1.一种深井双折线式多层缠绕提升机钢丝绳的动态径向变形与动张力监测装置,其特征在于:包括基架、驱动系统、拉压检测系统、动态变形监测系统;
所述基架包括电动机及减速器支架(1)、伺服电动缸支架(19)、二维激光传感器夹具(10)及二维激光传感器支架(11),通过地脚螺栓将电动机及减速器支架(1)和伺服电动缸支架(19)固定在地面上,二维激光传感器夹具(10)通过螺栓A(8)固定在二维激光传感器支架(11)上;
所述驱动系统包括电动机(2)、联轴器A(3)、减速器(4)、联轴器B(5),电动机(2)及减速器(4)通过螺栓固定在电动机及减速器支架(1)上,电动机(2)输出轴通过联轴器A(3)与减速器(4)输入轴相连,减速器(4)输出轴通过联轴器B(5)与卷筒(7)的主轴相连,卷筒(7)端部的卷筒挡板(6)外侧与盘形制动器(12)的制动盘(13)相贴合;
所述拉压检测系统包括伺服电动缸(18)、S型拉力传感器(17)、钢丝绳夹具(16)、钢丝绳(24)、称重式压力传感器,电动缸(18)通过螺栓固定在电动缸支架(19)上,S型拉力传感器(17)一端与伺服电动缸(18)相连,S型拉力传感器(17)另一端与钢丝绳夹具(16)连接,在卷筒(7)表面设有摩擦衬垫(25),摩擦衬垫(25)表面设有双折线绳槽,钢丝绳(24)缠绕在双折线绳槽上,钢丝绳夹具(16)一端通过钢丝绳夹具(16)上的钢丝绳U型锁具(15)锁紧,摩擦衬垫(25)背面沿卷筒(7)轴向设置多个与称重式压力传感器外形相匹配的传感器安装槽,称重式压力传感器设置在传感器安装槽内;
所述动态变形监测系统包括二维激光传感器(9),二维激光传感器(9)对准设置在卷筒挡板(6)、制动盘(13)上的监测孔(14)。
2.根据权利要求1所述的一种深井双折线式多层缠绕提升机钢丝绳的动态径向变形与动张力监测装置,其特征在于:所述称重式压力传感器包括称靠近卷筒(7)两端的重式压力传感器A(23)、称重式压力传感器C(27)以及位于卷筒(7)中部的称重式压力传感器B(26)。
3.根据权利要求2所述的一种深井双折线式多层缠绕提升机钢丝绳的动态径向变形与动张力监测装置,其特征在于:所述卷筒(7)表面与传感器安装槽对应的位置设有平面槽(28),称重式压力传感器通过螺栓B(29)与平面槽(28)固定。
4.根据上述监测装置的深井双折线式多层缠绕提升机钢丝绳的动态径向变形与动张力监测方法,其特征在于,该方法包括以下内容:
a)通过电动机(2)带动卷筒(7)转动将钢丝绳(24)缠绕三层到卷筒(7)上,然后关闭电动机(2),钢丝绳(24)一端通过钢丝绳夹具(16)后用钢丝绳U型锁具(15)夹紧,钢丝绳夹具(16)与S型拉力传感器(17)的一端相连,S型拉力传感器(17)的另一端与伺服电动缸(18)相连;
b)开启二维激光传感器(9),确保二维激光传感器(9)能通过监测孔(14)监测到钢丝绳(24)的第一层绳体(20)、第二层绳体(21)、第三层绳体(22),通过盘形制动器(12)制动卷筒(7),通过计算机控制伺服电动缸(18)水平移动使得钢丝绳(24)的受力达到设定疲劳载荷,此时用二维激光传感器(9)实时记录下钢丝绳(24)三层绳体外轮廓,通过与未加力时钢丝绳(24)三层绳体外轮廓比较计算得出每一层钢丝绳(24)的变形量;
c)松开盘形制动器(12),关闭伺服电动缸(18)并重新启动电动机(2),通过电动机(2)带动卷筒(7)反向旋转至钢丝绳(24)只缠绕一层在卷筒(7)上,通过盘形制动器(12)制动卷筒(7),并通过钢丝绳夹具(16)的钢丝绳U型锁具(15)重新夹紧钢丝绳(24),通过计算机控制伺服电动缸(18)水平移动对钢丝绳(24)加载,使二维激光传感器(9)监测到的钢丝绳变形量分别达到b)步骤所得到的每一层钢丝绳(24)的变形量,并通过称重式压力传感器分别测出不同区域单根钢丝绳(24)的压力值;
d)根据c)步骤所得的每一层钢丝绳(24)所受到的压力值,通过计算得到每一层钢丝绳(24)相应的张力值;
e)关闭伺服电动缸(18)、二维激光传感器(9)和不同位置的称重式压力传感器,停止试验;
f)通过计算机控制伺服电动缸(18)给钢丝绳(24)以不同的加载,实现提升机的加速、匀速、减速和急停等工况,通过二维激光传感器(9)、S型拉力传感器(17)和不同位置的称重式压力传感器所测得的数据来研究钢丝绳在多种工况下的拉力特性、张力变化及钢丝绳的径向变形。