自動扶梯梯級鏈滾輪疲勞壽命檢驗方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種自動扶梯梯級鏈滾輪疲勞壽命檢驗方式及一種自動扶梯梯級鏈滾輪疲勞壽命檢驗方法。一種自動扶梯梯級鏈滾輪疲勞壽命檢驗方法包括以下步驟：a、對若干個標準滾輪樣本進行模擬滾輪在軌道上運動的試驗；通過試驗數據擬合出梯級鏈滾輪疲勞壽命計算函數。b、利用計算函數計算待測滾輪樣本的理論疲勞壽命Nh理；對待測滾輪樣本進行試驗，得出待測滾輪樣本的疲勞壽命Nh實；判定待測滾輪樣本的疲勞壽命是否滿足實際使用要求。本發(fā)明減少測試試驗時間，提高試驗效率，并確定了一個有效的梯級鏈滾輪疲勞壽命的檢驗方法。
【專利說明】
自動扶梯梯級鏈滾輪疲勞壽命檢驗方法
技術領域
[0001] 本發(fā)明涉及零部件的疲勞壽命檢驗方法，特別涉及一種自動扶梯梯級鏈滾輪的疲 勞壽命的檢驗方法。
【背景技術】
[0002] 現有技術中的自動扶梯或自動人行道梯級鏈滾輪壽命極難確定，并無一種行之有 效的試驗方法及標準，傳統(tǒng)疲勞壽命試驗方法，需模擬真實運行情況進行試驗，要么試驗時 間過長需要幾個月甚至幾年，要么試驗標準不確定，結果可信度不足。目前市場上梯級鏈滾 輪質量也參差不齊，有的使用一兩年就疲勞開裂，有的使用壽命可達五年以上。梯級鏈滾輪 材料為聚氨酯，聚氨酯材料根據各組成成分配比不同，性能也各不相同，為了獲得性能符合 設計要求的產品，需對滾輪進行試驗檢驗其使用壽命。

【發(fā)明內容】

[0003] 本發(fā)明目的是為了克服現有技術的不足，提供一種得出自動扶梯梯級鏈滾輪疲勞 壽命的方式。
[0004] 本發(fā)明的另一種目的是提供一種自動扶梯梯級鏈滾輪疲勞壽命檢驗方法，保證鏈 滾輪合符使用要求，保證自動扶梯的安全使用。
[0005] 為了達到上述目的，本發(fā)明采用以下技術方案：
[0006] -種得出自動扶梯梯級鏈滾輪疲勞壽命的方式，通過以下梯級鏈滾輪疲勞壽命計 算模型得出自動扶梯梯級鏈滾輪的疲勞壽命：
[0007] (1)
[0008] 其中，Nh取正號用于外接觸，Nh取負號用于內接觸；
[0009] M、C為材料常數;同類型材料的材料常數相同；
[0010] V為梯級鏈滾輪運行的線速度；
[0011] D為梯級鏈滾輪直徑；
[0012] R為接觸的軌道的半徑，直線軌道時R為無窮大，l/R = 〇;
[0013] F作用于接觸面上的總壓力；
[0014] B初始接觸線長度，即梯級鏈滾輪輪寬；
[0015] 別為滾輪和軌道的材料的泊松比；
[0016] EjPE2分別為滾輪和軌道的材料的彈性模量。
[0017]作為優(yōu)選，包括以下步驟：
[0018] a、通過梯級鏈滾輪疲勞壽命測試裝置對若干個標準滾輪樣本進行模擬滾輪在軌 道上運動的試驗，試驗中會對滾輪加載載荷;從梯級鏈滾輪疲勞壽命測試裝置中得到標準 滾輪樣本的疲勞壽命數據及被加載的載荷數據應力〇,所述疲勞壽命數據為滾輪樣本疲勞 開裂時滾輪樣本轉動的圈數Ν，
[0019] 將Ν、σ代入以下的公式(2)中：
[0020] omN=C (2)
[0021 ]求出Μ、C，將Μ、C代入公式(1)中，得出梯級鏈滾輪疲勞壽命計算函數；
[0022] b、利用梯級鏈滾輪疲勞壽命計算函數計算待測滾輪樣本的理論疲勞壽命Nhs;通 過梯級鏈滾輪疲勞壽命測試裝置對待測滾輪樣本進行試驗，得出待測滾輪樣本的疲勞壽命 Nh實;試驗得出的待測滾輪樣本的疲勞壽命Nh實不小于計算得出的待測滾輪樣本的理論疲勞 壽命Nhi，則待測滾輪樣本的疲勞壽命滿足實際使用要求；
[0023] 所述待測滾輪樣本與所述標準滾滾輪樣本的制作材料為同類型材料。
