CN102323144B - 卧式钢丝绳拉伸试验机 - Google Patents

卧式钢丝绳拉伸试验机 Download PDF

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Abstract

一种钢丝绳拉伸夹具及其卧式钢丝绳拉伸试验机。该钢丝绳拉伸夹具，含有对称布置的架体，楔形滑板，摩擦块，所述的架体包括两个内表面呈夹角α布置的立板，所述的楔形滑板的倾角与上述夹具α匹配；在楔形滑板的内表面与摩擦块之间通过竖向的燕尾槽结构连接；所述的夹角13°≤α≤23°；所述的摩擦块的宽度L在190mm到340mm之间。该卧式钢丝绳拉伸试验机含有水平方向上布置的压力传感器、动力装置、含有上夹具的固定钢丝绳拉伸夹具和移动钢丝绳拉伸夹具，所述的动力装置与移动钢丝绳拉伸夹具之间通过拉杆连接，本发明结构简单，操纵方便，只需将该机固定在地面上，一个人就能完成整个试验过程的操作，能够大幅度减少检测试验的劳动量，相对于现有的试验机来说，该机试验过程节能，安全，环保，可移动、制作成本和试验成本均很低。

Description

卧式钢丝绳拉伸试验机
技术领域
    本发明涉及矿用钢丝绳检测设备的技术领域，特别是涉及一种卧式钢丝绳拉伸试验机。 
背景技术
在材料拉伸试验领域，必须可靠夹持试样，防止打滑动，才能准确求取材料的抗拉强度、屈服强度、延伸率、残余应力、弹性模量等技术参数。 
对于煤矿领域来说，钢丝绳的机械性能要求较高，现有的试验机很难应对， 现有的试验机由于其本身的设计缺陷，基本不能做破断试验，不能完成对矿用钢丝绳的完全检测。 
对于矿山领域来说，随着矿井向深层开采，所用提升钢丝绳的绳径越来越粗，强度级别越来越高，破断力值越来越大。就当前而言，绳径在34mm以上的钢丝绳，实际抗拉强度大多在1770Mpa以上，采用浇铸法在传统拉力机上难以进行破断，要么因夹持摩擦力小在试验中钢丝绳在浇铸体中抽出，要么因浇铸、冷却造成钢丝绳受到应力破坏作用导致钢丝绳在试验时达不到标准规定的要求，而断在钢丝绳的根部，试验无效，达不到试验目的。
现有的试验机很难应对，究其原因，无论是传统的立式试验机、还是卧拉机，因其原设计钳口尺寸小又不好改动，导致不能进行钢丝绳破断试验。特别针对传统立式拉力机，因行程有效空间距离有限，根本满足不了现阶段矿山提升钢丝绳破断拉伸有限长度是绳径的30倍的要求。从节能、安全、环保角度来讲，传统的浇铸法实现对矿山钢丝绳破断，熔化金属浪费大量的电能，在浇铸时不安全隐患很多；铅、锌等被熔金属对人体有害，不环保，工效不高，浇铸前被试验钢丝绳两端拆股、打散、弯折费工时，破断拉伸不仅成本高，如上所述，浇铸冷却后导致应力破坏，即是小直径钢丝绳能够破断，因其误差较大，难以保证准确度要求。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述问题，提供一种钢丝绳拉伸夹具及其卧式钢丝绳拉伸试验机。
本发明的技术方案是：一种钢丝绳拉伸夹具，含有对称布置的架体，楔形滑板，摩擦块，所述的架体包括两个内表面呈夹角α布置的立板，所述的楔形滑板的倾角与上述夹具α匹配；在楔形滑板的内表面与摩擦块之间通过竖向的燕尾槽结构连接；所述的夹角13°≤α≤23°；所述的摩擦块的宽度L在190mm到340mm之间。
