CN105181575A - 一种胶带间摩擦系数的测试装置与测试方法 - Google Patents

Abstract

一种胶带间摩擦系数的测试装置与测试方法，包括2个滚筒，一个为驱动滚筒，一个为换向滚筒，胶带绕转于2个滚筒上形成闭合回路，在2个滚筒间的下方胶带上布置一个张力调节托辊；在运行胶带上面叠放一段截取的固定胶带，固定胶带的一端连接一个拉力传感器，拉力传感器的另一端固定于悬臂杆上；在固定胶带下方布置一段胶带支撑装置，在固定胶带上面放置有一定重量的物体；测试方法是：通过由拉力传感器和二次仪表构成的测力装置测出运行胶带和固定胶带间的滑动摩擦力，再根据推导出的公式算出胶带与胶带间的摩擦系数。

Description

一种胶带间摩擦系数的测试装置与测试方法

技术领域

本发明涉及一种输送机械零部件技术参数的测试装置，具体说涉及一种对胶带输送机上胶带与胶带间的摩擦系数进行测试的装置，它是一种对胶带之间的摩擦系数进行测试的专用装置。

背景技术

研究胶带输送机,需要对胶带输送机的各种技术参数进行测试，以形成第一手资料，并能反过来用于胶带输送机的优化设计。我国设计胶带输送机所采用的技术数据，部分是借用外国的一些相关技术数据，与我国的实际情况是有一些差距的。所以通过一定的检测方法，对不同型号、不同结构的胶带输送机各部分的技术参数进行测试，获取实际数据，是非常有必要的。对胶带输送机的技术参数进行测试，包括对胶带与胶带间的摩擦系数μ进行测试，以得出各种不同构造、不同厚度、不同材质的胶带间的摩擦系数，从而也可知道胶带滚筒与胶带之间、托辊（外表面是橡胶层）与胶带间及胶带与胶带间的摩擦系数，给胶带输送机的设计提供准确有效的技术数据。现有的对胶带与胶带间的摩擦系数μ的检测存在一些不全和不足，需要对此加以改进。

通过国内专利文献检索发现有一些相关的文献报道，与本发明有关的主要有以下一些：

1、专利号为CN201210160905.6，名称为“一种带式输送机的模拟摩擦系数的测量方法及系统”的发明专利，该发明专利公开了一种带式输送机的模拟摩擦系数的测量方法及系统，所述方法包括：在线实时测量带式输送机的运行电功率、运行带速和流量分布情况,并通过自动编程提取方式离线获取采样高差电子表格,结合前期通过带式输送机地形分布情况获得的高度差值,结合其他带式输送机设计参数、流量分布数据数组和前倾托辊对应区流量分布数据数组,计算带式输送机的模拟摩擦系数值。该发明通过利用实时运行数据精确计算出不同的运行环境(如温度、湿度等)下的模拟摩擦系数,从而可以有效掌握带式输送机的实际最大输送能力,合理使用设备,提高设备的使用寿命。据大量数据统计表明,采用本发明后,仅带式输送机有实验依据的能力优化可节约成本10%。在线实时测量实际运行的带式输送机的运行电功率、运行带速和瞬时流量分布情况,累计形成流量分布数据数组和前倾托辊对应区流量分布数据数组,并结合前期通过带式输送机地形分布情况自动编程提取的高度差值表格,实时计算带式输送机的模拟摩擦系数值.。

2、专利号为CN201380019184.X，名称为“带式无级变速器的摩擦系数修正装置”的发明，该发明公布了一种带式无级变速器的摩擦系数修正装置，该带式无级变速器的摩擦系数修正装置具备：摩擦系数映射，其针对每个变速比存储带轮和环形带之间的摩擦系数的缺省值；摩擦系数计算单元，其计算所述带轮和所述环形带之间的摩擦系数；以及摩擦系数修正单元，其基于由所述摩擦系数计算单元计算出的摩擦系数，对储存于所述摩擦系数映射中的所述摩擦系数的缺省值进行修正，所述带式无级变速器的摩擦系数修正装置的特征在于，所述摩擦系数修正单元根据所述摩擦系数计算单元在规定的变速比下计算出的摩擦系数μ、和该规定的变速比下的存储于所述摩擦系数映射中的摩擦系数的缺省值，来计算摩擦系数修正系数k，并利用所述摩擦系数修正系数k，对各变速比下的存储于所述摩擦系数映射中的所述摩擦系数的缺省值同样地进行修正。