[0024] 作為優(yōu)選，
[0025] 步驟b中，從梯級鏈滾輪疲勞壽命測試裝置中得到待測滾輪樣本的疲勞壽命數據， 所述疲勞壽命數據為滾輪樣本疲勞開裂時滾輪樣本轉動的圈數N實，代入以下公式(3)，得出 待測滾輪樣本的疲勞壽命
[0026] (3)
[0027]其中，η為滾輪的轉速。
[0028]作為優(yōu)選，步驟a中，從梯級鏈滾輪疲勞壽命測試裝置中得到試驗中每一標準滾輪 樣本的被加載的載荷數據σ及疲勞壽命數據N后，繪制應力與疲勞壽命關系S-N曲線。
[0029]作為優(yōu)選，
[0030] al、將標準滾輪樣本分組，每組抽樣若干；
[0031] a2、將抽樣出來的標準滾輪樣本安裝在梯級鏈滾輪疲勞壽命測試裝置上；
[0032] 各組標準滾輪樣本進行試驗時，試驗環(huán)境需要保持相同；每一次試驗過程中，試驗 環(huán)境要保持恒定不變；
[0033] 不同組的標準滾輪樣本進行試驗時，標準滾輪樣本被加載的載荷大小不同；
[0034] 啟動所述梯級鏈滾輪疲勞壽命測試裝置進行試驗；
[0035] a3、試驗后，得到每一個標準滾輪樣本的疲勞壽命數據N及被加載的載荷數據應力
[0036] a4、將疲勞壽命數據Ν及被加載的載荷數據應力〇代入公式(2)中，通過擬合計算出 材料參數C、M，得出梯級鏈滾輪疲勞壽命計算函數。
[0037]作為優(yōu)選，其特征在于，
[0038] bl、利用梯級鏈滾輪疲勞壽命計算函數計算待測滾輪樣本的理論疲勞壽命Nhi;
[0039] b2、將待測滾輪樣本安裝在梯級鏈滾輪疲勞壽命測試裝置上；啟動所述梯級鏈滾 輪疲勞壽命測試裝置進行試驗;得出待測滾輪樣本的疲勞壽命Nh*;
[0040] b3、步驟b2中試驗得出待測滾輪樣本的疲勞壽命Nh實不小于步驟bl中計算出的待 測滾輪樣本的理論疲勞壽命Nhi，則待測滾輪樣品的疲勞壽命滿足實際使用要求。
[0041] 作為優(yōu)選，其特征在于，
[0042] 步驟a2中，各組標準滾輪樣本進行試驗時，試驗環(huán)境中的溫度、濕度、紫外線強度、 潤滑劑的量都需要相同。
[0043]作為優(yōu)選，其特征在于，
[0044] 所述梯級鏈滾輪疲勞壽命測試裝置，包括摩擦輪、用于驅動摩擦輪的主驅動裝置、 滾輪試驗單元、控制柜、用于計算摩擦輪轉動的圈數的計數器及顯示屏；
[0045] 所述滾輪試驗單元包括滾輪安裝座、用于給滾輪安裝座施力使安裝在滾輪安裝座 上的滾輪壓在所述摩擦輪上的力加載裝置、用于檢測力加載裝置給所述滾輪安裝座施加的 力的大小的壓力檢測器;所述壓力檢測器檢測到的壓力大小及所述計數器得到的摩擦輪轉 動的圈數傳輸到所述控制柜，所述控制柜得出滾輪轉動的圈數，所述顯示屏顯示所述壓力 及滾輪轉動的圈數。
[0046] 作為優(yōu)選，
[0047]所述力加載裝置為一恒力加載裝置;所述恒力加載裝置包括螺桿、第一彈簧及用 于壓縮第一彈簧的螺母；
[0048] 所述螺桿垂直設置在所述梯級鏈滾輪疲勞壽命測試裝置的底座，所述螺母安裝在 所述螺桿上，所述第一彈簧套設在所述螺桿并置于所述螺母之上；
[0049] 所述滾輪安裝座設有一敞口的第一內腔，所述螺桿的上端插入所述第一內腔中， 所述第一彈簧的上端貼緊所述滾輪安裝座；
[0050] 所述螺桿與所述第一內松配。
[0051] 1作為優(yōu)選，所述力加載裝置為一變力加載裝置;所述變力加載裝置包括推桿、用 于推動推桿的凸輪及凸輪驅動裝置;所述滾輪安裝座位于所述推桿的上方并可被推桿推 動。
[0052] 與現有技術相比，本發(fā)明具有以下有益效果：