所述的摩擦块的中部设有水平的V形夹持槽，该V形夹持槽的表面设有摩擦纹。
所述的V形夹持槽的两个面之间的角度为120°；所述的摩擦纹为交错的60°斜纹。
所述的楔形滑板的底部设有滚动机构。
一种卧式钢丝绳拉伸试验机，含有水平方向上布置的压力传感器、动力装置、固定钢丝绳拉伸夹具和移动钢丝绳拉伸夹具，所述的动力装置与移动钢丝绳拉伸夹具之间通过拉杆连接，所述的固定钢丝绳拉伸夹具和移动钢丝绳拉伸夹具均含有对称布置的架体，楔形滑板，摩擦块，所述的架体包括两个内表面呈夹角α布置的立板，所述的楔形滑板的倾角与上述夹具α匹配；在楔形滑板的内表面与摩擦块之间通过竖向的燕尾槽结构连接；所述的夹角13°≤α≤23°；所述的摩擦块的宽度L在190mm到340mm之间；其中移动钢丝拉伸夹具的立板上设有耳板与所述的拉杆连接；所述的动力装置一端与拉杆连接，另一端将压力传感器顶压在固定支座上；所述的固定钢丝绳拉伸夹具的立板固定连接在其底座上；所述的动力装置、压力传感器、固定钢丝绳拉伸夹具和移动钢丝绳拉伸夹具的中心线位于同一轴线上，所述的拉杆为两个对称分布在上述轴线的两侧。
所述的动力装置为千斤顶、或者液压缸、或者为气缸。
所述的摩擦块的中部设有水平的V形夹持槽，该V形夹持槽的表面设有摩擦纹；所述的所述的V形夹持槽的两个面之间的角度为120°；所述的摩擦纹为交错的60°斜纹。
所述的所述的楔形滑板的底部设有滚动机构。
所述的固定支座和所述的固定钢丝绳拉伸夹具同时固定在一个底座上，或者分别固定在各自的底座上。 
本发明的有益效果
该发明的钢丝绳拉伸夹具通过合理设计两个立板的夹角和摩擦板的宽度，能够实现对矿用钢丝绳的破断试验。
该夹角的楔形滑板的底部安装有滚动机构，能够最大程度的减少楔形滑板与底座之间摩擦力，减少对试验精度的干扰。
V形夹持槽的角度设计为120°以及表面设计上摩擦纹，能够给钢丝绳提供最大的夹持力，保证夹持的摩擦力。
该卧式钢丝绳拉伸试验机通过动力装置来拉动拉杆并驱动移动钢丝绳拉伸夹具，不再设计滑动轨道，简化了结构，并且能够避免滑动轨道直线度不好的情况下对试验精度的影响，提高了整个试验机的可靠性。
该卧式钢丝绳拉伸试验机中用来支持传感器和动力装置的固定支座和所述的固定钢丝绳拉伸夹具能够分别固定在各自的底座上，从而能够无限度的放大固定钢丝绳拉伸夹具和移动钢丝绳拉伸夹具之间的距离，能够检测任何长度的矿用钢丝绳，从而扩展了该机的检测能力。
该机结构简单，操纵方便，只需将该机固定在地面上，一个人就能完成整个试验过程的操作，能够大幅度减少检测试验的劳动量，相对于现有的试验机来说，该机试验过程节能，安全，环保，可移动、制作成本和试验成本均很低。
附图说明
图1为该钢丝绳拉伸夹具的俯视结构示意图；
图2为图1的A-A剖面结构示意图；
图3为图1中摩擦板的主视结构示意图；
图4为图3的左视结构示意图；
图5为图3的俯视结构示意图；
图6为图1中的楔形滑板的主视结构示意图；
图7为图6的俯视结构示意图；
图8为卧式钢丝绳拉伸试验机的俯视结构示意图；
图9为卧式钢丝绳拉伸试验机的主视结构示意图。 
具体实施方式
