CN102564939B - 矿井摩擦提升机衬垫滑动摩擦试验机 - Google Patents
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Abstract
一种矿井摩擦提升机衬垫滑动摩擦试验机，包括机架，机架的右端上部设有拉力传感器、下部设有张紧液压缸，机架的左端设有滚轮，滚轮经滚轮中心轴架设在机架上的轴承座内，滚轮中心轴通过转矩转速仪与电机相连；滚轮上缠绕有钢丝绳，钢丝绳的上端头与固定在机架右端上部的拉力传感器相连，钢丝绳的下端头与固定在机架右端上的张紧液压缸相连。能模拟矿井摩擦提升机滑动时衬垫与钢丝绳之间滑动摩擦工况，研究不同滑动速度、加速度情况下衬垫摩擦学性能；其结构简单、紧凑，方法简便，测试结果精确，安装方便。
Description
技术领域
本发明涉及一种摩擦提升机衬垫滑动摩擦试验机，尤其适用于模拟矿井摩擦提升机衬垫与钢丝绳滑动摩擦工况，以研究衬垫在不同滑动工况下摩擦学性能。
背景技术
矿井摩擦提升机依靠衬垫与钢丝绳之间的摩擦力传递动力。在正常提升工况下，衬垫与钢丝绳之间的滑速低于10mm/s；当发生高速打滑事故时，衬垫与钢丝绳在相对滑速以一定的加速度迅速增大，最高滑速可达几十米每秒。而不同滑动工况下衬垫与钢丝绳之间的摩擦学性能将直接威胁矿井摩擦提升机的提升安全可靠性。然而，实现在矿井摩擦提升机现场进行滑动摩擦试验非常困难，特别是高速滑动摩擦试验是破坏性试验，无法进行现场试验。因此，有必要研制能够模拟矿井摩擦提升机滑动工况的摩擦试验机。目前，基于平面法（通过两块衬垫夹持钢丝绳）对衬垫与钢丝绳摩擦试验机已经开展了研究，专利号为CN02212593.0公开了一种“摩擦衬垫摩擦性能模拟试验机”、专利申请号为201010567284.4公开了一种“摩擦衬垫检测机”，上述两种试验机仅能模拟低速（滑速低于10mm/s）滑动工况；专利号为CN200510134988.1公开了一种“钢丝绳与衬垫高速摩擦实验机”，该试验机能模拟0.5mm/s至6m/s的滑动工况，但该试验机滑动距离有限且无法模拟加速滑动工况。由此可见，现有衬垫与钢丝绳摩擦试验机存在如下问题：（1）已有试验机都是采用两块衬垫夹持钢丝绳，然后抽动钢丝绳来测量衬垫摩擦学性能，这与矿井摩擦提升机中滚轮上弧形衬垫与钢丝绳实际滑动摩擦工况不符；（2）已有试验机无法实现加速滑动工况；（3）已有试验机中滑动距离是有限的，特别是高速滑动时钢丝绳长度是有限的，无法实现长时间的滑动摩擦。
发明内容
技术问题：本发明的目的是克服已有技术中的不足之处，提供一种结构简单紧凑，易操作、安装方便、测量准确度高的矿井摩擦提升机衬垫滑动摩擦试验机。
技术方案：本发明的矿井摩擦提升机衬垫滑动摩擦试验机，包括机架、滚轮、钢丝绳、电机、轴承座，所述的电机上连接有变频器，所述机架的右端上部设有拉力传感器、下部设有张紧液压缸，机架的左端设有滚轮，滚轮经滚轮中心轴架设在机架上的轴承座内，滚轮中心轴通过转矩转速仪与电机相连；滚轮上缠绕有钢丝绳，钢丝绳的上端头与固定在机架右端上部的拉力传感器相连，钢丝绳的下端头与固定在机架右端上的张紧液压缸相连；所述的滚轮的中部凹槽内嵌装有衬垫；将衬垫装入滚轮凹槽内，将钢丝绳绕过滚轮，钢丝绳上端头与拉力传感器相连，钢丝绳下端头与张紧液压缸相连；通过变频器设定滚轮转动的速度和加速度大小，使张紧液压缸将钢丝绳拉紧，再设定钢丝绳与衬垫之间的比压，电机通过转矩转速仪带动滚轮按照变频器设定的速度和加速度运转，钢丝绳保持不动，从而准确模拟矿井摩擦提升机滑动工况；通过转矩转速仪获得滚轮的转速和转矩，通过拉力传感器和张紧液压缸内的油压获得钢丝绳两端的张力，通过换算得到衬垫与钢丝绳之间的摩擦力和摩擦因数变化规律，从而实现对矿井摩擦提升机滑动时衬垫摩擦学性能的准确测量。
有益效果：本发明能模拟矿井摩擦提升机滑动时衬垫与钢丝绳之间滑动摩擦工况，其结构简单、紧凑，方法简便，测试结果精确，安装方便。具有如下优点：
