立井提升主轴装置的承载性能检测装置及方法制造方法及图纸

一种立井提升主轴装置承载性能检测装置，装置包括竖直基板、液压加载装置、加载定位平台、水平基座，水平基座沿水平纵向布置，竖直基板沿水平横向骑跨在水平基座的中线上，加载定位平台沿圆弧形豁口布置在竖直基板上，液压加载装置沿圆周方向布置在加载定位平台和竖直基板上，基于多点液压缸加载的方式模拟主轴装置沿卷筒周向所受正压力，能够模拟无负载、空载、重载、卡罐、二次装载等正常和极端工况，可以对主轴装置进行裂纹检测和强度校核，并能够诊断主轴弯曲、主轴失衡、组件松动等缺陷，可以在服役前对不同卷筒直径、不同围包角、不同钢丝绳根数、不同钢丝绳间距的主轴装置进行统一的承载性能检测，结构简单，性能可靠。

【技术实现步骤摘要】
立井提升主轴装置的承载性能检测装置及方法
本专利技术涉及一种承载性能检测装置及方法，尤其是一种适用于立井提升机的主轴装置的承载性能校核装置及方法
技术介绍
立井提升机作为主要的矿井提升装备，担负着提升煤炭矸石、下放材料、升降人员和设备的重要任务，是煤矿井下与地面的连接枢纽。主轴装置主要由卷筒、主轴和轴承座构成，作为提升机承受载荷和传递动力的重要构件，用于承受卷筒两侧的钢丝绳张力和传递电动机转矩。在提升容器升降过程中，主轴装置在围包角范围内不断受到强烈周期交变压力的作用。作为一次性投入的大型基础设备，主轴装置需要承受提升机正常和极端工况下的载荷变化，保证在服役期内不会发生变形、裂缝等严重事故，因而对其承载性能要求极为苛刻。同时，一旦发生变形、裂缝等承载性能下降工况，返修将会造成煤矿长时间中断提升运输，造成严重的经济损失。因此，在主轴装置服役前，需要对主轴装置进行严格的承载性能检测。目前，提升机主轴装置生产厂商众多，采用的制造工艺和生产标准不尽相同，而主轴装置的承载性能检测缺乏一个统一的装置和标准。由于煤矿的地质条件多样，对提升载荷、提升速度也产生了不同需求，由此产生了不同卷筒直径、不同围包角的立井摩擦提升机，导致对主轴装置的承载性能检测难以采用统一的装置，而针对不同规格的摩擦提升机分别搭建检测装置，将产生较高的建造和运营成本。当前，主轴装置的出厂检测，主要进行空转测试，不对主轴装置施加负载。评判主轴装置的承载性能，主要基于卷筒厚度、辐板厚度、支环数量、支环位置、人形孔数量、人形孔大小等因素依靠经验判断，不能够真实有效地反映主轴卷筒的承载性能。目前，对主轴装置的检测研究主要集中在对现役矿井进行检测，专利号为ZL201410028896.4公开的基于转角测量的提升机主轴扭矩监测装置可以实现转轴静止等不同转速下的扭矩测量，专利号为ZL201410028404.1公开的轴向差动式矿井提升机主轴扭矩检测装置可以实现对主轴扭矩的实时检测，专利号为ZL201410130423.5公开的基于PSD激光三角法的提升机主轴振动检测方法监测主轴在水平方向和垂直方向的振动位移。也有学者搭建试验台对主轴装置的受力和振动特性进行理论研究，如专利号为ZL201610091250.X公开的千米深井提升机主轴弯扭复合疲劳损伤监测装置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。上述专利主要存在以下问题：第一，主要对现役主轴装置进行状态监测，而缺乏对主轴装置在安装前的承载性能测试，而后者是主轴装置不发生结构性故障的根本保障；第二，主要针对单一型号的主轴装置进行检测，不能够有效适应不同卷筒直径和围包角的主轴装置；第三，在安装前缺乏对主轴装置进行加载检测，无法有效评估主轴装置承载性能；第四，对在役矿井进行检测，不能够有效利用主轴装置在无负载和重载下的特征参数变化，而这是诊断主轴装置异常变形、裂纹等缺陷的重要特征，同时也不能模拟卡罐、二次装载等恶性工况，而后者是评判主轴装置承载性能能否承受极端工况的重要参考。因而，有必要研究一种主轴装置承载性能检测装置，可以对不同卷筒直径和围包角的主轴装置承载性能进行检测，模拟空载、重载等正常工况，以及卡罐、二次装载等极端工况，诊断主轴装置中是否有变形和裂纹，同时评估主轴装置能够承受正常和极端工况，从而准确检测主轴装置的承载性能，对于确保立井提升安全性具有重要意义。
