監(jiān)測(cè)鋼絲繩-摩擦襯墊動(dòng)態(tài)微摩擦狀態(tài)的試驗(yàn)裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種監(jiān)測(cè)鋼絲繩-摩擦襯墊動(dòng)態(tài)微摩擦狀態(tài)的試驗(yàn)裝置及方法，該試驗(yàn)裝置包括基架、加載系統(tǒng)、微滑移系統(tǒng)和狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，加載系統(tǒng)包括重塊加載系統(tǒng)、液壓加載系統(tǒng)和鋼絲繩，微滑移系統(tǒng)包括支撐系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和摩擦傳動(dòng)系統(tǒng)，狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括動(dòng)張力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、襯墊應(yīng)力測(cè)量系統(tǒng)、摩擦力測(cè)量系統(tǒng)和微滑移監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。本發(fā)明能同時(shí)對(duì)鋼絲繩施加動(dòng)態(tài)交變張力和對(duì)鋼絲繩-摩擦襯墊之間施加動(dòng)態(tài)微摩擦，能夠?qū)崟r(shí)測(cè)量摩擦襯墊兩側(cè)鋼絲繩的動(dòng)張力演化、鋼絲繩與摩擦襯墊接觸弧不同區(qū)段的微滑移幅值、鋼絲繩-摩擦襯墊接觸區(qū)附近摩擦襯墊的應(yīng)力變化以及鋼絲繩-摩擦襯墊之間的動(dòng)態(tài)摩擦力。
【專利說明】監(jiān)測(cè)鋼絲繩-摩擦襯墊動(dòng)態(tài)微摩擦狀態(tài)的試驗(yàn)裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明專利涉及一種監(jiān)測(cè)鋼絲繩-摩擦襯墊動(dòng)態(tài)微摩擦狀態(tài)的試驗(yàn)裝置及方法，能夠模擬摩擦式提升機(jī)動(dòng)載荷提升工況下彎曲卷繞于圓弧形摩擦襯墊上鋼絲繩的動(dòng)態(tài)微摩擦行為，可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)摩擦襯墊繞入和繞出端鋼絲繩的動(dòng)張力演化、接觸弧不同區(qū)段鋼絲繩與摩擦襯墊的微滑移幅值、接觸區(qū)附近摩擦襯墊的應(yīng)力變化、鋼絲繩與摩擦襯墊之間的動(dòng)態(tài)摩擦力。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著礦井開采走向深部和現(xiàn)代化大型礦井高效生產(chǎn)的要求，立井多繩摩擦式提升系統(tǒng)以其提升能力大、提升高度大、提升速度快、安全系數(shù)高和機(jī)器尺寸小等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于深井和超千米深井提升中，擔(dān)負(fù)著提升煤炭、下放材料、升降人員和設(shè)備的任務(wù)。提升終端載荷靠鋼絲繩與驅(qū)動(dòng)卷筒或繩輪上摩擦襯墊之間的摩擦來傳動(dòng)，鋼絲繩與驅(qū)動(dòng)卷筒或繩輪上摩擦襯墊之間的接觸弧對(duì)應(yīng)的圓心角叫圍包角，分為靜止角和滑動(dòng)角兩部分，驅(qū)動(dòng)卷筒或繩輪兩側(cè)鋼絲繩的張力差變化影響靜止角和滑動(dòng)角的變化，當(dāng)張力差較小時(shí)，鋼絲繩與摩擦襯墊之間只發(fā)生局部微滑移，靜止角占主要地位；當(dāng)張力差增大至一定值時(shí)，鋼絲繩與摩擦襯墊之間發(fā)生全面摩擦滑動(dòng)(打滑現(xiàn)象)。