[0053] 本發(fā)明利用試驗得出的數據修正梯級鏈滾輪疲勞壽命計算模型，保證了計算模型 的準確性;通過梯級鏈滾輪疲勞壽命計算函數計算得出加速試驗狀態(tài)下的疲勞壽命，建立 了梯級鏈滾輪的疲勞壽命壽命標準;通過壽命標準判斷滾輪是否符合要求;本方法減少測 試試驗時間，提高試驗效率，并確定了一個有效的梯級鏈滾輪疲勞壽命的檢驗方法，為滾輪 設計選型提供更準確的設計依據。
【附圖說明】
[0054] 圖1是本發(fā)明所述的梯級鏈滾輪疲勞壽命測試裝置的結構示意圖。
[0055] 圖2是本發(fā)明所述的外接觸示意圖；
[0056] 圖3是本發(fā)明所述的內接觸示意圖；
[0057] 圖4是塑料的S-N曲線；
[0058]圖5是S-N曲線擬合公式線形圖。
[0059] 圖中：
[0060] 丨一底座；2 一摩擦輪;3 一主驅動裝置;41 一滾輪安裝座;421-螺桿;422-第一彈 簧;423-螺母;424-第一導向桿;425-第一導向座;431-第二彈簧;432-推桿;433-凸 輪;434-凸輪驅動裝置;435-第二導向桿;436-第二導向座;437-第三導向座;5-控制 柜;6-顯不屏;7-滾輪;8-滾輪;9 一軌道。
【具體實施方式】
[0061] 本發(fā)明所述的一種得出自動扶梯梯級鏈滾輪疲勞壽命的方式，通過以下梯級鏈滾 輪疲勞壽命計算模型得出自動扶梯梯級鏈滾輪的疲勞壽命：
[0062] (1)
[0063]其中，Nh取正號用于外接觸，Nh取負號用于內接觸;參閱圖2及圖3所示，外接觸為軌 道9與滾輪8為外接圓接觸，內接觸為軌道9與滾輪8為內接圓接觸。
[0064] M、C為材料常數;同類型材料的材料常數相同；
[0065] V為梯級鏈滾輪運行的線速度；
[0066] D為梯級鏈滾輪直徑；
[0067] R為接觸的軌道的半徑，直線軌道時R為無窮大，1/R = 0;
[0068] F作用于接觸面上的總壓力；
[0069] B初始接觸線長度，即梯級鏈滾輪輪寬；
[0070] μι和μ2分別為滾輪和軌道的材料的泊松比；
[0071] EjPE2分別為滾輪和軌道的材料的彈性模量。
[0072] 上述公式（1)通過如下方式推導：
[0073] 常規(guī)疲勞壽命的計算是以名義應力為基礎的，可分為無限壽命計算和有限壽命計 算。零件的疲勞壽命與零件的應力、應變水平有關，它們之間的關系可以用應力一壽命曲線 (σ-Ν曲線）和應變一壽命曲線（δ - Ν曲線)表;^。應力一壽命曲線和應變一壽命曲線，統(tǒng)稱 為S-N曲線。根據試驗可得其數學表達式：
[0074] omN=C (2)
[0075] 式中:N為應力循環(huán)數(疲勞壽命數據）
[0076] m、C為材料常數。
[0077]則疲勞壽命數據N為：
[0078] N=C/〇m (4)
[0079] 引入試驗滾輪的轉速n(r/min)則有，則疲勞壽命Nh(單位:h):
[0080]
[0081] 式中：V為滾輪運行的線速度，mm/min;
[0082] D為滾輪的直徑，mm〇
[0083]又根據接觸應力的計算:接觸應力也叫赫茲應力。它的計算是一個彈性力學問題。 對于線接觸，彈性力學給出的接觸應力計算公式為：
[0084]
(6)
[0085]其中正號用于外接觸，負號用于內接觸。
[0086]式中:F作用于接觸面上的總壓力；
[0087] B為初始接觸線長度；
[0088] P#Pp2分別為兩零件初始接觸線處的曲率半徑；
[0089] μ#Ρμ2分別為零件1和零件2材料的泊松比；
[0090] EjPE2分別為零件1和零件2材料的彈性模量。
[0091] 由于滾輪與軌道接觸，將公式(6)代入公式(5)整理得：
[0092]
[0093] m、C為材料常數;參閱圖2及圖3所示，外接觸為軌道9與滾輪8為外接圓接觸，內接 觸為軌道9與滾輪8為內接圓接觸。
