一種鋼絲繩高速及微動摩擦試驗裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種鋼絲繩高速及微動摩擦試驗裝置，包括第一圓弧形導(dǎo)軌(6)、試驗鋼絲繩(9)、第一鋼絲繩張力傳感器(10)、第二鋼絲繩張力傳感器(15)、壓力傳感器(16)、無接頭鋼絲繩(17)、彈簧組件(18)、第二圓弧形導(dǎo)軌(19)、伺服電動推桿(20)、傳動輪支架(21)、傳動輪軸(22)、滑塊(23)、導(dǎo)軌(24)、傳動輪(25)、第二凸臺(26)；該試驗裝置可以模擬鋼絲繩之間的摩擦行為，獲取不同滑動速度、以及微動摩擦條件下鋼絲繩的摩擦狀態(tài)，包括鋼絲繩之間的摩擦力、摩擦因數(shù)和摩擦溫升以及監(jiān)測鋼絲繩摩擦過程中裂紋擴展變化規(guī)律，實時測定鋼絲繩摩擦特性。
【專利說明】一種鋼絲繩高速及微動摩擦試驗裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種鋼絲繩高速及微動摩擦試驗裝置，能夠模擬鋼絲繩之間的高速及微動摩擦行為。

【背景技術(shù)】
[0002]礦井纏繞提升機依靠鋼絲繩提升重物，鋼絲繩是保障礦井纏繞提升機安全可靠運行的重要基礎(chǔ)元件。在提升過程中，鋼絲繩一端連接提升容器，另一端纏繞在提升機滾筒上，當(dāng)鋼絲繩在滾筒上多層纏繞時，鋼絲繩與鋼絲繩之間的擠壓摩擦直接影響其使用壽命。因此，開展鋼絲繩之間的摩擦行為研究對保障鋼絲繩安全提升起到關(guān)鍵作用。然而，針對礦井提升鋼絲繩之間的摩擦特性的測試裝置尚未發(fā)現(xiàn)，給鋼絲繩之間摩擦測試帶來很大的不便。
[0003]因此，開發(fā)一種方便操作、能夠直接模擬礦井纏繞提升鋼絲繩之間的高速及微動摩擦特性的試驗裝置，為更好的評價鋼絲繩高速及微動摩擦特性提供實驗手段。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明為解決現(xiàn)有摩擦試驗裝置無法測試礦井纏繞提升鋼絲繩之間的摩擦特性的問題，進而提出一種鋼絲繩高速及微動摩擦試驗裝置。
[0005]一種鋼絲繩高速及微動摩擦試驗裝置，包括調(diào)速電機(丨)、減速器口)、主動輪(3)、激振器(4)、減速器輸出軸(5)、第一圓弧形導(dǎo)軌(6)、機座(7)、第一凸臺(8)、試驗鋼絲繩(9)、第一鋼絲繩張力傳感器(10)、支撐輪組件(11)、聲發(fā)射傳感器(12)、臺架(13)、紅外熱像儀(14)、第二鋼絲繩張力傳感器(15)、壓力傳感器(16)、無接頭鋼絲繩(17)、彈簧組件(18)、第二圓弧形導(dǎo)軌(19)、伺服電動推桿(20)、傳動輪支架(21)、傳動輪軸(22)3^塊(23),導(dǎo)軌(24),傳動輪(25),第二凸臺(26)；減速器(2)固定在第一凸臺(8)上，調(diào)速電機⑴通過減速器⑵驅(qū)動主動輪(3)，主動輪⑶和傳動輪(25)輪轂上有鋼絲繩繩槽，無接頭鋼絲繩(17)套在在主動輪(3)和傳動輪(25)之間；臺架(13)固定設(shè)置在機座(7)上，伺服電動推桿(20) —端固定在臺架(13)上，另一端連接傳動輪支架(21),伺服電動推桿(20)和臺架(13)之間連接有壓力傳感器(16),傳動輪支架連接傳動輪軸(22),以帶動傳動輪(25)運動，伺服電動推桿(20)推動傳動輪(25)運動，進而張緊套在在主動輪(3)和傳動輪(25)之間的無接頭鋼絲繩(17),壓力傳感器(16)測得其張緊力；
