一種提升機(jī)摩擦襯墊的微滑移試驗(yàn)平臺(tái)的制作方法
【專利摘要】一種提升機(jī)摩擦襯墊的微滑移試驗(yàn)平臺(tái)，包括支撐臺(tái)架、加載系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)和測量系統(tǒng)，支撐臺(tái)架包括底梁，底梁兩端設(shè)有支撐立柱，支撐立柱上設(shè)有滑輪支架和調(diào)節(jié)支架，滑輪支架上設(shè)有定滑輪，調(diào)節(jié)支架上設(shè)有固定掛鉤，底梁中部設(shè)有軸承座，擺動(dòng)桿中部通過軸承鉸接在軸承座上，擺動(dòng)桿上端設(shè)有襯墊，襯墊上開設(shè)弧形凹槽；加載系統(tǒng)包括搭設(shè)在襯墊弧形凹槽上的鋼絲繩，鋼絲繩一端與固定掛鉤連接，鋼絲繩另一端繞過定滑輪后與液壓缸活塞桿相連；動(dòng)力系統(tǒng)包括激振器，激振器通過連桿與擺動(dòng)桿下端鉸接；測量系統(tǒng)包括拉力傳感器和應(yīng)變片。本發(fā)明可模擬摩擦式提升機(jī)實(shí)際工況，可實(shí)現(xiàn)變頻率、變幅值、變載荷及變弧度微滑移摩擦試驗(yàn)。
【專利說明】一種提升機(jī)摩擦襯墊的微滑移試驗(yàn)平臺(tái)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明專利涉及一種模擬摩擦式提升機(jī)實(shí)際工況的摩擦襯墊微滑移試驗(yàn)平臺(tái)，可以實(shí)現(xiàn)提升鋼絲繩與摩擦襯墊之間微小振幅的摩擦滑移，用來研究提升鋼絲繩與摩擦襯墊間的動(dòng)態(tài)摩擦行為以及摩擦襯墊材料及增摩油脂的摩擦學(xué)性能。
【背景技術(shù)】
[0002]多繩摩擦式提升機(jī)以其提升能力大，提升高度大，安全系數(shù)高，消耗功率低，機(jī)器尺寸小，造價(jià)便宜等顯著優(yōu)點(diǎn)，被越來越多地用于深井及超深礦井的礦井提升中。摩擦提升依靠鋼絲繩與襯墊的摩擦力來傳遞作用力，摩擦襯墊與鋼絲繩構(gòu)成對偶摩擦副，二者之間摩擦系數(shù)的高低直接影響著提升機(jī)的各項(xiàng)性能，如提升能力、工作效率和安全性等。鋼絲繩與襯墊均為彈性體，導(dǎo)致提升機(jī)在正常工作過程中會(huì)出現(xiàn)蠕動(dòng)，蠕動(dòng)即正常的彈性滑動(dòng)，一般認(rèn)為其速度為7mm/s ;同時(shí)由于鋼絲繩工作中不可避免的出現(xiàn)振動(dòng)也會(huì)使鋼絲繩與襯墊間產(chǎn)生微小振幅滑動(dòng)，特別是隨著深井高產(chǎn)礦井的發(fā)展，提升繩長度及載荷不斷增大，彈性滑動(dòng)與振動(dòng)的加劇往往會(huì)改變鋼絲繩與襯墊的摩擦機(jī)制，可能使摩擦力不足以克服摩擦輪兩側(cè)張力差造成提升機(jī)打滑，另外頻繁振動(dòng)也會(huì)使鋼絲繩與襯墊產(chǎn)生額外摩擦而改變其摩擦工況；在摩擦式提升機(jī)中的鋼絲繩增摩油脂不僅可以適當(dāng)提高摩擦系數(shù)，還能減少鋼絲繩的銹蝕，但鋼絲繩、襯墊及增摩油脂三者的匹配獲得較高的摩擦系數(shù)需要大量的實(shí)驗(yàn)。上述因素均可能影響摩擦式提升機(jī)的摩擦傳動(dòng)能力及安全可靠性。因此，研制一種模擬摩擦式提升機(jī)實(shí)際工況的摩擦襯墊的微摩擦滑移試驗(yàn)平臺(tái)，開展鋼絲繩與襯墊間的動(dòng)態(tài)摩擦行為、微滑移摩擦機(jī)理及其影響因素研究，對于探討微滑移摩擦引起的摩擦系數(shù)變化和襯墊磨損現(xiàn)象，探索鋼絲繩、襯墊及增摩油脂之間的匹配摩擦性能有著重要意義。
[0003]目前對于鋼絲繩與襯墊的摩擦試驗(yàn)機(jī)已開展了相關(guān)研究，專利號(hào)為200510134988.1公布了一種鋼絲繩與襯墊高速摩擦實(shí)驗(yàn)機(jī)，采用平面法通過控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)鋼絲繩與襯墊相對滑速0.5m/s到6m/s無極變換，該試驗(yàn)機(jī)只能實(shí)現(xiàn)單向、勻速滑動(dòng)。專利號(hào)為201110436607.0公布了一種礦井摩擦提升機(jī)襯墊滑動(dòng)摩擦試驗(yàn)機(jī)，采用輪式法通過變頻器實(shí)現(xiàn)不同速度、加速度下的摩擦滑動(dòng)工況，但其試驗(yàn)純粹是打滑工況，實(shí)際上是一種失效試驗(yàn)。