[0094] v為梯級鏈滾輪運行的線速度，mm/min;
[0095] D為梯級鏈滾輪直徑，mm;
[0096] R為接觸軌道的半徑，mm，直線軌道時R為無窮大，1/R = 0;
[0097] F作用于接觸面上的總壓力，N;
[0098] B初始接觸線長度，即梯級鏈滾輪輪寬，mm;
[0099] 的和叱分別為滾輪和軌道材料的泊松比；
[0100] E4PE2分別為滾輪和軌道材料的彈性模量，MPa。
[0101] 本發(fā)明所述的一種自動扶梯梯級鏈滾輪疲勞壽命檢驗方法，包括以下步驟：
[0102] a、得出梯級鏈滾輪疲勞壽命計算函數：
[0103] al、將標準滾輪樣本分組，每組抽樣若干;將樣本分組及抽樣，用于得到性能范圍 更廣的樣本，保證試驗數據的可靠性。
[0104] a2、將抽樣出來的標準滾輪樣本安裝在梯級鏈滾輪疲勞壽命測試裝置上，對標準 滾輪樣本進行模擬滾輪在軌道上運動的試驗，試驗中會對滾輪加載載荷；
[0105] 各組標準滾輪樣本進行試驗時，試驗環(huán)境需要保持相同；每一次試驗過程中，試驗 環(huán)境要保持恒定不變;試驗環(huán)境包括溫度、濕度、紫外線強度、潤滑劑的量。具有相同的試驗 環(huán)境，可排除其它側面因素的影響，得出更準確的結果。
[0106] 不同組的標準滾輪樣本進行試驗時，標準滾輪樣本被加載的載荷大小不同；
[0107] 啟動所述梯級鏈滾輪疲勞壽命測試裝置進行試驗；
[0108] a3、試驗后，從梯級鏈滾輪疲勞壽命測試裝置中得到標準滾輪樣本的疲勞壽命數 據及被加載的載荷數據應力〇,所述疲勞壽命數據為滾輪樣本疲勞開裂時滾輪樣本轉動的 圈數Ν，
[0109] 為了對滾輪疲勞壽命與被加載的力的關系進行進一步判斷及為滾輪設計提供依 據，從梯級鏈滾輪疲勞壽命試驗裝置中得到試驗中每一標準滾輪樣本的被加載的載荷數據 σ及疲勞壽命數據后，繪制應力與疲勞壽命關系S-N曲線。
[0110] a4、將Ν、σ代入以下的公式(2)中，通過擬合計算出材料參數C、M，
[0111] omN=C (2)
[0112] 將M、C代入公式（1)中，得出梯級鏈滾輪疲勞壽命計算函數；
[0113] b、判斷待測滾輪樣本的疲勞壽命滿足實際使用要求：
[0114] bl、利用梯級鏈滾輪疲勞壽命計算函數計算待測滾輪樣本的理論疲勞壽命Nhi;
[0115] b2、將待測滾輪樣本安裝在梯級鏈滾輪疲勞壽命測試裝置上；啟動所述梯級鏈滾 輪疲勞壽命測試裝置進行試驗;從試驗中得出待測滾輪樣本疲勞開裂時轉動的圈數啦，
[0116] 代入以下公式(3)，得出待測滾輪樣本的疲勞壽命N歧，Nh實單位為h:
[0117] (3)
[0118] 其中，η為滾輪的轉速。
[0119] b3、步驟b2中試驗得出待測滾輪樣本的疲勞壽命Nh實不小于步驟bl中計算出的待 測滾輪樣本的理論疲勞壽命Nhi，則待測滾輪樣品的疲勞壽命滿足實際使用要求。
[0120] 在步驟b中需要記錄加載載荷的大小，了解待測滾輪樣本符合要求時，所受力的大 小;待測滾輪樣本不符合要求時，所受力的大小。
[0121] 本發(fā)明所述的一種自動扶梯梯級鏈滾輪疲勞壽命檢驗方法的實際應用如下:
[0122] a、得出梯級鏈滾輪疲勞壽命計算函數：
[0123] al、將150個標準滾輪樣本分為10組，每組抽樣5個；
[0124] a2、將抽樣出來的標準滾輪樣本安裝在梯級鏈滾輪疲勞壽命測試裝置上;保持每 個標準滾輪樣本的試驗環(huán)境相同且每次試驗過程的試驗環(huán)境要保持恒定不變；
[0125] 不同組的標準滾輪樣本進行試驗時，標準滾輪樣本被加載的載荷大小不同，被加 載的載荷可為 20N、25N、30N、35N、40N、45N、50N;