在摩擦式提升機(jī)提升過程中，提升機(jī)的力口、減速特性和時(shí)變的懸垂鋼絲繩長(zhǎng)度導(dǎo)致立井摩擦式提升系統(tǒng)的振動(dòng)特性，因而提升鋼絲繩承受動(dòng)載荷作用。提升鋼絲繩作為一振動(dòng)體，在提升機(jī)運(yùn)行時(shí)會(huì)產(chǎn)生橫向振動(dòng)、縱向振動(dòng)以及二者的耦合振動(dòng)，這種振動(dòng)有可能導(dǎo)致鋼絲繩與摩擦襯墊槽之間的非正常接觸、動(dòng)態(tài)滑移和脫離等狀態(tài)，從而影響摩擦襯墊與鋼絲繩之間的摩擦牽引能力而出現(xiàn)打滑現(xiàn)象，引發(fā)摩擦提升機(jī)的惡性事故。因此，提出一種監(jiān)測(cè)鋼絲繩-摩擦襯墊動(dòng)態(tài)微摩擦狀態(tài)的試驗(yàn)裝置及方法，探究鋼絲繩與摩擦襯墊動(dòng)態(tài)微摩擦狀態(tài)下摩擦襯墊繞入和繞出端鋼絲繩的動(dòng)張力演化、接觸弧不同區(qū)段鋼絲繩與摩擦襯墊的微滑移幅值、接觸區(qū)附近摩擦襯墊的應(yīng)力變化、鋼絲繩與摩擦襯墊之間的動(dòng)態(tài)摩擦力，對(duì)于探討鋼絲繩與摩擦襯墊之間的動(dòng)態(tài)微摩擦機(jī)理、摩擦襯墊的材料選型和磨損特性及其受動(dòng)載荷工況參數(shù)的影響規(guī)律有著重要的意義。
[0003]鋼絲繩與襯墊之間的摩擦實(shí)驗(yàn)裝置包括: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)，能實(shí)現(xiàn)鋼絲繩與襯墊之間不同相對(duì)滑速的無級(jí)變換和避免鋼絲繩從滾筒繩槽中跳繩現(xiàn)象；專利號(hào)為201010121802.X公布了一種襯墊與鋼絲繩的滑動(dòng)摩擦溫度與應(yīng)變測(cè)量方法及裝置，實(shí)現(xiàn)高低速滑動(dòng)摩擦過程中襯墊溫度與應(yīng)變的動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)測(cè)量；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)，能研究模擬礦井摩擦提升機(jī)滑動(dòng)時(shí)不同滑動(dòng)速度、加速度情況下襯墊的摩擦學(xué)性能；上述專利均為鋼絲繩與摩擦襯墊之間發(fā)生單向直線勻速和全面摩擦滑移運(yùn)動(dòng)，而不能考察彎曲繞于滾筒或滑輪的摩擦襯墊上鋼絲繩的動(dòng)態(tài)微摩擦行為研究。專利號(hào)為201220707814.5公布了一種摩擦提升機(jī)鋼絲繩防滑裝置，通過移動(dòng)制動(dòng)座使摩擦襯墊夾緊鋼絲繩，用制動(dòng)座上摩擦襯墊的相互交錯(cuò)齒形結(jié)構(gòu)實(shí)時(shí)補(bǔ)償襯墊與鋼絲繩摩擦導(dǎo)致的磨損，能夠避免提升機(jī)鋼絲繩出現(xiàn)的危險(xiǎn)滑動(dòng)，該試驗(yàn)機(jī)只研究鋼絲繩與襯墊之間的全面摩擦滑移運(yùn)動(dòng)，而不能探究動(dòng)載荷復(fù)雜工況條件下鋼絲繩與滾筒或滑輪上襯墊之間的動(dòng)態(tài)微摩擦行為。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]發(fā)明目的:為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種監(jiān)測(cè)鋼絲繩-摩擦襯墊動(dòng)態(tài)微摩擦狀態(tài)的試驗(yàn)方法及裝置，可以動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)摩擦襯墊兩側(cè)鋼絲繩的動(dòng)張力演化、鋼絲繩與摩擦襯墊之間的微滑移幅值、鋼絲繩-摩擦襯墊接觸區(qū)附近摩擦襯墊的應(yīng)力變化以及鋼絲繩-摩擦襯墊之間的動(dòng)態(tài)摩擦力。