上述这些专利虽然涉及到了摩擦系数的测试，但与胶带间的摩擦系数的测试是很不一样的，即现有的这些检测装置都不是针对胶带间的摩擦系数进行测试或监控的，名称为“一种带式输送机的模拟摩擦系数的测量方法及系统”的发明，它测试的是带式输送机的模拟摩擦系数，与胶带间的摩擦系数的测试是有较大差别的；名称为“带式无级变速器的摩擦系数修正装”的发明，该发明是用于对带式无级变速器的摩擦系数进行修正，与胶带间的摩擦系数的测试也是相差很大的。这两种方法都无法得知实际胶带间的摩擦系数，因此有必要对现有的胶带与胶带间的摩擦系数的测试装置加以完善。

发明内容

本发明的目的在于针对现有的胶带与胶带间的摩擦系数检测方面存在的一些不足，提供一种新型的胶带间摩擦系数的测试方法及装置，该方法和装置可以有效解决测试胶带间的摩擦系数大小的问题。

因此，为了实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：一种胶带间摩擦系数的测试装置，所述的测试装置包括一个驱动滚筒和一个换向滚筒，胶带绕转于2个滚筒上形成闭合回路，在2个滚筒间的下方胶带上布置一个调节张力托辊，通过调节托辊的上下位置移动调节胶带张力大小；胶带驱动装置驱动胶带以一定的速度运行；在运行的胶带上叠放一段截取的固定胶带，固定胶带的一端连接一个拉力传感器，拉力传感器的另一端固定于悬臂杆上；当运行胶带在电机带动下运行时，固定胶带在悬臂杆和拉力传感器的拉力作用下被拉住而不随运行胶带运行；在固定胶带下方有胶带支撑装置对固定胶带进行支撑，在固定胶带上面放置有一定重量的物体，在运行胶带和固定胶带接触面间存在正压力和摩擦力。

进一步地，所述的胶带驱动装置是通过一台交流电机经由减速装置驱动滚筒转动，从而带动胶带运行。

进一步地，所述的胶带支撑装置是由若干个平托辊组成，各个平托辊之间在水平方向留有一定间隙，所有平托辊在水平方向所构成的长度L必须比固定胶带的长度l要长一点；所有平托辊安装在托辊支架上。

本发明所采取的测试方法分为以下几个步骤：

步骤1：预先称重固定胶带的重力g及其上物体的重力G；

步骤2：给电动机通电，驱动减速器、驱动滚筒和换向滚筒转动，使胶带以一定的速度运行；

步骤3：读取、记录由拉力传感器产生的应变及二次仪表显示的摩擦阻力F；

步骤4：根据由滑动摩擦力公式推导出的式（1）计算胶带间摩擦系数μ：

μ=F/（g+G）(1)

式（1）中，F——运行胶带和固定胶带之间的摩擦力，N，由拉力传感器及二次仪表求得；

g——固定胶带的自重，N；

G——固定胶带上面放置的重物的重力，N。

本发明的有益效果：本发明通过胶带驱动装置驱动胶带以一定的速度运行，一段截取的固定胶带叠放于胶带支撑装置上面的运行胶带上，在固定胶带上放置有一定重量的物体，则在运行胶带和固定胶带的接触面间就存在正压力和摩擦力，在固定胶带的一端连接一个拉力传感器，拉力传感器的另一端固定于悬臂杆上；通过由拉力传感器和二次仪表构成的测力装置测出运行胶带和固定胶带间的摩擦力，就可根据推导出的公式算出胶带与胶带间的摩擦系数。

附图说明

图1为本发明一个实施例的结构示意图；

图2为图1的俯视图；

图3为图1中C处的局部放大图；

图4为受力分析图。

具体实施方式

下面将结合附图和实施例对本发明做进一步的描述。

通过附图可以看出本发明为一种胶带间摩擦系数的测试装置，包括一个驱动滚筒和一个换向滚筒，胶带绕转于2个滚筒上形成闭合回路，在2个滚筒间的下方胶带上布置一个调节张力托辊，通过调节托辊的上下位置移动调节胶带张力大小；胶带驱动装置驱动胶带以一定的速度运行；在运行的胶带上叠放一段截取的固定胶带，固定胶带的一端连接一个拉力传感器，拉力传感器的另一端固定于悬臂杆上；当运行胶带在电机带动下运行时，固定胶带在悬臂杆和拉力传感器的拉力作用下被拉住而不随运行胶带运行；在固定胶带下方有胶带支撑装置对固定胶带进行支撑，在固定胶带上面放置有一定重量的物体，在运行胶带和固定胶带接触面间存在正压力和摩擦力。

进一步地，所述的胶带驱动装置是通过一台交流电机经由减速装置驱动滚筒转动，从而带动胶带运行。

进一步地，所述的胶带支撑装置是由若干个平托辊组成，各个平托辊之间在水平方向留有一定间隙，所有平托辊在水平方向所构成的长度L必须比固定胶带的长度l要长一点；所有平托辊安装在托辊支架上。