图中1.立板、2.楔形滑板、3.摩擦板、4.燕尾槽结构、5.拉杆、6.动力装置、7.顶板、8.传感器、9.支座、10.立板、11.耳板、12.楔形滑板、13.摩擦板、14.加固连接板、其中2-1.燕尾槽、2-2.滚动机构、3-1.V形夹持槽、3-2.燕尾滑条。 
实施例一：图1-图7，图中一种钢丝绳拉伸夹具，含有对称布置的架体，楔形滑板，摩擦块，所述的架体包括两个内表面呈夹角α布置的立板，所述的楔形滑板的倾角与上述夹具α匹配；在楔形滑板的内表面与摩擦块之间通过竖向的燕尾槽结构连接；所述的夹角13°≤α≤17°；所述的摩擦块的宽度L在190mm到220mm之间。上述的两个立板之间还可以增加加固连接板，从而能够保证两个立板之间的位置关系在加载后不变，防止变形。所述的摩擦块的中部设有水平的V形夹持槽，该V形夹持槽的表面设有摩擦纹。
所述的V形夹持槽的两个面之间的角度为120°；所述的摩擦纹为交错的60°斜纹。
所述的楔形滑板的底部设有滚动机构。
实施例二：图1-图7，图中一种钢丝绳拉伸夹具，含有对称布置的架体，楔形滑板，摩擦块，所述的架体包括两个内表面呈夹角α布置的立板，所述的楔形滑板的倾角与上述夹具α匹配；在楔形滑板的内表面与摩擦块之间通过竖向的燕尾槽结构连接；所述的夹角16°≤α≤20°；所述的摩擦块的宽度L在200mm到230mm之间。上述的两个立板之间还可以增加加固连接板，从而能够保证两个立板之间的位置关系在加载后不变，防止变形。
所述的摩擦块的中部设有水平的V形夹持槽，该V形夹持槽的表面设有摩擦纹。
所述的V形夹持槽的两个面之间的角度为120°；所述的摩擦纹为交错的60°斜纹。
所述的楔形滑板的底部设有滚动机构。
实施例三：图1-图7，图中一种钢丝绳拉伸夹具，含有对称布置的架体，楔形滑板，摩擦块，所述的架体包括两个内表面呈夹角α布置的立板，所述的楔形滑板的倾角与上述夹具α匹配；在楔形滑板的内表面与摩擦块之间通过竖向的燕尾槽结构连接；所述的夹角19°≤α≤23°；所述的摩擦块的宽度L在210mm到340mm之间。上述的两个立板之间还可以增加加固连接板，从而能够保证两个立板之间的位置关系在加载后不变，防止变形。
所述的摩擦块的中部设有水平的V形夹持槽，该V形夹持槽的表面设有摩擦纹。
所述的V形夹持槽的两个面之间的角度为120°；所述的摩擦纹为交错的60°斜纹。
所述的楔形滑板的底部设有滚动机构。
实施例四：图8、图9，图中一种卧式钢丝绳拉伸试验机，含有水平方向上布置的压力传感器、动力装置、固定钢丝绳拉伸夹具和移动钢丝绳拉伸夹具，所述的动力装置与移动钢丝绳拉伸夹具之间通过拉杆连接，所述的固定钢丝绳拉伸夹具和移动钢丝绳拉伸夹具均含有对称布置的架体，楔形滑板，摩擦块，所述的架体包括两个内表面呈夹角α布置的立板，所述的楔形滑板的倾角与上述夹具α匹配；在楔形滑板的内表面与摩擦块之间通过竖向的燕尾槽结构连接；所述的夹角13°≤α≤23°；所述的摩擦块的宽度L在190mm到340mm之间；其中移动钢丝拉伸夹具的立板上设有耳板与所述的拉杆连接；所述的动力装置一端与拉杆连接，另一端将压力传感器顶压在固定支座上；所述的固定钢丝绳拉伸夹具的立板固定连接在其底座上。上述每个夹角中的两个立板之间还可以增加加固连接板，从而能够保证两个立板之间的位置关系在加载后不变，防止变形。
所述的动力装置为千斤顶、或者液压缸、或者为气缸。