[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]一種監(jiān)測(cè)鋼絲繩-摩擦襯墊動(dòng)態(tài)微摩擦狀態(tài)的試驗(yàn)裝置，包括基架、加載系統(tǒng)、微滑移系統(tǒng)和狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)；
[0007]所述基架包括底板、對(duì)稱設(shè)置在底板兩端的支撐立柱、設(shè)置在支撐立柱底部的底梁、設(shè)置于支撐立柱底部和底板之間的固定角鋼以及固定在支撐立柱頂部的承載梁；
[0008]所述加載系統(tǒng)包括重塊加載系統(tǒng)、液壓加載系統(tǒng)和鋼絲繩，所述重塊加載系統(tǒng)包括設(shè)置在支撐立柱上的上下可調(diào)的A滑輪支架、固定于A滑輪支架上的A滑輪以及設(shè)置在A滑輪支架下方的重塊組，所述液壓加載系統(tǒng)包括設(shè)置在支撐立柱上的上下可調(diào)的B滑輪支架、固定于B滑輪支架上的B滑輪、設(shè)置在B滑輪支架下方的液壓缸以及與液壓缸相連的泵站，所述鋼絲繩的一端繞過A滑輪后與重塊組相連，鋼絲繩的另一端繞過B滑輪后與液壓缸的活塞桿相連；
[0009]所述微滑移系統(tǒng)包括支撐系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和摩擦傳動(dòng)系統(tǒng)，支撐系統(tǒng)包括設(shè)置在底板中部的支架，支架頂部通過軸承與擺動(dòng)桿中部鉸接，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括固定于底板上的電機(jī)座、固定在電機(jī)座下部的電機(jī)、與電機(jī)輸出軸連接的偏心塊以及與偏心塊連接的連桿，連桿與擺動(dòng)桿底部鉸接，摩擦傳動(dòng)系統(tǒng)包括固定于擺動(dòng)桿頂部的襯墊夾具、固定于襯墊夾具中的摩擦襯墊以及開設(shè)在摩擦襯墊頂面的弧形凹槽，鋼絲繩搭設(shè)在弧形凹槽內(nèi)，摩擦襯墊由多塊拼接而成，每塊摩擦襯墊一側(cè)橫截面開設(shè)有方形凹槽，在襯墊夾具側(cè)面與方形凹槽相對(duì)應(yīng)的位置開設(shè)有凹形方孔；
[0010]所述狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括動(dòng)張力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、襯墊應(yīng)力測(cè)量系統(tǒng)、摩擦力測(cè)量系統(tǒng)和微滑移監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，動(dòng)張力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括安裝于摩擦襯墊兩側(cè)鋼絲繩上的旁壓式張力傳感器，襯墊應(yīng)力測(cè)量系統(tǒng)包括貼于每塊摩擦襯墊方形凹槽上的第一應(yīng)變片，摩擦力測(cè)量系統(tǒng)包括貼于擺動(dòng)桿表面的第二應(yīng)變片，微滑移監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括固定于承載梁上的高速攝像頭，高速攝像頭正對(duì)襯墊夾具的凹形方孔和摩擦襯墊的方形凹槽。
[0011]在本發(fā)明中，優(yōu)選的，所述連桿端部設(shè)置圓球頭，擺動(dòng)桿底部設(shè)有與圓球頭相適配的球窩。