技术实现思路
技术问题：本专利技术的目的是克服已有技术中的不足之处，提供一种结构简单、检测准确、可靠性高、方便快捷、性能可靠的立井提升主轴装置承载性能检测装置及方法。技术方案：为实现上述目的，本专利技术的一种立井提升主轴装置的承载性能检测装置，包括竖直基板、液压加载装置、加载定位平台和水平基座；所述的水平基座为中间带有矩形凹槽的支撑平台，支撑平台上设置被测主轴装置，被测主轴装置由卷筒、主轴和轴承座同轴安装构成，水平基座沿水平纵向布置，所述的竖直基板上开有圆弧形豁口，圆弧形豁口沿水平横向骑跨在水平基座的中轴线上，所述加载定位平台沿圆弧形豁口布置在竖直基板上，竖直基板的圆弧形豁口、被测主轴装置和加载定位平台的轴线共线，所述加载定位平台上设有若干排按圆周排列的加载定位孔，所述液压加载装置的数量为N个，经加载定位孔通过液压缸支座沿圆周方向布置在加载定位平台和竖直基板上。所述的液压加载装置包括液压缸缸套，液压缸支座，液压缸活塞杆，绳距定位板，绳距定位孔，定位销轴，定位夹具，加载滚轮和加载衬垫；所述液压缸支座设置在液压缸缸套两端，所述液压缸活塞杆的前端设置有绳距定位板，所述绳距定位板设有多排绳距定位孔，多排绳距定位孔内间隔设有多个定位夹具，多个定位夹具通过定位销轴等间距布置在绳距定位板上，定位夹具的一端为夹板，夹在绳距定位板上，定位夹具的另一端为滚轮夹板，设有加载滚轮，加载滚轮的轮缘上设有圆环形加载衬垫。所述的液压加载装置的数量N个取决于不同直径和围包角被测主轴装置的检测精度。所述的加载定位孔沿圆周方向的孔密度满足若干个液压加载装置围成的圆弧适应不同直径和围包角被测主轴装置的检测需求。所述的液压缸活塞杆的长度L＞(DMAX-DMIN)/2，其中DMAX为最大型号卷筒的直径，DMIN为最小型号卷筒的直径。所述的绳距定位板沿垂直方向分200mm、250mm、300mm和350mm四种间距设置有四列绳距定位孔，并沿水平方向设置同样间距的另一组绳距定位孔，用于设置定位夹具。所述的定位夹具的数量为四个或六个，取决于被测主轴装置的规格。使用上述立井提升主轴装置的承载性能检测装置的检测方法，包括如下步骤：(a)将加载衬垫安装到加载滚轮的轮缘内，加载滚轮安装到定位夹具的滚轮夹板之间，依据被测主轴装置的钢丝绳根数和钢丝绳间距，组装与钢丝绳根数相同数量的定位夹具，选择相同间距的绳距定位孔，通过定位销轴将定位夹具固定在绳距定位板上，绳距定位板固定在液压缸活塞杆前端，依据被测主轴装置的卷筒直径D和围包角α，考虑模拟围包角α范围内的加载精度，组成N个液压加载装置；(b)沿水平纵向安装水平基座，沿水平横向骑跨在水平基座的中线安装竖直基板，将加载定位平台安装在竖直基板的圆弧形豁口上，并使竖直基板的圆弧形豁口和加载定位平台的轴线共线，依据围包角α范围内的加载精度，选择合适位置的加载定位孔，将N个液压加载装置经加载定位孔通过液压缸支座沿圆周方向安装在加载定位平台和竖直基板上；(c)在水平基座的支撑平台上安装由轴承座、卷筒和主轴同轴安装构成的被测主轴装置，使被测主轴装置和加载定位平台的轴线共线，并沿被测主轴装置的轴线安装电动机，使电动机能够拖动被测主轴装置旋转；(d)依据摩擦提升机直径尺寸D和围包角α，模拟实际卷筒两侧的负载FL1和FL2，得出钢丝绳在围包角α范围内的径向压力Fx分布：式中：B为实际提升机摩擦衬垫的宽度，μ为实际摩擦衬垫的摩擦系数，为FL1,FL2作用下围包弧内的蠕动弧角度；从而得出卷筒在N个液压加载装置的加载滚轮处的模拟径向压力F1,F2,F3,…,FN，进而据此调整各液压加载装置的出油口油压，从而模拟主轴装置在各种负载FL1和FL2下卷筒的受力状态。当检测被测主轴装置是否有裂纹时，将声发射传感器安装在卷筒的筒壳、支环、加强筋、辐板以及主轴的铆接处易本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种立井提升主轴装置的承载性能检测装置，其特征在于：它包括竖直基板(1)、液压加载装置(2)、加载定位平台(3)和水平基座(8)；所述的水平基座(8)为中间带有矩形凹槽的支撑平台，支撑平台上设置被测主轴装置，被测主轴装置由卷筒(4)、主轴(5)和轴承座(6)同轴安装构成，水平基座(8)沿水平纵向布置，所述的竖直基板(1)上开有圆弧形豁口，圆弧形豁口沿水平横向骑跨在水平基座(8)的中轴线上，所述加载定位平台(3)沿圆弧形豁口布置在竖直基板(1)上，竖直基板(1)的圆弧形豁口、被测主轴装置和加载定位平台(3)的轴线共线，所述加载定位平台(3)上设有若干排按圆周排列的加载定位孔(3‑a)，所述液压加载装置(2)的数量为N个，经加载定位孔(3‑a)通过液压缸支座(2‑b)沿圆周方向布置在加载定位平台(3)和竖直基板(1)上。