專利申請?zhí)枮?01010567284.4公開了一種“摩擦襯墊檢測機(jī)”，通過一個(gè)浮動(dòng)裝置可以準(zhǔn)確測量摩擦力，但試驗(yàn)參數(shù)比較單一。現(xiàn)有鋼絲繩與襯墊摩擦試驗(yàn)機(jī)存在的問題主要有:(I)多數(shù)試驗(yàn)機(jī)都是采用平面法(兩塊襯墊夾持鋼絲繩然后抽動(dòng)鋼絲繩)來進(jìn)行襯墊摩擦試驗(yàn)，這與實(shí)際工況中摩擦輪上圓弧形襯墊與鋼絲繩摩擦情況不符；(2)已有試驗(yàn)機(jī)只進(jìn)行單向滑動(dòng)試驗(yàn)，不能進(jìn)行往復(fù)微滑動(dòng)試驗(yàn)，在實(shí)際工況中，由于振動(dòng)等原因?qū)е落摻z繩張力的變化，往復(fù)的微幅滑移頻繁出現(xiàn)；(3)已有試驗(yàn)機(jī)試驗(yàn)參數(shù)比較單一，不能實(shí)現(xiàn)載荷、幅值、頻率及摩擦弧度的變化試驗(yàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]發(fā)明目的:本發(fā)明的目的是針對上述技術(shù)中存在的問題，提供一種模擬摩擦式提升機(jī)實(shí)際工況的可實(shí)現(xiàn)滑移幅值、頻率、載荷及弧度變化的摩擦襯墊微滑移試驗(yàn)平臺(tái)。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下的技術(shù)方案:
[0006]一種提升機(jī)摩擦襯墊的微滑移試驗(yàn)平臺(tái)，包括支撐臺(tái)架、加載系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)和測量系統(tǒng)，所述支撐臺(tái)架包括底梁，底梁兩端設(shè)有支撐立柱，支撐立柱上設(shè)有豎直位置可調(diào)的滑輪支架和調(diào)節(jié)支架，滑輪支架上設(shè)有定滑輪，調(diào)節(jié)支架上設(shè)有水平位置可調(diào)的固定掛鉤，底梁中部設(shè)有軸承座,擺動(dòng)桿中部通過軸承鉸接在軸承座上,擺動(dòng)桿上端設(shè)有襯墊,襯墊上開設(shè)弧形凹槽；所述加載系統(tǒng)包括搭設(shè)在襯墊弧形凹槽上的鋼絲繩，鋼絲繩一端與固定掛鉤連接，鋼絲繩另一端繞過定滑輪后與液壓缸活塞桿相連；所述動(dòng)力系統(tǒng)包括激振器，激振器通過連桿與擺動(dòng)桿下端鉸接；所述測量系統(tǒng)包括拉力傳感器和應(yīng)變片，拉力傳感器設(shè)置在鋼絲繩上，應(yīng)變片設(shè)置在擺動(dòng)桿上。
[0007]在本發(fā)明中，優(yōu)選的，所述弧形凹槽兩端邊緣為圓弧面。
[0008]在本發(fā)明中，優(yōu)選的，所述液壓缸的液壓管路與蓄能器連接。
[0009]在本發(fā)明中，優(yōu)選的，所述軸承座和擺動(dòng)桿均開設(shè)有銷孔，銷孔內(nèi)穿設(shè)安全銷。
[0010]有益效果:本發(fā)明微滑移試驗(yàn)平臺(tái)采用弧形襯墊槽與鋼絲繩接觸形成對偶摩擦畐0，更貼近摩擦提升實(shí)際工況，加載系統(tǒng)采用液壓缸驅(qū)動(dòng)加載力大且穩(wěn)定；配合不同的載荷可實(shí)現(xiàn)變頻率、變幅值、變載荷及變弧度微滑移摩擦試驗(yàn)，試驗(yàn)參數(shù)多樣，可研究不同的工況因素對摩擦襯墊摩擦學(xué)性能的影響；通過應(yīng)變片法測量擺動(dòng)桿彎矩來計(jì)算摩擦力，能實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)摩擦力的實(shí)時(shí)準(zhǔn)確測量。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為本發(fā)明的主視結(jié)構(gòu)圖；
[0012]圖2為圖1中的A-A向視圖；
[0013]圖3為圖1中的B-B向視圖。