[0012]一種利用上述述試驗(yàn)裝置監(jiān)測(cè)鋼絲繩-摩擦襯墊動(dòng)態(tài)微摩擦狀態(tài)的試驗(yàn)方法，該方法包括以下步驟:
[0013]a)通過計(jì)算機(jī)控制泵站的系統(tǒng)壓力，使液壓缸的活塞桿收縮直至鋼絲繩被拉直，旁壓式張力傳感器達(dá)到初始微小設(shè)定值，對(duì)旁壓式張力傳感器調(diào)零；繼續(xù)增加泵站的系統(tǒng)壓力直至重塊組被提起一定高度時(shí)停止加載，通過旁壓式張力傳感器記錄摩擦襯墊兩側(cè)的鋼絲繩的張力大?。煌ㄟ^計(jì)算機(jī)程序設(shè)定泵站的系統(tǒng)壓力峰值和谷值，啟動(dòng)計(jì)算機(jī)程序，對(duì)鋼絲繩施加動(dòng)態(tài)交變張力；
[0014]b )啟動(dòng)電機(jī)，經(jīng)偏心塊和連桿帶動(dòng)擺動(dòng)桿擺振，使鋼絲繩和摩擦襯墊之間產(chǎn)生微滑移，通過高速攝像頭記錄鋼絲繩與摩擦襯墊之間的動(dòng)態(tài)微滑移；通過旁壓式張力傳感器通過記錄摩擦襯墊兩側(cè)的鋼絲繩的動(dòng)張力變化；對(duì)第一應(yīng)變片和第二應(yīng)變片通電，分別記錄鋼絲繩與摩擦襯墊接觸區(qū)附近摩擦襯墊的應(yīng)力及鋼絲繩與摩擦襯墊之間的摩擦力大小;
[0015]c)當(dāng)達(dá)到設(shè)定的擺動(dòng)桿擺振次數(shù)后，關(guān)閉電機(jī)和泵站；
[0016]d)改變電機(jī)頻率、偏心塊偏心距離、泵站的系統(tǒng)壓力、摩擦襯墊的弧形凹槽直徑以及A滑輪支架和B滑輪支架的上下位置，研究不同微滑移頻率、微滑移幅值、動(dòng)載荷和圍包角條件下鋼絲繩與摩擦襯墊之間的動(dòng)態(tài)微摩擦行為。
[0017]有益效果:相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明能同時(shí)對(duì)鋼絲繩施加動(dòng)態(tài)交變張力和對(duì)鋼絲繩-摩擦襯墊之間施加動(dòng)態(tài)微摩擦，對(duì)模擬摩擦式提升機(jī)提升工況下鋼絲繩與摩擦襯墊動(dòng)態(tài)微摩擦行為研究提供有效的實(shí)驗(yàn)設(shè)備及有效依據(jù)；同時(shí)，能夠?qū)崟r(shí)測(cè)量摩擦襯墊兩側(cè)鋼絲繩的動(dòng)張力演化、鋼絲繩與摩擦襯墊接觸弧不同區(qū)段的微滑移幅值、鋼絲繩-摩擦襯墊接觸區(qū)附近摩擦襯墊的應(yīng)力變化以及鋼絲繩-摩擦襯墊之間的動(dòng)態(tài)摩擦力,這對(duì)定量表征動(dòng)載荷工況下鋼絲繩與摩擦襯墊之間微摩擦特性提供了有效的實(shí)驗(yàn)設(shè)備；其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)便、功能齊全、效果好，在本【技術(shù)領(lǐng)域】?jī)?nèi)具有廣泛的實(shí)用性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明專利結(jié)構(gòu)的主視圖；
[0019]圖2為圖1中的A-A向視圖；
[0020]圖3為圖2中的B-B向局部視圖；
[0021]圖4為圖1中的I處局部視圖。
[0022]圖中:1、承載梁；2、支撐立柱；3、B滑輪；4、B滑輪支架；5、活塞桿；6、缸體；7、泵站；8、底梁；9、固定角鋼；10、底板；11、球窩；12、連桿；13、偏心塊；14、電機(jī)；15、電機(jī)支座；
16、支架；17、軸承；18、重塊組；19、擺動(dòng)桿；20、A滑輪支架；21、A滑輪；22、旁壓式張力傳感器；23、攝像頭支架；24、摩擦襯墊；25、高速攝像頭；26、第一應(yīng)變片；27、銷；28、螺栓；29、襯墊夾具；30、鋼絲繩；31、第二應(yīng)變片；32、方形凹槽；33、凹形方孔。
【具體實(shí)施方式】:
[0023]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做更進(jìn)一步的解釋。
[0024]如圖1至4所示，本發(fā)明的一種監(jiān)測(cè)鋼絲繩-摩擦襯墊動(dòng)態(tài)微摩擦狀態(tài)的試驗(yàn)裝置包括基架、加載系統(tǒng)、微滑移系統(tǒng)和狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
[0025]所述基架包括底板10、對(duì)稱設(shè)置在底板10兩端的支撐立柱2、設(shè)置在支撐立柱2底部的底梁8、設(shè)置于支撐立柱2底部和底板10之間的固定角鋼9以及固定在支撐立柱2頂部的承載梁I。
[0026]所述加載系統(tǒng)包括重塊加載系統(tǒng)、液壓加載系統(tǒng)和鋼絲繩30。所述重塊加載系統(tǒng)包括設(shè)置在支撐立柱2上A滑輪支架20、固定于A滑輪支架20上的A滑輪21以及設(shè)置在A滑輪支架20下方的重塊組18，重塊組18質(zhì)量可調(diào)，用于模擬提升過程中提升容器的重量。所述液壓加載系統(tǒng)包括設(shè)置在支撐立柱2上的B滑輪支架4、固定于B滑輪支架4上的B滑輪3、設(shè)置在B滑輪支架4下方的液壓缸6以及與液壓缸6相連的泵站7。所述鋼絲繩30的一端繞過A滑輪21后與重塊組18相連，鋼絲繩30的另一端繞過B滑輪3后與液壓缸6的活塞桿5相連。其中，重塊加載系統(tǒng)的A滑輪支架20和液壓加載系統(tǒng)的B滑輪支架4可通過螺栓上下調(diào)節(jié)，泵站7的系統(tǒng)壓力可以通過計(jì)算機(jī)編程控制，能夠模擬摩擦式礦井提升過程對(duì)鋼絲繩30施加動(dòng)態(tài)交變張力。
[0027]所述微滑移系統(tǒng)包括支撐系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和摩擦傳動(dòng)系統(tǒng)。支撐系統(tǒng)包括設(shè)置在底板10中部的支架16，支架16頂部通過軸承17與擺動(dòng)桿19中部鉸接。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括固定于底板10上的電機(jī)座15、固定在電機(jī)座15下部的電機(jī)14、與電機(jī)14輸出軸連接的偏心塊13以及與偏心塊13連接的連桿12，連桿12與擺動(dòng)桿19底部鉸接，通過調(diào)整偏心塊13的偏心距離可改變擺動(dòng)桿19的擺動(dòng)角度幅值，獲得設(shè)定的摩擦襯墊24微滑移幅值。連桿12推動(dòng)擺動(dòng)桿19時(shí)對(duì)擺動(dòng)桿19下部施加的是水平直線方向的推/拉力載荷，為了夠避免擺動(dòng)桿19擺動(dòng)過程中直線運(yùn)動(dòng)的連桿12與弧線運(yùn)動(dòng)的擺動(dòng)桿19發(fā)生鎖死，所述連桿12端部設(shè)置圓球頭，擺動(dòng)桿19底部設(shè)有與圓球頭相適配的球窩11，將圓球頭置于球窩11內(nèi)實(shí)現(xiàn)連桿12與擺動(dòng)桿19底部鉸接。摩擦傳動(dòng)系統(tǒng)包括通過螺栓28固定于擺動(dòng)桿19頂部的襯墊夾具29、固定于襯墊夾具29中的摩擦襯墊24以及開設(shè)在摩擦襯墊24頂面的弧形凹槽，弧形凹槽的圓弧半徑等于擺動(dòng)桿19中部鉸接點(diǎn)到擺動(dòng)桿19底部與連桿12連接點(diǎn)距離，鋼絲繩30搭設(shè)在弧形凹槽內(nèi)。通過改變摩擦襯墊24的弧形凹槽直徑，并調(diào)節(jié)的A滑輪支架20和B滑輪支架4的上下位置，可以實(shí)現(xiàn)鋼絲繩30對(duì)摩擦襯墊24圍包角的調(diào)節(jié)。摩擦襯墊24由多塊拼接而成，每塊摩擦襯墊24 —側(cè)橫截面開設(shè)有方形凹槽32，在襯墊夾具29側(cè)面與方形凹槽32相對(duì)應(yīng)的位置開設(shè)有凹形方孔33，通過凹形方孔33和方形凹槽22可便于接觸區(qū)不同弧區(qū)段鋼絲繩30底部與摩擦襯墊24之間的相對(duì)微滑移。