[0006]試驗鋼絲繩(9)搭壓在無接頭鋼絲繩(17)上半段，試驗鋼絲繩(9)兩端接頭分別連接激振器(4)和彈簧組件(18)；第一鋼絲繩張力傳感器(10)、第二鋼絲繩張力傳感器
(15)設(shè)置在該試驗鋼絲繩(9)和無接頭鋼絲繩(17)的搭壓點與激振器(4)、彈簧組件(18)之間，用于測量試驗鋼絲繩(9)搭壓在無接頭鋼絲繩(17)兩側(cè)繩段的張力；
[0007]激振器(5)、彈簧組件(18)分別在第一圓弧形導(dǎo)軌(6)、第二圓弧形導(dǎo)軌(19)上滑動，通過激振器(5)、彈簧組件(18)分別在第一圓弧形導(dǎo)軌￠)、第二圓弧形導(dǎo)軌(19)上滑動定位來調(diào)節(jié)試驗鋼絲繩(9)與無接頭鋼絲繩(17)的交叉摩擦角度，彈簧組件(18)為實驗鋼絲繩提供彈性伸縮；啟動激振器(4),使試驗鋼絲繩(9)按設(shè)定的頻率和振幅激振，第一鋼絲繩張力傳感器(10)與第二鋼絲繩張力傳感器(15)張力的差值即為試驗鋼絲繩(9)與無接頭鋼絲繩(17)之間的摩擦力；試驗過程中通過測量試驗鋼絲繩(9)在無接頭鋼絲繩(17)接觸點兩側(cè)繩段的夾角以及第一鋼絲繩張力傳感器(10)與第二鋼絲繩張力傳感器(15)張力，確定試驗鋼絲繩(9)與無接頭鋼絲繩(17)之間的正壓力。
[0008]所述的鋼絲繩高速及微動摩擦試驗裝置，第一圓弧形導(dǎo)軌出)、第二圓弧形導(dǎo)軌
(19)均為圓弧形，且兩個圓弧均以試驗鋼絲繩(9)與無接頭鋼絲繩(17)的搭壓點為圓心，以保證激振器(5)、彈簧組件(18)在第一圓弧形導(dǎo)軌￠)、第二圓弧形導(dǎo)軌(19)上滑動時，該搭壓點不會發(fā)生大幅度位移。
[0009]所述的鋼絲繩高速及微動摩擦試驗裝置，主動輪(3)與傳動輪(13)處于同一水平高度，保證無接頭鋼絲繩(7)緊邊處于水平位置。
[0010]所述的鋼絲繩高速及微動摩擦試驗裝置，聲發(fā)射傳感器(12)置于支撐輪組件
[11]端面上，為保證接觸面的良好耦合，選用耦合真空脂作為耦合劑，通過聲發(fā)射傳感器
[12]監(jiān)測試驗過程中試驗鋼絲繩(9)內(nèi)部聲發(fā)射累積數(shù)變化規(guī)律。
[0011]所述的鋼絲繩高速及微動摩擦試驗裝置，紅外熱像儀(14)對準(zhǔn)試驗鋼絲繩(9)與無接頭鋼絲繩(17)接觸位置，用來監(jiān)測試驗過程中試驗鋼絲繩(9)的溫升。
[0012]本發(fā)明的有益效果是:該試驗裝置可以模擬鋼絲繩之間的摩擦行為，獲取不同滑動速度、以及微動摩擦條件下鋼絲繩的摩擦狀態(tài)，包括鋼絲繩之間的摩擦力、摩擦因數(shù)和摩擦溫升以及監(jiān)測鋼絲繩摩擦過程中裂紋擴展變化規(guī)律，實時測定鋼絲繩摩擦特性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖2本發(fā)明的結(jié)構(gòu)俯視圖；
[0015]圖中:1-調(diào)速電機、2-減速器、3-主動輪、4-激振器、5-減速器輸出軸、6-第一圓弧形導(dǎo)軌、7-機座、8-第一凸臺、9-試驗鋼絲繩、10-第一鋼絲繩張力傳感器、11-支撐輪組件、12-聲發(fā)射傳感器、13-臺架、14-紅外熱像儀、15-第二鋼絲繩張力傳感器、16-壓力傳感器、17-無接頭鋼絲繩、18-彈簧組件、19-第二圓弧形導(dǎo)軌、20-伺服電動推桿、21-傳動輪支架、22-傳動輪軸、23-滑塊、24-導(dǎo)軌、25-傳動輪、26-第二凸臺。

【具體實施方式】