所述的动力装置、压力传感器、固定钢丝绳拉伸夹具和移动钢丝绳拉伸夹具的中心线位于同一轴线上，所述的拉杆为两个对称分布在上述轴线的两侧。
所述的摩擦块的中部设有水平的V形夹持槽，该V形夹持槽的表面设有摩擦纹；所述的所述的V形夹持槽的两个面之间的角度为120°；所述的摩擦纹为交错的60°斜纹。
所述的所述的楔形滑板的底部设有滚动机构。
所述的固定支座和所述的固定钢丝绳拉伸夹具同时固定在一个底座上，或者分别固定在各自的底座上。 
上述动力装置和传感器的下部均设有支撑架，从而能够保证二者的高度一拉杆的高度匹配。
该机工作过程：
首先将被检测的矿用钢丝绳的两端分别夹入固定钢丝绳拉伸夹具和移动钢丝绳拉伸夹具的摩擦板之间，使其夹持在V形夹持槽内，操纵动力装置向前伸出，通过顶板带动拉杆，最终带动移动钢丝绳拉伸夹具前移，逐步拉长固定钢丝绳拉伸夹具和移动钢丝绳拉伸夹具之间的距离，随着距离的变大，摩擦板在楔形滑块的作用下将钢丝绳端部完全夹紧，并且越来越紧；传感器由于受到动力装置的压力产生变化，输出力学数据至其显示屏上。试验人员能够通过显示屏直接读出载荷情况。
为了验证该机的实用性和可靠性，发明人专门做了对比试验，其情况如下：
第一步：Φ28钢丝绳分截6根，取其1100长三根在WE-100立式试验机上破断，破断力值分别为：453KN、451KN、453KN，其平均力值为452.3KN。
第二步：Φ28钢丝绳分截6根，取其1500长三根在本专利的卧拉机上破断，破断力值分别为：450KN、453KN、450KN，其平均力值为451.0KN。
对比上述试验数据，两类组平均值低于1%的误差值，充分证明了自制卧拉机检测数据可信、该试验机具备推广应用能力。
实施例五：图8、图9，图中一种卧式钢丝绳拉伸试验机，含有水平方向上布置的压力传感器、动力装置、固定钢丝绳拉伸夹具和移动钢丝绳拉伸夹具，所述的动力装置与移动钢丝绳拉伸夹具之间通过拉杆连接，所述的固定钢丝绳拉伸夹具和移动钢丝绳拉伸夹具均含有对称布置的架体，楔形滑板，摩擦块，所述的架体包括两个内表面呈夹角α布置的立板，所述的楔形滑板的倾角与上述夹具α匹配；在楔形滑板的内表面与摩擦块之间通过竖向的燕尾槽结构连接；所述的夹角16°≤α≤20°；所述的摩擦块的宽度L在200mm到230mm之间。其中移动钢丝拉伸夹具的立板上设有耳板与所述的拉杆连接；所述的动力装置一端与拉杆连接，另一端将压力传感器顶压在固定支座上；所述的固定钢丝绳拉伸夹具的立板固定连接在其底座上。上述每个夹角中的两个立板之间还可以增加加固连接板，从而能够保证两个立板之间的位置关系在加载后不变，防止变形。
所述的动力装置为千斤顶、或者液压缸、或者为气缸。
所述的动力装置、压力传感器、固定钢丝绳拉伸夹具和移动钢丝绳拉伸夹具的中心线位于同一轴线上，所述的拉杆为两个对称分布在上述轴线的两侧。
所述的摩擦块的中部设有水平的V形夹持槽，该V形夹持槽的表面设有摩擦纹；所述的所述的V形夹持槽的两个面之间的角度为120°；所述的摩擦纹为交错的60°斜纹。
所述的所述的楔形滑板的底部设有滚动机构。
所述的固定支座和所述的固定钢丝绳拉伸夹具同时固定在一个底座上，或者分别固定在各自的底座上。 
上述动力装置和传感器的下部均设有支撑架，从而能够保证二者的高度一拉杆的高度匹配。
其工作过程同实施例四。