[0028]所述狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括動(dòng)張力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、襯墊應(yīng)力測(cè)量系統(tǒng)、摩擦力測(cè)量系統(tǒng)和微滑移監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。動(dòng)張力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括安裝于摩擦襯墊24兩側(cè)鋼絲繩30上的旁壓式張力傳感器22。襯墊應(yīng)力測(cè)量系統(tǒng)包括貼于每塊摩擦襯墊24方形凹槽上的第一應(yīng)變片26,第一應(yīng)變片2用于動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)摩擦襯墊24的動(dòng)態(tài)蠕變，以及鋼絲繩30與摩擦襯墊24之間的接觸應(yīng)力。摩擦力測(cè)量系統(tǒng)包括貼于擺動(dòng)桿19表面的第二應(yīng)變片31，第二應(yīng)變片31用于動(dòng)態(tài)測(cè)量擺動(dòng)桿19相應(yīng)位置的應(yīng)力，間接計(jì)算出鋼絲繩30與摩擦襯墊24之間的摩擦力，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)摩擦力的實(shí)時(shí)測(cè)量。微滑移監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括通過攝像頭支架23固定于承載梁I上的高速攝像頭25，高速攝像頭25正對(duì)襯墊夾具29的凹形方孔33和摩擦襯墊24的方形凹槽32，實(shí)現(xiàn)鋼絲繩30與摩擦襯墊24之間接觸弧段的動(dòng)態(tài)微滑移監(jiān)測(cè)。
[0029]一種利用上述試驗(yàn)裝置監(jiān)測(cè)鋼絲繩-摩擦襯墊動(dòng)態(tài)微摩擦狀態(tài)的試驗(yàn)方法，該方法包括以下步驟:
[0030]a)通過計(jì)算機(jī)控制泵站7的系統(tǒng)壓力，使液壓缸6的活塞桿5收縮直至鋼絲繩30被拉直，旁壓式張力傳感器22達(dá)到初始微小設(shè)定值，對(duì)旁壓式張力傳感器22調(diào)零；繼續(xù)增加泵站7的系統(tǒng)壓力直至重塊組18被提起一定高度時(shí)停止加載，通過旁壓式張力傳感器22記錄摩擦襯墊24兩側(cè)的鋼絲繩30的張力大??；通過計(jì)算機(jī)程序設(shè)定泵站7的系統(tǒng)壓力峰值和谷值，啟動(dòng)計(jì)算機(jī)程序，對(duì)鋼絲繩30施加動(dòng)態(tài)交變張力；
[0031]b)啟動(dòng)電機(jī)14，經(jīng)偏心塊13和連桿12帶動(dòng)擺動(dòng)桿19擺振，使鋼絲繩30和摩擦襯墊24之間產(chǎn)生微滑移，通過高速攝像頭25記錄鋼絲繩30與摩擦襯墊24之間的動(dòng)態(tài)微滑移；通過旁壓式張力傳感器22通過記錄摩擦襯墊24兩側(cè)的鋼絲繩30的動(dòng)張力變化；對(duì)第一應(yīng)變片26和第二應(yīng)變片31通電，分別記錄鋼絲繩30與摩擦襯墊24接觸區(qū)附近摩擦襯墊24的應(yīng)力及鋼絲繩30與摩擦襯墊24之間的摩擦力大小；