[0016]以下結(jié)合具體實施例，對本發(fā)明進行詳細說明。
[0017]參閱圖1和圖2，本實施例的鋼絲繩高速及微動摩擦試驗裝置包括調(diào)速電機1、減速器2、主動輪3、激振器4、減速器輸出軸5、第一圓弧形導(dǎo)軌6、機座7、第一凸臺8、試驗鋼絲繩9、第一鋼絲繩張力傳感器10、支撐輪組件11、聲發(fā)射傳感器12、臺架13、紅外熱像儀
14、第二鋼絲繩張力傳感器15、壓力傳感器16、無接頭鋼絲繩17、彈簧組件18、第二圓弧形導(dǎo)軌19、伺服電動推桿20、傳動輪支架21、傳動輪軸22、滑塊23、導(dǎo)軌24、傳動輪25、第二凸臺26。減速器2固定在第一凸臺8上，調(diào)速電機1通過減速器2驅(qū)動主動輪3，主動輪3和傳動輪25輪轂上有鋼絲繩繩槽，無接頭鋼絲繩17套在在主動輪3和傳動輪25之間；臺架13固定設(shè)置在機座7上，伺服電動推桿20 —端固定在臺架13上，另一端連接傳動輪支架21，伺服電動推桿20和臺架13之間連接有壓力傳感器16，傳動輪支架連接傳動輪軸22，以帶動傳動輪25運動，伺服電動推桿20推動傳動輪25運動，進而張緊套在在主動輪3和傳動輪25之間的無接頭鋼絲繩17，壓力傳感器16測得其張緊力。啟動調(diào)速電機1，依靠主動輪3與無接頭鋼絲繩17之間的摩擦力帶動無接頭鋼絲繩17在繩槽內(nèi)傳動。
[0018]試驗鋼絲繩9搭壓在無接頭鋼絲繩17上半段，試驗鋼絲繩9兩端接頭分別連接激振器4和彈簧組件18 ；第一鋼絲繩張力傳感器10、第二鋼絲繩張力傳感器15設(shè)置在該試驗鋼絲繩9和無接頭鋼絲繩17的搭壓點與激振器4、彈簧組件18之間，用于測量試驗鋼絲繩9搭壓在無接頭鋼絲繩17兩側(cè)繩段的張力。
[0019]激振器5、彈簧組件18分別在第一圓弧形導(dǎo)軌6、第二圓弧形導(dǎo)軌19上滑動，通過激振器5、彈簧組件18分別在第一圓弧形導(dǎo)軌6、第二圓弧形導(dǎo)軌19上滑動定位來調(diào)節(jié)試驗鋼絲繩9與無接頭鋼絲繩17的交叉摩擦角度，彈簧組件18可以保證實驗鋼絲繩張緊并具有一定的彈性伸縮。啟動激振器4，使試驗鋼絲繩9按設(shè)定的頻率和振幅激振，第一鋼絲繩張力傳感器10與第二鋼絲繩張力傳感器15張力的差值即為試驗鋼絲繩9與無接頭鋼絲繩17之間的摩擦力。
[0020]第一圓弧形導(dǎo)軌6、第二圓弧形導(dǎo)軌19均為圓弧形,且兩個圓弧均以試驗鋼絲繩9與無接頭鋼絲繩17的搭壓點為圓心，以保證激振器5、彈簧組件18在第一圓弧形導(dǎo)軌6、第二圓弧形導(dǎo)軌19上滑動時，該搭壓點不會發(fā)生大幅度位移。
[0021]試驗過程中通過測量試驗鋼絲繩9在無接頭鋼絲繩17接觸點兩側(cè)繩段的夾角以及第一鋼絲繩張力傳感器10與第二鋼絲繩張力傳感器15張力，確定試驗鋼絲繩9與無接頭鋼絲繩17之間的正壓力。
[0022]張緊無接頭鋼絲繩17，無接頭鋼絲繩17靜止?fàn)顟B(tài)下，啟動激振器4，按設(shè)定的頻率和振幅激振，以便模擬在微動狀態(tài)下鋼絲繩之間的交叉摩擦以及狀態(tài)。
[0023]關(guān)閉激振器4，使試驗鋼絲繩9靜止固定，通過調(diào)節(jié)調(diào)速電機1的轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)試驗鋼絲繩9與無接頭鋼絲繩17之間不同相對滑動速度，以便模擬在高速狀態(tài)下鋼絲繩之間的交叉摩擦以及狀態(tài)。