[0126] 啟動梯級鏈滾輪疲勞壽命測試裝置進行試驗；
[0127] a3、試驗后，從梯級鏈滾輪疲勞壽命試驗裝置中得到10組中各個標準滾輪樣本的 疲勞壽命數據N及被加載的載荷數據應力〇，即得出10組疲勞壽命數據N及被加載的載荷數 據應力σ，每組疲勞壽命數據包括5個疲勞壽命數據N及被加載的載荷數據應力〇。
[0128] 并根據每一標準滾輪樣本的被加載的疲勞壽命數據Ν及被加載的載荷數據應力σ， 繪制應力與疲勞壽命關系S-N曲線。
[0129] a4、將Ν及σ代入公式(2)中，通過擬合計算出材料參數C、M，
[0130] omN=C (2)
[0131] 將M、C代入公式(1)中，得出梯級鏈滾輪疲勞壽命計算函數；
[0132] ⑴
[0133] b、判斷待測滾輪樣本的疲勞壽命滿足實際使用要求：
[0134] bl、利用梯級鏈滾輪疲勞壽命計算函數計算待測滾輪樣本的理論疲勞壽命Nhi;
[0135] b2、將待測滾輪樣本安裝在梯級鏈滾輪疲勞壽命測試裝置上；啟動所述梯級鏈滾 輪疲勞壽命測試裝置進行試驗;從試驗中得出待測滾輪樣本疲勞開裂時轉動的圈數啦，
[0136] 代入以下公式(3)，得出待測滾輪樣本的疲勞壽命N歧，Nh實單位為h:
[0137] (3)
[0138] 其中，η為滾輪的轉速。
[0139] b3、步驟b2中試驗得出待測滾輪樣本的疲勞壽命Nh實不小于步驟bl中計算出的待 測滾輪樣本的理論疲勞壽命Nhi，則待測滾輪樣品的疲勞壽命滿足實際使用要求。
[0140] 將N及σ代入公式(2)中擬合出材料參數C、M，舉例如下：
[0141] 根據塑料的S-N曲線（圖4)，取數個值代入公式(1)并進行公式擬合：
[0142] 從圖4中，得出以下數據及圖5:
[0143]
[0144] 數據采用雙對數函數擬合后可以看出明顯具有線形關系，符合公式(1)變形形式
[0145] lgS=A+BlgN (7)
[0146] 式中:A= lgC/m，B = _l/m。
[0147] 又擬合后方程為：
[0148] S = 63.31N-0.05
[0149] 線形相關度為0.949
[0150] 兩邊取對數變換后有：
[0151] lgS = l.80147-0.051gN
[0152] 則與式(6)比較后可得：
[0153] m = 20；C=1.07E+36
[0154] 【1】將m = 2〇;C=l.〇7E+36;及下表值帶入公式（1)
[0155]
[0156] 可得：
[0157] Nh= 10261.445h
[0158] =2.811 年。
[0159] 【2】將m = 20; C= 1 · 07E+36;及下表值帶入公式（1)
[0160]
[0161] Nh=46.814h
[0162] =0.013 年。
[0163] 另外，通過上述【1】及【2】兩組數據帶入公式（1)的結果可以看出，通過采用本發(fā)明 所述的得出自動扶梯梯級鏈滾輪疲勞壽命的方式及本發(fā)明所述的自動扶梯梯級鏈滾輪疲 勞壽命檢驗方法計算疲勞壽命，只要提高加載載荷[即增加 F(N)的值]，就使最終的Nh的值 變小。所以，當設置一定大的加載載荷時，公式（1)計算出的疲勞壽命的N h較小。因此，只要F (N)足夠大且滾輪可以接受的情況下，在步驟b中，通過公式（1)計算出較小的理論疲勞壽命 Nbs，那么待測滾輪樣本進行試驗時，在同樣的載荷下，所用的時間會比不加載荷及加載較 小載荷時的時間小，基本上會在Nm的時間附近。由此可知，通過采用本發(fā)明所述的得出自 動扶梯梯級鏈滾輪疲勞壽命的方式及本發(fā)明所述的自動扶梯梯級鏈滾輪疲勞壽命檢驗方 法計算疲勞壽命，所用的時間會比實際讓滾輪在軌道上滾動進行試驗所需要的時間少很 多，方便了整個試驗及檢驗方法的進行，提高檢驗判定速度，節(jié)約時間。