[0032]c)當(dāng)達(dá)到設(shè)定的擺動(dòng)桿19擺振次數(shù)后，關(guān)閉電機(jī)14和泵站7 ；
[0033]d)改變電機(jī)14頻率、偏心塊13偏心距離、泵站7的系統(tǒng)壓力、摩擦襯墊24的弧形凹槽直徑以及A滑輪支架20和B滑輪支架4的上下位置，研究不同微滑移頻率、微滑移幅值、動(dòng)載荷和圍包角條件下鋼絲繩30與摩擦襯墊24之間的動(dòng)態(tài)微摩擦行為。
[0034]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(duì)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(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種監(jiān)測(cè)鋼絲繩-摩擦襯墊動(dòng)態(tài)微摩擦狀態(tài)的試驗(yàn)裝置，包括基架、加載系統(tǒng)、微滑移系統(tǒng)和狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于: 所述基架包括底板(10)、對(duì)稱設(shè)置在底板(10)兩端的支撐立柱(2)、設(shè)置在支撐立柱(2)底部的底梁(8)、設(shè)置于支撐立柱(2)底部和底板(10)之間的固定角鋼(9)以及固定在支撐立柱(2 )頂部的承載梁(1); 所述加載系統(tǒng)包括重塊加載系統(tǒng)、液壓加載系統(tǒng)和鋼絲繩(30)，所述重塊加載系統(tǒng)包括設(shè)置在支撐立柱(2 )上的上下可調(diào)的A滑輪支架(20 )、固定于A滑輪支架(20 )上的A滑輪(21)以及設(shè)置在A滑輪支架(20)下方的重塊組(18)，所述液壓加載系統(tǒng)包括設(shè)置在支撐立柱(2)上的上下可調(diào)的B滑輪支架(4)、固定于B滑輪支架(4)上的B滑輪(3)、設(shè)置在B滑輪支架(4)下方的液壓缸(6)以及與液壓缸(6)相連的泵站(7)，所述鋼絲繩(30)的一端繞過A滑輪(21)后與重塊組(18)相連，鋼絲繩(30)的另一端繞過B滑輪(3)后與液壓缸(6)的活塞桿(5)相連； 所述微滑移系統(tǒng)包括支撐系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和摩擦傳動(dòng)系統(tǒng)，支撐系統(tǒng)包括設(shè)置在底板(10)中部的支架(16)，支架(16)頂部通過軸承(17)與擺動(dòng)桿(19)中部鉸接，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括固定于底板(10)上的電機(jī)座(15)、固定在電機(jī)座(15)下部的電機(jī)(14)、與電機(jī)(14)輸出軸連接的偏心塊(13)以及與偏心塊(13)連接的連桿(12)，連桿(12)與擺動(dòng)桿(19)底部鉸接，摩擦傳動(dòng)系統(tǒng)包括固定于擺動(dòng)桿(19)頂部的襯墊夾具(29)、固定于襯墊夾具(29)中的摩擦襯墊(24)以及開設(shè)在摩擦襯墊(24)頂面的弧形凹槽，鋼絲繩(30)搭設(shè)在弧形凹槽內(nèi)，摩擦襯墊(24)由多塊拼接而成，每塊摩擦襯墊(24) —側(cè)橫截面開設(shè)有方形凹槽(32)，在襯墊夾具(29)側(cè)面與方形凹槽(32)相對(duì)應(yīng)的位置開設(shè)有凹形方孔(33)； 