[0024]主動輪3與傳動輪13處于同一水平高度，保證無接頭鋼絲繩7緊邊處于水平位置。
[0025]試驗鋼絲繩9所受摩擦力與正壓力的比值即為試驗過程中的鋼絲繩之間的摩擦因數(shù)。
[0026]聲發(fā)射傳感器12置于支撐輪組件11端面上，為保證接觸面的良好耦合，選用耦合真空脂作為耦合劑，通過聲發(fā)射傳感器12監(jiān)測試驗過程中試驗鋼絲繩9內(nèi)部聲發(fā)射累積數(shù)變化規(guī)律。
[0027]紅外熱像儀14對準(zhǔn)試驗鋼絲繩9與無接頭鋼絲繩17接觸位置，用來監(jiān)測試驗過程中試驗鋼絲繩9的溫升。
[0028]通過伺服電動推桿20推動傳動輪25張緊無接頭鋼絲繩17，壓力傳感器(16)測得其張緊力，無接頭鋼絲繩17靜止?fàn)顟B(tài)下，啟動激振器4，按設(shè)定的頻率和振幅激振，以便模擬在微動狀態(tài)下鋼絲繩之間的交叉摩擦狀態(tài)；通過調(diào)節(jié)調(diào)速電機1的轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)試驗鋼絲繩9與無接頭鋼絲繩17之間不同相對滑動速度，啟動激振器4，以便模擬在高速狀態(tài)下鋼絲繩之間的交叉摩擦狀態(tài)。
[0029]第一鋼絲繩張力傳感器10、第二鋼絲繩張力傳感器15測量試驗鋼絲繩9搭壓在無接頭鋼絲繩17兩側(cè)繩段的張力。第一鋼絲繩張力傳感器10與第二鋼絲繩張力傳感器15張力的差值即為試驗鋼絲繩9與無接頭鋼絲繩17之間的摩擦力。通過試驗鋼絲繩9在無接頭鋼絲繩17接觸點兩側(cè)繩段的夾角以及兩側(cè)繩段的張力，確定試驗鋼絲繩9與無接頭鋼絲繩17之間的正壓力。試驗鋼絲繩9所受摩擦力與正壓力的比值即為試驗過程中的鋼絲繩之間的摩擦因數(shù)。聲發(fā)射傳感器12監(jiān)測試驗過程中試驗鋼絲繩9內(nèi)部聲發(fā)射累積數(shù)變化規(guī)律。對準(zhǔn)試驗鋼絲繩9與無接頭鋼絲繩17接觸位置，用來監(jiān)測試驗過程中試驗鋼絲繩9的溫升。
[0030]應(yīng)當(dāng)理解的是，對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)上述說明加以改進或變換，而所有這些改進和變換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種鋼絲繩高速及微動摩擦試驗裝置，其特征在于，包括調(diào)速電機(I)、減速器(2)、主動輪(3)、激振器(4)、減速器輸出軸(5)、第一圓弧形導(dǎo)軌(6)、機座(7)、第一凸臺(8)、試驗鋼絲繩(9)、第一鋼絲繩張力傳感器(10)、支撐輪組件(11)、聲發(fā)射傳感器(12)、臺架(13)、紅外熱像儀(14)、第二鋼絲繩張力傳感器(15)、壓力傳感器(16)、無接頭鋼絲繩(17)、彈簧組件(18)、第二圓弧形導(dǎo)軌(19)、伺服電動推桿(20)、傳動輪支架(21)、傳動輪軸(22)、滑塊(23)、導(dǎo)軌(24)、傳動輪(25)、第二凸臺(26);減速器(2)固定在第一凸臺(8)上，調(diào)速電機(I)通過減速器(2)驅(qū)動主動輪(3)，主動輪(3)和傳動輪(25)輪轂上有鋼絲繩繩槽，無接頭鋼絲繩(17)套在在主動輪(3)和傳動輪(25)之間；臺架(13)固定設(shè)置在機座(7)上，伺服電動推桿(20) —端固定在臺架(13)上，另一端連接傳動輪支架(21)，伺服電動推桿(20)和臺架(13)之間連接有壓力傳感器(16)，傳動輪支架連接傳動輪軸(22)，以帶動傳動輪(25)運動，伺服電動推桿(20)推動傳動輪(25)運動，進而張緊套在在主動輪(3)和傳動輪(25)之間的無接頭鋼絲繩(17)，壓力傳感器(16)測得其張緊力； 