[0164] 本發(fā)明可使用結構如下的梯級鏈滾輪疲勞壽命測試裝置:
[0165] 梯級鏈滾輪疲勞壽命測試裝置包括摩擦輪、用于驅動摩擦輪的主驅動裝置、滾輪 試驗單元、控制柜、用于計算摩擦輪轉動的圈數的計數器及顯示屏；
[0166] 滾輪試驗單元包括滾輪安裝座、用于給滾輪安裝座施力使安裝在滾輪安裝座上的 滾輪壓在摩擦輪上的力加載裝置、用于檢測力加載裝置給滾輪安裝座施加的力大小的的壓 力檢測器;壓力檢測器檢測到的壓力大小及計數器得到的摩擦輪轉動的圈數傳輸到控制 柜，控制柜得出滾輪轉動的圈數，顯示屏顯示壓力及滾輪轉動的圈數。力加載裝置可為恒力 加載裝置或變力加載裝置。還包括噴淋裝置、紫外線發(fā)生裝置及恒溫恒濕裝置。
[0167] 具體的結構為：
[0168] 顯示屏6設置在控制柜5上;控制柜5及主驅動裝置3安裝在底座1的兩側。控制柜5 負責控制整個測試裝置的運行，集成有控制面板、顯示面板、控制電路以及數據傳輸端口， 可連接傳感器，采集傳感器的數據。
[0169] 摩擦輪2為一圓柱體，試驗過程中，滾輪7壓在圓柱體的側壁。摩擦輪2通過一轉軸 水平安裝在控制柜5與主驅動裝置3之間并位于整個測試裝置的上部，轉軸與主驅動裝置3 傳動連接。作為優(yōu)選，壓力檢測儀為壓力傳感器。
[0170] 摩擦輪2的下方設有若干套滾輪試驗單元，如圖1所示，設有三套滾輪試驗單元。 [0171]滾輪安裝座41包括桿體及用于安裝滾輪7的安裝架，桿體設置在安裝架的底部。 [0172]當滾輪試驗單元的力加載裝置為恒力加載裝置時，具體結構如下：
[0173] 恒力加載裝置包括螺桿421、第一彈簧422及用于壓縮第一彈簧422的螺母423;螺 桿421垂直設置在底座1，螺母423安裝在螺桿421上，第一彈簧422套設在螺桿421并置于螺 母423之上;滾輪安裝座41的桿體的底部設有一敞口的第一內腔，螺桿421的上端插入筒第 一內腔中，第一彈簧422的上端貼緊滾輪安裝座41的桿體的底部;螺桿421與第一內腔松配。
[0174] 為了使?jié)L輪7的運動方向始終保持垂直并且穩(wěn)定地上下移動，恒力加載裝置還包 括第一導向桿424和第一導向座425;第一導向桿424垂直設置在底座1上;第一導向座425的 一端固定導向桿上，另一端設有第一通孔;第一導向座425的另一端通過第一通孔套設在滾 輪安裝座41的桿體，滾輪安裝座41的桿體與第一通孔松配。
[0175] 當滾輪試驗單元的力加載裝置為變力加載裝置時，具體結構如下：
[0176]變力加載裝置包括第二彈簧431、用于壓縮第二彈簧431的推桿432、用于推動推桿 432的凸輪433、凸輪驅動裝置434及第二導向座436;推桿432設于凸輪433之上，推桿432的 上端面設有一敞口向上的第二內腔;滾輪安裝座41的桿體的底部設有一引導桿，引導桿的 下端插入第二內腔，引導桿與第二內腔松配;第二彈簧431套設在引導桿;第二彈簧431的上 端與滾輪安裝座41的桿體的底部接觸，第二彈簧431的下端位于推桿432之上；
[0177] 第二導向座436固定設置，第二導向座436的一端設有第二通孔;第二導向座436通 過第二通孔套設在滾輪安裝座41的桿體，滾輪安裝座41的桿體與第二通孔松配;滾輪安裝 座41的安裝架的底部卡在第二通孔的邊緣上方。
[0178] 為了使?jié)L輪7的運動方向始終保持垂直并且穩(wěn)定地上下移動，變力加載裝置還包 括第二導向桿435、第三導向座437;第二導向桿435垂直設置在底座1上；第二導向座436的 另一端固定在導向桿上；第三導向座437的一端固定在導向桿上，另一端設有第三通孔;第 三導向座437的另一端通過第三通孔套設在推桿432上，推桿432與第三通孔松配。