[0014]圖中:1-頂梁，2-支撐立柱，3-定滑輪，4-第一調(diào)節(jié)螺栓，5-應(yīng)變片，6_液壓缸，7-支架，8-底梁，9-固定角鋼，10-激振器，11-激振器座，12-連桿，13-安全銷，14-軸承座，15-第二調(diào)節(jié)螺栓，16-擺動(dòng)桿，17-鋼絲繩，18-滑輪支架，19-拉力傳感器，20-固定掛鉤，21-調(diào)節(jié)支架，22-襯墊，23-固定銷，24-襯墊夾具，25-軸承，26-螺栓。
【具體實(shí)施方式】:
[0015]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做更進(jìn)一步的解釋。
[0016]如圖1至3所示，本發(fā)明的提升機(jī)摩擦襯墊的微滑移試驗(yàn)平臺(tái)包括支撐臺(tái)架、加載系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)和測量系統(tǒng)組成。
[0017]支撐臺(tái)架包括底梁8，底梁8通過固定角鋼9固定，底梁8兩端各焊接有一根支撐立柱2，支撐立柱2上端焊接頂梁1，支撐立柱2上沿豎直方向開設(shè)有一排固定孔，滑輪支架18和調(diào)節(jié)支架2分別通過第一調(diào)節(jié)螺栓4和第二調(diào)節(jié)螺栓15與支撐立柱2固定，通過第一調(diào)節(jié)螺栓4和第二調(diào)節(jié)螺栓15可分別調(diào)整滑輪支架18和調(diào)節(jié)支架2在豎直方向上的位置?；喼Ъ?8上固定有定滑輪3。調(diào)節(jié)支架21上沿水平方向開設(shè)有一排固定孔，固定掛鉤20通過調(diào)節(jié)螺栓與調(diào)節(jié)支架21固定，通過調(diào)節(jié)螺栓可調(diào)整固定掛鉤20在水平方向上的位置。底梁8中部通過螺栓固定軸承座14，擺動(dòng)桿16中部通過軸承25鉸接在軸承座14上,擺動(dòng)桿16可繞軸承座14擺動(dòng)，擺動(dòng)桿16上端通過螺栓26固定襯墊夾具25，襯墊22通過固定銷23固定在襯墊夾具25上，襯墊22上開設(shè)弧形凹槽，弧形凹槽的圓弧中心與擺動(dòng)桿16擺動(dòng)中心重合，為避免對鋼絲繩17造成磨損，弧形凹槽兩端邊緣為圓弧面。
[0018]加載系統(tǒng)包括搭設(shè)在襯墊22弧形凹槽上的鋼絲繩17，鋼絲繩17 —端與固定掛鉤20連接，鋼絲繩17另一端繞過定滑輪3后與液壓缸6活塞桿相連，液壓缸6通過支架7固定，液壓缸6的液壓管路與蓄能器連接。安裝鋼絲繩17時(shí)，可以通過調(diào)整固定掛鉤20在水平方向上的位置來補(bǔ)償絲繩17的長度，并使鋼絲繩17處于松弛狀態(tài)。
[0019]動(dòng)力系統(tǒng)包括激振器10，激振器10固定在激振器座11上，激振器10的激振頭通過連桿12與擺動(dòng)桿16下端鉸接形成轉(zhuǎn)動(dòng)副，該轉(zhuǎn)動(dòng)副轉(zhuǎn)動(dòng)中心和擺動(dòng)桿擺動(dòng)中心的距離等于襯墊22上弧形凹槽的圓弧半徑。由于激振器10出力方向?yàn)樗街本€，而擺動(dòng)桿16下端運(yùn)動(dòng)為弧形軌跡，所以在設(shè)定的擺動(dòng)桿16最大擺動(dòng)角度范圍內(nèi)，擺動(dòng)桿16下端鉸接點(diǎn)在豎直方向會(huì)有微量位移，為了補(bǔ)償擺動(dòng)桿垂直方向的位移從而使激振器10正常激振,在擺動(dòng)桿16下端鉸接孔內(nèi)沿豎直方向進(jìn)行微量擴(kuò)锪。另外，為了便于對激振器10進(jìn)行安裝定位，在軸承座14和擺動(dòng)桿16上相對應(yīng)的位置均開設(shè)有銷孔，銷孔內(nèi)穿設(shè)安全銷13，這樣可以防止安裝時(shí)擺動(dòng)桿16下端擺動(dòng)。
[0020]測量系統(tǒng)包括拉力傳感器19和應(yīng)變片5。拉力傳感器19通過卡扣拉環(huán)安裝在鋼絲繩17的兩側(cè)。應(yīng)變片5貼附在擺動(dòng)桿16上，用于動(dòng)態(tài)測量擺動(dòng)桿16的彎矩M，襯墊22與鋼絲繩17之間摩擦力F、摩擦力受力點(diǎn)到擺動(dòng)桿擺動(dòng)中心的距離L和擺動(dòng)桿16的彎矩M之間滿足以下關(guān)系:M=L*F,通過計(jì)算F可實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)摩擦力的實(shí)時(shí)準(zhǔn)確測量。