試驗鋼絲繩(9)搭壓在無接頭鋼絲繩(17)上半段，試驗鋼絲繩(9)兩端接頭分別連接激振器(4)和彈簧組件(18);第一鋼絲繩張力傳感器(10)、第二鋼絲繩張力傳感器(15)設(shè)置在該試驗鋼絲繩(9)和無接頭鋼絲繩(17)的搭壓點與激振器(4)、彈簧組件(18)之間，用于測量試驗鋼絲繩(9)搭壓在無接頭鋼絲繩(17)兩側(cè)繩段的張力； 激振器(5)、彈簧組件(18)分別在第一圓弧形導(dǎo)軌￠)、第二圓弧形導(dǎo)軌(19)上滑動，通過激振器(5)、彈簧組件(18)分別在第一圓弧形導(dǎo)軌￠)、第二圓弧形導(dǎo)軌(19)上滑動定位來調(diào)節(jié)試驗鋼絲繩(9)與無接頭鋼絲繩(17)的交叉摩擦角度，彈簧組件(18)為實驗鋼絲繩提供彈性伸縮；啟動激振器(4)，使試驗鋼絲繩(9)按設(shè)定的頻率和振幅激振，第一鋼絲繩張力傳感器(10)與第二鋼絲繩張力傳感器(15)張力的差值即為試驗鋼絲繩(9)與無接頭鋼絲繩(17)之間的摩擦力；試驗過程中通過測量試驗鋼絲繩(9)在無接頭鋼絲繩(17)接觸點兩側(cè)繩段的夾角以及第一鋼絲繩張力傳感器(10)與第二鋼絲繩張力傳感器(15)張力，確定試驗鋼絲繩(9)與無接頭鋼絲繩(17)之間的正壓力。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼絲繩高速及微動摩擦試驗裝置，其特征在于，第一圓弧形導(dǎo)軌￠)、第二圓弧形導(dǎo)軌(19)均為圓弧形，且兩個圓弧均以試驗鋼絲繩(9)與無接頭鋼絲繩(17)的搭壓點為圓心，以保證激振器(5)、彈簧組件(18)在第一圓弧形導(dǎo)軌(6)、第二圓弧形導(dǎo)軌(19)上滑動時，該搭壓點不會發(fā)生大幅度位移。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼絲繩高速及微動摩擦試驗裝置，其特征在于，主動輪(3)與傳動輪(13)處于同一水平高度，保證無接頭鋼絲繩(7)緊邊處于水平位置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼絲繩高速及微動摩擦試驗裝置，其特征在于，聲發(fā)射傳感器(12)置于支撐輪組件(11)端面上，為保證接觸面的良好耦合，選用耦合真空脂作為耦合齊U，通過聲發(fā)射傳感器(12)監(jiān)測試驗過程中試驗鋼絲繩(9)內(nèi)部聲發(fā)射累積數(shù)變化規(guī)律。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼絲繩高速及微動摩擦試驗裝置，其特征在于，紅外熱像儀(14)對準(zhǔn)試驗鋼絲繩(9)與無接頭鋼絲繩(17)接觸位置，用來監(jiān)測試驗過程中試驗鋼絲繩(9)的溫升。
【文檔編號】G01N19/00GK104458566SQ201410728384
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月5日
【發(fā)明者】彭玉興, 朱真才, 于永立, 陳國安, 曹國華, 王大剛, 李偉, 周公博, 沈剛, 盧昊, 常向東 申請人:中國礦業(yè)大學(xué)