[0179] 梯級鏈滾輪疲勞壽命測試裝置的應用原理：
[0180] 將滾輪7安裝在滾輪安裝座41上：當滾輪安裝座41對應的是恒力加載裝置時，將螺 母423上旋，螺母423壓縮第一彈簧422，第一彈簧422上壓滾輪安裝座41，滾輪7壓上摩擦輪 2;當滾輪安裝座41對應的是變力加載裝置時，啟動凸輪驅動裝置434，使凸輪433轉動，隨著 凸輪433的轉動，推桿432在被推的作用下上下移動，進而推桿432壓縮第二彈簧431，第二彈 簧431再上壓滾輪安裝座41，對滾輪7施加變力，滾輪7壓上摩擦輪2;啟動主控制裝置，主控 制裝置帶動摩擦輪2轉動，摩擦輪2與滾輪7配合轉動，達到模擬滾輪7在軌道上運動的目的。 此時，壓力傳感器將檢測到的壓力傳輸到控制柜5,計數器將摩擦輪的圈數傳輸到控制柜， 控制柜得出滾輪轉動的圈數，顯示屏顯示壓力及滾輪轉動的圈數。
[0181] 通過本發(fā)明所述的自動扶梯梯級鏈滾輪疲勞壽命檢驗方法即可驗證出滾輪的疲 勞壽命能夠是否滿足實際的使用需求，保證所使用的滾輪的質量，保證自動扶梯的使用安 全，而且為滾輪的設計提供依據。
[0182] 本發(fā)明利用試驗得出的數據修正梯級鏈滾輪疲勞壽命計算模型，保證了計算模型 的準確性;通過梯級鏈滾輪疲勞壽命計算函數計算得出加速試驗狀態(tài)下的疲勞壽命，建立 了梯級鏈滾輪的疲勞壽命壽命標準;本方法減少測試試驗時間，提高試驗效率，并確定了 一個有效的梯級鏈滾輪疲勞壽命的檢驗方法，為滾輪設計選型提供更準確的設計依據。
[0183] 本發(fā)明并不局限于上述實施方式，如果對本發(fā)明的各種改動或變型不脫離本發(fā)明 的精神和范圍，倘若這些改動和變型屬于本發(fā)明的權利要求和等同技術范圍之內，則本發(fā) 明也意圖包含這些改動和變動。
【主權項】
1. 一種得出自動扶梯梯級鏈滾輪疲勞壽命的方式，其特征在于，通過W下梯級鏈滾輪 疲勞壽命計算模型得出自動扶梯梯級鏈滾輪的疲勞壽命：(1) 其中，Nh取正號用于外接觸，Nh取負號用于內接觸； M、C為材料常數;同類型材料的材料常數相同； V為梯級鏈滾輪運行的線速度； D為梯級鏈滾輪直徑； R為接觸的軌道的半徑，直線軌道時R為無窮大，l/R=〇; F作用于接觸面上的總壓力； B初始接觸線長度，即梯級鏈滾輪輪寬； μι和μ2分別為滾輪和軌道的材料的泊松比； El和Ε2分別為滾輪和軌道的材料的彈性模量。2. -種自動扶梯梯級鏈滾輪疲勞壽命檢驗方法，其特征在于，包括W下步驟： a、 通過梯級鏈滾輪疲勞壽命測試裝置對若干個標準滾輪樣本進行模擬滾輪在軌道上 運動的試驗，試驗中會對滾輪加載載荷;從梯級鏈滾輪疲勞壽命測試裝置中得到標準滾輪 樣本的疲勞壽命數據及被加載的載荷數據應力0,所述疲勞壽命數據為滾輪樣本疲勞開裂 時滾輪樣本轉動的圈數N， 將N、〇代入W下的公式(2)中： 〇?N=C (2) 求出Μ、C，將Μ、C代入公式(1)中，得出梯級鏈滾輪疲勞壽命計算函數； b、 利用梯級鏈滾輪疲勞壽命計算函數計算待測滾輪樣本的理論疲勞壽命Nhs;通過梯級 鏈滾輪疲勞壽命測試裝置對待測滾輪樣本進行試驗，得出待測滾輪樣本的疲勞壽命Nh實;試 驗得出的待測滾輪樣本的疲勞壽命Nh實不小于計算得出的待測滾輪樣本的理論疲勞壽命 Nhs，則待測滾輪樣本的疲勞壽命滿足實際使用要求； 所述待測滾輪樣本與所述標準滾滾輪樣本的制作材料為同類型材料。3. 根據權利要求2所述的自動扶梯梯級鏈滾輪疲勞壽命檢驗方法，其特征在于， 步驟b中，從梯級鏈滾輪疲勞壽命測試裝置中得到待測滾輪樣本的疲勞壽命數據，所述 疲勞壽命數據為滾輪樣本疲勞開裂時滾輪樣本轉動的圈數N實，代入W下公式(3)，得出待測 滾輪樣本的疲勞壽命N^?:(3) 其中，η為滾輪的轉速。