具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

针对于现有煤钻杆抗扭矩测试装置只是对煤钻杆在额定转速下进行抗扭矩试验，不能模拟煤钻杆受轴向推力和旋转扭矩的双重影响，因此不能满足测量煤钻杆的实际使用状态；为此，本方案提供了一种煤钻杆抗扭矩测试装置，其能够模拟煤钻杆受轴向推力和旋转扭矩的双重影响，进一步地提高了装置的可靠性。

本方案提供的煤钻杆抗扭矩测试装置，参见图1，其包括控制台700，动力装置100，轴向施力装置200，扭矩转速测试装置300，加载装置400，固定台架500以及煤钻杆600。

其中，控制台700控制动力装置100通过轴向施力装置200向煤钻杆600施加扭矩力；加载装置400对煤钻杆600施加扭矩并通过轴向施力装置200使得煤钻杆600跟随动力装置100发生抗扭矩；扭矩转速测试装置300对煤钻杆600的转速和扭矩进行实时检测。

进一步地，固定台架500为一平台结构，其为安装体，具体用于安装动力装置100，轴向施力装置200，煤钻杆600，扭矩转速测试装置300，加载装置400；通过与固定台架500的固定安装保持各个部件之间中心高度一致。

这里固定台架500的具体结构不做限定，也可为其它的结构，例如垂直结构，左右结构等等，只要可以安装动力装置100，轴向施力装置200，扭矩转速测试装置300，加载装置400，煤钻杆600即可，具体的就不加以详细的赘述。

动力装置100设置在固定台架500上，其上设有内花键，轴向施力装置200的左轴上设有外花键，通过动力装置100上的内花键与轴向施力装置200的外花键进行键连接，可通过键连接向轴向施力装置200传递动力；动力装置100是由变频电动机110，变频器组成。

变频器与变频电动机100进行连接，用于调节变频电动机100的输入频率；其中，本方案中变频电动机100优选采用18kW变频调速电机，变频器使用22kW/660V，通过采用输出功率差不多的变频电动机100和变频器相互匹配，能够大大提高动力装置在使用时的稳定性。

动力装置100可提供的调节范围为(0～1500)r/min任意转速和(0～18)KW任意功率。

轴向施力装置200设置在固定台架500上，其一端与动力装置100进行键连接，另一端与煤钻杆600进行连接；轴向施力装置200用于将动力装置100的动力传输至煤钻杆600，驱动煤钻杆600进行旋转。

轴向施力装置200包括左连接盘210，施力螺栓220，左轴230，左右加力板240，拉压力传感器260，轴承左端加力板270，第一角接触球轴承280。

具体的，左轴230从左连接盘210，施力螺栓220，左右加力板240，拉压力传感器260，轴承座端加力板270中心穿过，左轴230一端通过外花键与变频电动机110相连，一端通过过盈配合与第一角接触球轴承280的内圈相连接；第一角接触球轴承280通过第一更换接头290与煤钻杆的左端进行相连。

通过变频电机110依次驱动左轴230进行转动，左轴230通过第一角接触球轴承280驱动煤钻杆600进行扭矩，完成煤钻杆600的扭矩状态。

这里需要说明的是，左轴230是从左连接盘210，施力螺栓220，左右加力板240，拉压力传感器260，轴承座端加力板270中心无接触穿过，无接触穿过能够保证左轴230随变频电机110旋转时，仅第一角接触球轴承280内圈受力旋转，其他部件固定。

进一步地，施力螺栓220放置于左连接盘210内部，施力螺栓220左端可以通过丝杠调节在左轴230给进量；施力螺栓220的右端与左右加力板240进行接触连接；左右加力板240与拉压力传感器260进行配合连接。

通过丝杠匀速调节施力螺栓220在左轴230的给劲量，施力螺栓220可在左轴230上进行转动，即调节施力螺栓220通过在左轴230上进行转动来给左轴230实施轴向推力，将轴向力通过左右加力板240施加到拉压力传感器260的左端。

轴承左端加力板270与第一角接触球轴承280进行配合连接；拉压力传感器260将轴向力通过轴承左端加力板270施加在第一角接触球轴承280的外圈上。

进一步地，第一角接触球轴承280通过第一轴承座281设置在固定台架500上，同时并通过三根螺栓250将左连接盘210，左右加力板240，第一轴承座281固定在一起，起承受轴向力的作用。