所述狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括動(dòng)張力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、襯墊應(yīng)力測(cè)量系統(tǒng)、摩擦力測(cè)量系統(tǒng)和微滑移監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，動(dòng)張力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括安裝于摩擦襯墊(24)兩側(cè)鋼絲繩(30)上的旁壓式張力傳感器(22)，襯墊應(yīng)力測(cè)量系統(tǒng)包括貼于每塊摩擦襯墊(24)方形凹槽上的第一應(yīng)變片(26)，摩擦力測(cè)量系統(tǒng)包括貼于擺動(dòng)桿(19)表面的第二應(yīng)變片(31 )，微滑移監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括固定于承載梁(I)上的高速攝像頭(25)，高速攝像頭(25)正對(duì)襯墊夾具(29)的凹形方孔(33)和摩擦襯墊(24)的方形凹槽(32)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種監(jiān)測(cè)鋼絲繩-摩擦襯墊動(dòng)態(tài)微摩擦狀態(tài)的試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述連桿(12)端部設(shè)置圓球頭，擺動(dòng)桿(19)底部設(shè)有與圓球頭相適配的球窩(11)。
3.一種利用權(quán)利要求1中所述試驗(yàn)裝置監(jiān)測(cè)鋼絲繩-摩擦襯墊動(dòng)態(tài)微摩擦狀態(tài)的試驗(yàn)方法，其特征在于包括以下步驟: a)通過計(jì)算機(jī)控制泵站(7)的系統(tǒng)壓力，使液壓缸(6)的活塞桿(5)收縮直至鋼絲繩(30)被拉直，旁壓式張力傳感器(22)達(dá)到初始微小設(shè)定值，對(duì)旁壓式張力傳感器(22)調(diào)零；繼續(xù)增加泵站(7)的系統(tǒng)壓力直至重塊組(18)被提起一定高度時(shí)停止加載，通過旁壓式張力傳感器(22)記錄摩擦襯墊(24)兩側(cè)的鋼絲繩(30)的張力大?。煌ㄟ^計(jì)算機(jī)程序設(shè)定泵站(7)的系統(tǒng)壓力峰值和谷值，啟動(dòng)計(jì)算機(jī)程序，對(duì)鋼絲繩(30)施加動(dòng)態(tài)交變張力； b )啟動(dòng)電機(jī)(14 )，經(jīng)偏心塊(13 )和連桿(12 )帶動(dòng)擺動(dòng)桿(19 )擺振，使鋼絲繩(30 )和摩擦襯墊(24)之間產(chǎn)生微滑移，通過高速攝像頭(25 )記錄鋼絲繩(30 )與摩擦襯墊(24)之間的動(dòng)態(tài)微滑移；通過旁壓式張力傳感器(22)通過記錄摩擦襯墊(24)兩側(cè)的鋼絲繩(30)的動(dòng)張力變化；對(duì)第一應(yīng)變片(26)和第二應(yīng)變片(31)通電，分別記錄鋼絲繩(30)與摩擦襯墊(24)接觸區(qū)附近摩擦襯墊(24)的應(yīng)力及鋼絲繩(30)與摩擦襯墊(24)之間的摩擦力大小; c)當(dāng)達(dá)到設(shè)定的擺動(dòng)桿(19)擺振次數(shù)后，關(guān)閉電機(jī)(14)和泵站(7)； d)改變電機(jī)(14)頻率、偏心塊(13)偏心距離、泵站(7)的系統(tǒng)壓力、摩擦襯墊(24)的弧形凹槽直徑以及A滑輪支架(20)和B滑輪支架(4)的上下位置，研究不同微滑移頻率、微滑移幅值、動(dòng)載 荷和圍包角條件下鋼絲繩(30)與摩擦襯墊(24)之間的動(dòng)態(tài)微摩擦行為。
【文檔編號(hào)】G01N19/00GK103954553SQ201410152097
【公開日】2014年7月30日 申請(qǐng)日期:2014年4月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月15日
【發(fā)明者】王大剛, 張德坤, 郭永波, 葛世榮 申請(qǐng)人:中國(guó)礦業(yè)大學(xué)