实施例六：图8、图9，图中一种卧式钢丝绳拉伸试验机，含有水平方向上布置的压力传感器、动力装置、固定钢丝绳拉伸夹具和移动钢丝绳拉伸夹具，所述的动力装置与移动钢丝绳拉伸夹具之间通过拉杆连接，所述的固定钢丝绳拉伸夹具和移动钢丝绳拉伸夹具均含有对称布置的架体，楔形滑板，摩擦块，所述的架体包括两个内表面呈夹角α布置的立板，所述的楔形滑板的倾角与上述夹具α匹配；在楔形滑板的内表面与摩擦块之间通过竖向的燕尾槽结构连接；所述的夹角16°≤α≤20°；所述的摩擦块的宽度L在200mm到230mm之间。其中移动钢丝拉伸夹具的立板上设有耳板与所述的拉杆连接；所述的动力装置一端与拉杆连接，另一端将压力传感器顶压在固定支座上；所述的固定钢丝绳拉伸夹具的立板固定连接在其底座上。上述每个夹角中的两个立板之间还可以增加加固连接板，从而能够保证两个立板之间的位置关系在加载后不变，防止变形。
所述的动力装置为千斤顶、或者液压缸、或者为气缸。
所述的动力装置、压力传感器、固定钢丝绳拉伸夹具和移动钢丝绳拉伸夹具的中心线位于同一轴线上，所述的拉杆为两个对称分布在上述轴线的两侧。
所述的摩擦块的中部设有水平的V形夹持槽，该V形夹持槽的表面设有摩擦纹；所述的所述的V形夹持槽的两个面之间的角度为120°；所述的摩擦纹为交错的60°斜纹。
所述的所述的楔形滑板的底部设有滚动机构。
所述的固定支座和所述的固定钢丝绳拉伸夹具同时固定在一个底座上，或者分别固定在各自的底座上。 
上述动力装置和传感器的下部均设有支撑架，从而能够保证二者的高度一拉杆的高度匹配。
其工作过程同实施例四。

Claims (5)

1.一种卧式钢丝绳拉伸试验机，含有水平方向上布置的压力传感器、动力装置、固定钢丝绳拉伸夹具和移动钢丝绳拉伸夹具，所述的动力装置与移动钢丝绳拉伸夹具之间通过拉杆连接，其特征是：所述的固定钢丝绳拉伸夹具和移动钢丝绳拉伸夹具均含有对称布置的架体，楔形滑板，摩擦块，所述的架体包括两个内表面呈夹角α布置的立板，所述的楔形滑板的倾角与上述立板的夹角α匹配；在楔形滑板的内表面与摩擦块之间通过竖向的燕尾槽结构连接；所述的夹角13°≤α≤23°；所述的摩擦块的宽度L在190mm到340mm之间；其中移动钢丝拉伸夹具的立板上设有耳板与所述的拉杆连接；所述的动力装置一端与拉杆连接，另一端将压力传感器顶压在固定支座上；所述的固定钢丝绳拉伸夹具的立板固定连接在其底座上；所述的动力装置、压力传感器、固定钢丝绳拉伸夹具和移动钢丝绳拉伸夹具的中心线位于同一轴线上，所述的拉杆为两个，对称分布在上述轴线的两侧。
2.根据权利要求1所述的卧式钢丝绳拉伸试验机，其特征是：所述的动力装置为千斤顶、或者液压缸、或者为气缸。
3.根据权利要求1所述的卧式钢丝绳拉伸试验机，其特征是：所述的摩擦块的中部设有水平的V形夹持槽，该V形夹持槽的表面设有摩擦纹；所述的V形夹持槽的两个面之间的角度为120°；所述的摩擦纹为交错的60°斜纹。
4.根据权利要求1所述的卧式钢丝绳拉伸试验机，其特征是：所述的楔形滑板的底部设有滚动机构。
5.根据权利要求1所述的卧式钢丝绳拉伸试验机，其特征是：所述的固定支座和所述的固定钢丝绳拉伸夹具同时固定在一个底座上，或者分别固定在各自的底座上。
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