【技术特征摘要】
1.一种立井提升主轴装置的承载性能检测装置，其特征在于：它包括竖直基板(1)、液压加载装置(2)、加载定位平台(3)和水平基座(8)；所述的水平基座(8)为中间带有矩形凹槽的支撑平台，支撑平台上设置被测主轴装置，被测主轴装置由卷筒(4)、主轴(5)和轴承座(6)同轴安装构成，水平基座(8)沿水平纵向布置，所述的竖直基板(1)上开有圆弧形豁口，圆弧形豁口沿水平横向骑跨在水平基座(8)的中轴线上，所述加载定位平台(3)沿圆弧形豁口布置在竖直基板(1)上，竖直基板(1)的圆弧形豁口、被测主轴装置和加载定位平台(3)的轴线共线，所述加载定位平台(3)上设有若干排按圆周排列的加载定位孔(3-a)，所述液压加载装置(2)的数量为N个，经加载定位孔(3-a)通过液压缸支座(2-b)沿圆周方向布置在加载定位平台(3)和竖直基板(1)上。2.根据权利要求1所述的立井提升主轴装置的承载性能检测装置，其特征在于：所述的液压加载装置(2)包括液压缸缸套(2-a)，液压缸支座(2-b)，液压缸活塞杆(2-c)，绳距定位板(2-d)，绳距定位孔(2-e)，定位销轴(2-f)，定位夹具(2-g)，加载滚轮(2-h)和加载衬垫(2-i)；所述液压缸支座(2-b)设置在液压缸缸套(2-a)两端，所述液压缸活塞杆(2-c)的前端设置有绳距定位板(2-d)，所述绳距定位板(2-d)设有多排绳距定位孔(2-e)，多排绳距定位孔(2-e)内间隔设有多个定位夹具(2-g)，多个定位夹具(2-g)通过定位销轴(2-f)等间距布置在绳距定位板(2-d)上，定位夹具(2-g)的一端为夹板，夹在绳距定位板(2-d)上，定位夹具(2-g)的另一端为滚轮夹板，设有加载滚轮(2-h)，加载滚轮(2-h)的轮缘上设有圆环形加载衬垫(2-i)。3.根据权利要求1或2所述的立井提升主轴装置的承载性能检测装置，其特征在于：所述的液压加载装置(2)的数量N个取决于不同直径和围包角被测主轴装置的检测精度。4.根据权利要求1所述的立井提升主轴装置的承载性能检测装置，其特征在于：所述的加载定位孔(3-a)沿圆周方向的孔密度满足若干个液压加载装置(2)围成的圆弧适应不同直径和围包角被测主轴装置的检测需求。5.根据权利要求2所述的立井提升主轴装置的承载性能检测装置，其特征在于：所述的液压缸活塞杆(2-c)的长度L＞(DMAX-DMIN)/2，其中DMAX为最大型号卷筒(4)的直径，DMIN为最小型号卷筒(4)的直径。6.根据权利要求2所述的立井提升主轴装置的承载性能检测装置，其特征在于：所述的绳距定位板(2-d)沿垂直方向分200mm、250mm、300mm和350mm四种间距设置有四列绳距定位孔(2-e)，并沿水平方向设置同样间距的另一组绳距定位孔(2-e)，用于设置定位夹具(2-g)。7.根据权利要求2所述的立井提升主轴装置的承载性能检测装置，其特征在于：所述的定位夹具(2-g)的数量为四个或六个，取决于被测主轴装置的规格。8.使用权利要求1或2所述立井提升主轴装置的承载性能检测装置的检测方法，其特征在于包括如下步骤：(a)将加载衬垫(2-i)安装到加载滚轮(2-h)的轮缘内，加载滚轮(2-h)安装到定位夹具(2-g)的滚轮夹板之间，依据被测主轴装置的钢丝绳根数和钢丝绳间距，组装与钢丝绳根数相同数量的定位夹具(...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏士雄，王重秋，牛强，陈朋朋，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32