第一角接触球轴承280通过设置第一更换接头290与煤钻杆的左端进行相连，将轴向力传输给煤钻杆600。

因此，通过上述部件构成的轴向施力装置，其可通过丝杠匀速调节施力螺栓220在左轴230的给进量给左轴230实施轴向推力，将轴向力依次传输给左右加力板240，拉压力传感器260，轴承左端加力板270，第一角接触球轴承280至煤钻杆600，完成煤钻杆600受轴向力的工作状态。

其次，轴向施力装置200还可通过与动力装置100配合，通过变频电机110驱动主轴230进行转动，并依次带动第一角接触球轴承280和煤钻杆600进行转动，完成煤钻杆扭矩的状态。

这里轴向施力装置200具体可提供调节范围为(0～200)kN的负荷。

加载装置400设置于固定台架500的另一端，用于给煤钻杆600提供合适的扭矩，其与动力装置100配合，通过轴向施力装置500形成的轴向推力似的煤钻杆600跟随动力装置100发生抗扭矩。

加载装置400包括磁粉制动器410，电流调节器；其中，电流调节器与控制台700进行连接，电流调节器与磁粉制动器410进行配合连接；磁粉制动器410与煤钻杆600进行连接。通过控制台700调节电流调节器，使得磁粉制动器410给煤钻杆600提供合适的扭矩，使得煤钻杆600在左轴230驱使的扭矩下通过磁粉制动器410使其处于抗扭矩状态，并自动记录煤钻杆600承受的转速和扭矩后传输至控制台700。

扭矩转速测试装置300为整个测试装置的测控中心，其用于测试煤钻杆600的转速和扭矩；扭矩转速测试装置300包括扭矩转速传感器310、连接法兰320、右轴330、第二轴承座340、第二角接触球轴承350、第二更换接头360。

具体的，右轴330一端穿过法兰320，扭矩转速传感器310并与磁粉制动器410进行相连，扭矩转速传感器310可实时检测待测试煤钻杆600的抗扭矩状态，并将检测到的数字信号发送至控制台700进行煤钻杆600的故障分析。

右轴330的另一端通过过盈配合和第二角接触球轴承350的内圈相连接；第二角接触球轴承350通过设置第二更换接头360与煤钻杆600的右端进行连接；第二角接触球轴承350通过第二轴承座340设置在固定台架500上。

在右轴330承受煤钻杆600的轴向推力时，通过第二角接触球轴承350的内圈将轴向力传递到外圈，利用第二轴承座340和连接法兰320受力，解决了扭矩转速传感器310无法承受轴向力的问题。

扭矩转速测试装置300，可以显示(0～6000)r/min转速和(0～50)Nm扭矩。

以下举例说明一下本方案在使用时的工作过程；这里需要说明下述内容只是本方案的一种具体应用示例，并不对本方案构成限定。

首先将轴向施力装置200的一端与动力装置100相连，另一端与煤钻杆600进行连接。扭矩转速测试装置300的一端与加载装置400相连，另一端与待煤钻杆600相连接。将上述设备设置在固定台架500上，保持各个部件之间中心高度一致，进行试运转，不能出现异常的左右摆动和上下晃动。

通过丝杠匀速调节施力螺栓220在左轴230的给进量，通过拉压力传感器260对煤钻杆600形成一定的推向力。

由控制台700控制变频电动机110驱动左轴230带动煤钻杆600进行运转；同时通过控制台700调节电流调节器，使得磁粉制动器410给煤钻杆600提供合适的扭矩，使得煤钻杆600处于抗扭矩状态，并自动记录待煤钻杆600承受的转速和扭矩；在该过程中，拉压力传感器260实时检测旋转过程中的轴向推力，并反馈给控制台700，控制台700根据实时的轴向推力数据发出指令给变频电动机110变速，控制轴向推力波动范围小于4％～6％。

另外，在抗扭矩试验过程中，扭矩转速传感器310可实时检测待测试煤钻杆的抗扭矩状态，并将检测到的数字信号发送至控制台700，控制台700内部具有数字计算模型，能够对煤钻杆600进行故障分析，并可自动判断煤钻杆变形和断裂故障，并对结果进行输出。

由上述方案构成的一种煤钻杆抗扭矩测试装置，结构紧凑、使用方便，集轴向推力和扭矩双重作用，有效模拟煤钻杆一定轴向推力下的抗扭矩环境，并检测煤钻杆扭矩、轴向推力和变形、断裂故障，大大提高了煤钻杆抗扭矩测试装置的可靠性。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。