(26)和B接近開關支架(12)上，所述A限位開關(29)和B限位開關(16)分別安裝在A限位開關支架(40)和B限位開關支架(44)上，所述A接近開關支架(26)、B接近開關支架(12)、A限位開關支架(40)和B限位開關支架(44)的側面開有若干個螺紋孔，與所述A機架(13)上不同的螺紋孔固連，調節所述A接近開關(27)、B接近開關(14)和A限位開關(29)、B限位開關(16)與對應側的A感應片(45)、B感應片(46)間的間距。
8.根據權利要求1所述的腐蝕-交變載荷耦合作用下鋼絲繩彎曲疲勞損傷監測系統，其特征在于:所述A三點式張力傳感器(32)和B三點式張力傳感器(30)設置在A張力傳感器滑臺(31)上，C三點式張力傳感器(8)和D三點式張力傳感器(9)設置在B張力傳感器滑臺(10)上，所述張力傳感器可在滑臺上滑動。
9.根據權利要求1所述的腐蝕-交變載荷耦合作用下鋼絲繩彎曲疲勞損傷監測系統，其特征在于:所述鋼絲繩(15)分別穿過所述鋼絲繩張力監測裝置的沿縱向直線布置的A三點式張力傳感器(32)、B三點式張力傳感器(30)、C三點式張力傳感器(8)和D三點式張力傳感器(9)，根據鋼絲繩(15)對所述張力傳感器上的三個滑輪的作用力的不同推算出鋼絲繩張力進行鋼絲繩張力監測；所述鋼絲繩損傷探測裝置的TCK鋼絲繩無損探傷儀(17)固定貫穿在所述鋼絲繩(15)上；所述微滑移監測裝置包括設置在A實驗輪(I)或B實驗輪(4)外側的高速攝像儀(5)和激光位移傳感器(6)，與鋼絲繩(15處于同一水平位置；所述鋼絲繩徑向變形測量裝置通過所述激光位移傳感器(6)監測鋼絲繩(15)頂部鋼絲表面的初始位移值，實現動態監測鋼絲繩徑向變形量。
【專利摘要】本發明公開了一種腐蝕-交變載荷耦合作用下鋼絲繩彎曲疲勞損傷監測系統，包括驅動系統、交變力加載系統、換向控制系統、圍包角調整系統、腐蝕液添加系統、鋼絲繩及鋼絲繩狀態監測系統。本發明能實現腐蝕與交變載荷耦合作用下鋼絲繩彎曲疲勞試驗，并且定量監測鋼絲繩內部損傷和揭示鋼絲繩彎曲疲勞損傷失效機理。可用于探究模擬礦井提升工況下鋼絲繩與摩擦輪摩擦襯墊之間的動態接觸、局部微滑移幅值和鋼絲繩的動張力演化。這為定量分析復雜運行工況下鋼絲繩彎曲疲勞失效特性提供了有效的實驗設備；其操作簡便、功能齊全、效果好，在本技術領域內具有廣泛的實用性。
【IPC分類】G01N17-00, G01N3-38, G01N3-20
【公開號】CN104614261
【申請號】CN201510051377
【發明人】王大剛, 李曉五, 王琳琳, 朱真才, 張德坤, 茅獻彪, 彭玉興, 葛世榮, 王慶良, 劉洪濤, 羅勇
【申請人】中國礦業大學
【公開日】2015年5月13日
【申請日】2015年1月30日