4. 根據權利要求3所述的自動扶梯梯級鏈滾輪疲勞壽命檢驗方法，其特征在于，步驟a 中，從梯級鏈滾輪疲勞壽命測試裝置中得到試驗中每一標準滾輪樣本的被加載的載荷數據 σ及疲勞壽命數據N后，繪制應力與疲勞壽命關系S-N曲線。5. 根據權利要求2所述的自動扶梯梯級鏈滾輪疲勞壽命檢驗方法，其特征在于， al、將標準滾輪樣本分組，每組抽樣若干； a2、將抽樣出來的標準滾輪樣本安裝在梯級鏈滾輪疲勞壽命測試裝置上； 各組標準滾輪樣本進行試驗時，試驗環(huán)境需要保持相同；每一次試驗過程中，試驗環(huán)境 要保持恒定不變； 不同組的標準滾輪樣本進行試驗時，標準滾輪樣本被加載的載荷大小不同； 啟動所述梯級鏈滾輪疲勞壽命測試裝置進行試驗； a3、試驗后，得到每一個標準滾輪樣本的疲勞壽命數據N及被加載的載荷數據應力曰； a4、將疲勞壽命數據N及被加載的載荷數據應力0代入公式(2)中，通過擬合計算出材料 參數C、M，得出梯級鏈滾輪疲勞壽命計算函數。6. 根據權利要求2、3、5任一權利要求所述的自動扶梯梯級鏈滾輪疲勞壽命測試方法， 其特征在于， bl、利用梯級鏈滾輪疲勞壽命計算函數計算待測滾輪樣本的理論疲勞壽命Nhs; b2、將待測滾輪樣本安裝在梯級鏈滾輪疲勞壽命測試裝置上；啟動所述梯級鏈滾輪疲 勞壽命測試裝置進行試驗;得出待測滾輪樣本的疲勞壽命N喊； b3、步驟b2中試驗得出待測滾輪樣本的疲勞壽命N喊不小于步驟bl中計算出的待測滾輪 樣本的理論疲勞壽命Nhs，則待測滾輪樣品的疲勞壽命滿足實際使用要求。7. 根據權利要求3所述的自動扶梯梯級鏈滾輪疲勞壽命檢驗方法，其特征在于， 步驟a2中，各組標準滾輪樣本進行試驗時，試驗環(huán)境中的溫度、濕度、紫外線強度、潤滑 劑的量都需要相同。8. 根據權利要求1所述的自動扶梯梯級鏈滾輪疲勞壽命檢驗方法，其特征在于， 所述梯級鏈滾輪疲勞壽命測試裝置，包括摩擦輪、用于驅動摩擦輪的主驅動裝置、滾輪 試驗單元、控制柜、用于計算摩擦輪轉動的圈數的計數器及顯示屏； 所述滾輪試驗單元包括滾輪安裝座、用于給滾輪安裝座施力使安裝在滾輪安裝座上的 滾輪壓在所述摩擦輪上的力加載裝置、用于檢測力加載裝置給所述滾輪安裝座施加的力的 大小的壓力檢測器;所述壓力檢測器檢測到的壓力大小及所述計數器得到的摩擦輪轉動的 圈數傳輸到所述控制柜，所述控制柜得出滾輪轉動的圈數，所述顯示屏顯示所述壓力及滾 輪轉動的圈數。9. 根據權利要求8所述的自動扶梯梯級鏈滾輪疲勞壽命檢驗方法，其特征在于， 所述力加載裝置為一恒力加載裝置;所述恒力加載裝置包括螺桿、第一彈黃及用于壓 縮第一彈黃的螺母； 所述螺桿垂直設置在所述梯級鏈滾輪疲勞壽命測試裝置的底座，所述螺母安裝在所述 螺桿上，所述第一彈黃套設在所述螺桿并置于所述螺母之上； 所述滾輪安裝座設有一敞口的第一內腔，所述螺桿的上端插入所述第一內腔中，所述 第一彈黃的上端貼緊所述滾輪安裝座； 所述螺桿與所述第一內松配。10. 根據權利要求8所述的自動扶梯梯級鏈滾輪疲勞壽命檢驗方法，其特征在于，所述 力加載裝置為一變力加載裝置;所述變力加載裝置包括推桿、用于推動推桿的凸輪及凸輪 驅動裝置;所述滾輪安裝座位于所述推桿的上方并可被推桿推動。
【文檔編號】G01M13/02GK105973590SQ201610012057
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年1月5日
【發(fā)明人】林東弟, 耿鵬, 藍建華, 鄒慧軍
【申請人】廣州廣日電梯工業(yè)有限公司