1）衬垫与钢丝绳之间的摩擦接触形式与实际工况一致，能真实反映衬垫与钢丝绳滑动摩擦工况下的摩擦学性能；
2）通过变频器调节不同滑动速度、加速度，从而更加真实模拟矿井摩擦提升机滑动工况；
3）通过拉力传感器、张紧液压缸和转矩转速仪实时动态监测钢丝绳张力、滚轮速度和转矩，从而真实反映矿井摩擦提升机滑动工况下的摩擦学特性。
附图说明
图1是本发明的主视结构示意图；
图2是本发明的俯视结构示意图；
图3是图1的B-B剖视结构图。
图中：1－衬垫，2－滚轮，3－钢丝绳，4－拉力传感器，5－机架，6－张紧液压缸，7－电机，8－转矩转速仪，9－轴承座，10－滚轮中心轴，11－变频器。
具体实施方式
下面结合附图中对本发明的一个实施例作进一步的描述：
如图1所示，本发明的矿井摩擦提升机衬垫滑动摩擦试验机，主要由滚轮2、钢丝绳3、拉力传感器4、机架5、张紧液压缸6、电机7、转矩转速仪8、轴承座9、滚轮中心轴10和变频器11构成。机架5的右端上部设置拉力传感器4、下部设置张紧液压缸6，机架5的左端设置滚轮2，滚轮2经滚轮中心轴10架设在机架5上的轴承座9内，滚轮中心轴10通过转矩转速仪8与电机7相连，电机7上连接有变频器11，如图2所示；滚轮2上缠绕有钢丝绳3，钢丝绳3绕过滚轮2，钢丝绳3的上端头与固定在机架5右端上部的拉力传感器4相连，钢丝绳3的下端头与固定在机架5右端上的张紧液压缸6相连。所述的滚轮2的中部凹槽内嵌装有衬垫1，如图3所示。
工作原理及工作过程：将衬垫1装入滚轮2凹槽内，将钢丝绳3绕过滚轮2，钢丝绳3上端头与拉力传感器4相连，钢丝绳3下端头与张紧液压缸6相连。通过变频器11设定滚轮2转动的速度和加速度大小，使张紧液压缸6将钢丝绳3拉紧，再设定钢丝绳3与衬垫1之间的比压。电机7通过转矩转速仪8带动滚轮2按照变频器11设定的速度和加速度运转，钢丝绳3保持不动，从而准确模拟矿井摩擦提升机滑动工况；滚轮2转速和转矩通过转矩转速仪8获得，钢丝绳3两端张力通过拉力传感器4和张紧液压缸6内的油压获得，通过换算可得到衬垫1与钢丝绳3之间的摩擦力和摩擦因数变化规律，从而实现对矿井摩擦提升机滑动时衬垫1摩擦学性能的准确测量。
Claims (1)
1. 一种矿井摩擦提升机衬垫滑动摩擦试验机，包括机架（5）、滚轮（2）、钢丝绳（3）、电机（7）、轴承座（9），所述的电机（7）上连接有变频器（11），其特征在于：所述机架（5）的右端上部设有拉力传感器（4）、下部设有张紧液压缸（6），机架（5）的左端设有滚轮（2），滚轮（2）经滚轮中心轴（10）架设在机架（5）上的轴承座（9）内，滚轮中心轴（10）通过转矩转速仪（8）与电机（7）相连；滚轮（2）上缠绕有钢丝绳（3），钢丝绳（3）的上端头与固定在机架（5）右端上部的拉力传感器（4）相连，钢丝绳（3）的下端头与固定在机架（5）右端上的张紧液压缸（6）相连；所述的滚轮（2）的中部凹槽内嵌装有衬垫（1）；将衬垫（1）装入滚轮（2）凹槽内，将钢丝绳（3）绕过滚轮（2），钢丝绳3上端头与拉力传感器（4）相连，钢丝绳（3）下端头与张紧液压缸（6）相连；通过变频器（11）设定滚轮（2）转动的速度和加速度大小，使张紧液压缸（6）将钢丝绳（3）拉紧，再设定钢丝绳（3）与衬垫（1）之间的比压，电机（7）通过转矩转速仪（8）带动滚轮（2）按照变频器（11）设定的速度和加速度运转，钢丝绳（3）保持不动，从而准确模拟矿井摩擦提升机滑动工况；通过转矩转速仪（8）获得滚轮（2）的转速和转矩，通过拉力传感器（4）和张紧液压缸（6）内的油压获得钢丝绳（3）两端的张力，通过换算得到衬垫（1）与钢丝绳（3）之间的摩擦力和摩擦因数变化规律，从而实现对矿井摩擦提升机滑动时衬垫（1）摩擦学性能的准确测量。
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