[0021]本發(fā)明微滑移試驗(yàn)平臺(tái)的操作步驟:首先拔出安全銷13，對應(yīng)變片5進(jìn)行事先標(biāo)定，然后通過手動(dòng)油泵供油控制液壓缸6收縮活塞桿并緩慢施加拉力，鋼絲繩17逐漸被拉緊，當(dāng)應(yīng)變片5剛剛出現(xiàn)穩(wěn)定的設(shè)定微幅測量值時(shí)，通過計(jì)算機(jī)程序控制激振器10按設(shè)定的頻率、振幅進(jìn)行激振，帶動(dòng)擺動(dòng)桿16擺振，從而襯墊22與鋼絲繩17之間產(chǎn)生相對滑動(dòng)，液壓缸6繼續(xù)進(jìn)行加載，直到拉力傳感器19的示值達(dá)到設(shè)定力值時(shí)，液壓缸6停止加載，并通過蓄能器保持液壓缸出力恒定。實(shí)驗(yàn)過程中計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)記錄拉力傳感器19的拉力以及應(yīng)變片5測量的摩擦力。改變激振器10控制參數(shù)可實(shí)現(xiàn)變頻率、變幅值的微滑移摩擦試驗(yàn)；改變液壓缸6的出力可實(shí)現(xiàn)變載荷微滑移摩擦試驗(yàn)；改變襯墊22加工弧度，并通過第一調(diào)節(jié)螺栓4、第二調(diào)節(jié)螺栓15改變滑輪支架18和調(diào)節(jié)支架21的豎直位置，使鋼絲繩17與襯墊22凹槽弧兩端分離點(diǎn)相切，實(shí)現(xiàn)變弧度微滑移摩擦試驗(yàn)；通過將鋼絲繩17涂抹增摩油脂進(jìn)行對比試驗(yàn)。
[0022]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種提升機(jī)摩擦襯墊的微滑移試驗(yàn)平臺(tái)，包括支撐臺(tái)架、加載系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)和測量系統(tǒng)，其特征在于:所述支撐臺(tái)架包括底梁(8)，底梁(8)兩端設(shè)有支撐立柱(2)，支撐立柱(2)上設(shè)有豎直位置可調(diào)的滑輪支架(18)和調(diào)節(jié)支架(21)，滑輪支架(18)上設(shè)有定滑輪(3)，調(diào)節(jié)支架(21)上設(shè)有水平位置可調(diào)的固定掛鉤(20)，底梁(8)中部設(shè)有軸承座(14)，擺動(dòng)桿(16)中部通過軸承(25)鉸接在軸承座(14)上，擺動(dòng)桿(16)上端設(shè)有襯墊(22)，襯墊(22)上開設(shè)弧形凹槽；所述加載系統(tǒng)包括搭設(shè)在襯墊(22)弧形凹槽上的鋼絲繩(17)，鋼絲繩(17) —端與固定掛鉤(20)連接，鋼絲繩(17)另一端繞過定滑輪(3)后與液壓缸(6)活塞桿相連；所述動(dòng)力系統(tǒng)包括激振器(10)，激振器(10)通過連桿(12)與擺動(dòng)桿(16)下端鉸接；所述測量系統(tǒng)包括拉力傳感器(19)和應(yīng)變片(5)，拉力傳感器(19)設(shè)置在鋼絲繩(17 )上，應(yīng)變片(5 )設(shè)置在擺動(dòng)桿(16 )上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提升機(jī)摩擦襯墊的微滑移試驗(yàn)平臺(tái)，其特征在于:所述弧形凹槽兩端邊緣為圓弧面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提升機(jī)摩擦襯墊的微滑移試驗(yàn)平臺(tái)，其特征在于:所述液壓缸(6)的液壓管路與蓄能器連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提升機(jī)摩擦襯墊的微滑移試驗(yàn)平臺(tái)，其特征在于:所述軸承座(14)和擺動(dòng)桿(16)均開設(shè)有銷孔，銷孔內(nèi)穿設(shè)安全銷(13)。
【文檔編號(hào)】G01N19/02GK103940733SQ201410161230
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年4月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月21日
【發(fā)明者】張德坤, 郭永波, 王大剛 申請人:中國礦業(yè)大學(xué)