本发明所采取的测试方法分为以下几个步骤：

步骤1：预先称重固定胶带的重力g及其上物体的重力G；

步骤2：给电动机通电，驱动减速器、驱动滚筒和换向滚筒转动，使胶带以一定的速度运行；

步骤3：读取、记录由拉力传感器产生的应变及二次仪表显示的摩擦阻力F；

步骤4：根据由滑动摩擦力公式推导出的式（1）计算胶带间摩擦系数μ：

μ=F/（g+G）(1)

式（1）中，F——运行胶带2和固定胶带之间的摩擦力，N，由拉力传感器5及二次仪表求得；

g——固定胶带的自重，N；

G——固定胶带上面放置的重物的重力，N。

具体测试方式如下：

预先称重固定胶带3的重力g及其上物体4的重力G；电动机12通电后驱动减速器11、驱动滚筒1和换向滚筒7转动，使胶带2以一定的速度运行；在驱动滚筒1和换向滚筒7之间的下方胶带上布置一个调节张力托辊10，通过调节托辊10的上下位置移动调节胶带张力大小；在运行胶带2上叠放一段截取的固定胶带3，固定胶带3的一端连接一个拉力传感器5，拉力传感器5的另一端固定于悬臂杆6上，固定胶带3的位置在悬臂杆6和拉力传感器5的拉力作用下而被固定；在固定胶带3的下方有胶带支撑装置对固定胶带3进行支撑，胶带支撑装置由托辊8和托辊支架9组成，若干个托辊8在水平方向所构成的长度L比固定胶带的长度l要长一点,以保证对固定胶带3的准确支撑；在固定胶带3上面放置有一定重量的物体4；把固定胶带3及其上物体4作为隔离体分析，见图4，那么，在运行胶带2和固定胶带3的接触面间就存在正压力（G+g）和摩擦力F，根据滑动摩擦力计算公式：

F=μ（g+G），则

μ=F/（g+G）(1)

式（1）中，F——运行胶带2和固定胶带3之间的摩擦力，N，由拉力传感器5及二次仪表求得；

g——固定胶带3的自重，N；

G——固定胶带3上面放置的重物的重力，N。

使用推导出的公式(1)，便可计算出胶带与胶带间的摩擦系数。

本发明的有益效果：本发明通过胶带驱动装置驱动胶带以一定的速度运行，一段截取的固定胶带叠放于胶带支撑装置上面的运行胶带上，在固定胶带上放置有一定重量的物体，则在运行胶带和固定胶带的接触面间就存在正压力和摩擦力，在固定胶带的一端连接一个拉力传感器，拉力传感器的另一端固定于悬臂杆上；通过由拉力传感器和二次仪表构成的测力装置测出运行胶带和固定胶带间的摩擦力，就可根据推导出的公式算出胶带与胶带间的摩擦系数。

很显然，上述实施例只是为了说明本发明所列举的实例，任何本领域内普通的技术人员的简单更改和替换都是本发明的保护之内。

Claims (4)

1.一种胶带间摩擦系数的测试装置，其特征在于，所述的测试装置包括一个驱动滚筒（1）和一个换向滚筒（7），胶带（2）绕转于2个滚筒（1、7）上形成闭合回路，在2个滚筒（1、7）间的下方胶带上布置一个张力调节托辊（10）；在运行胶带（2）上面叠放一段截取的固定胶带（3），固定胶带（3）的一端连接一个拉力传感器（5），拉力传感器（5）的另一端固定于悬臂杆（6）上；在固定胶带（3）下方布置一段胶带支撑装置，在固定胶带（3）上面放置有一定重量的物体（4）。

2.如权利要求1所述的胶带间摩擦系数的测试装置，其特征在于，所述的胶带驱动装置是通过交流电机（12）提供驱动力，在交流电机（12）和驱动滚筒（1）之间设有减速装置（11）。

3.如权利要求1所述的胶带间摩擦系数的测试装置，其特征在于，所述的胶带支撑装置是由若干个平托辊（8）组成，各个平托辊（8）之间在水平方向留有一定间隙，所有平托辊（8）在水平方向所构成的长度L必须比固定胶带（3）的长度l要长一点；所有平托辊（8）安装在托辊支架（9）上。

4.一种胶带间摩擦系数的测试方法，其特征在于，所述的测试方法分为以下几个步骤:

步骤1：预先称重固定胶带（3）的重力g及其上物体（4）的重力G；

步骤2：给电动机（12）通电，驱动减速器（11）、驱动滚筒（1）和换向滚筒（7）转动，使胶带（2）以一定的速度运行；

步骤3：读取记录由拉力传感器产生的应变及二次仪表显示的摩擦阻力F；

步骤4：根据由滑动摩擦力公式推导出的式（1）计算胶带间摩擦系数μ：

μ=F/（g+G）(1)

式（1）中，F——运行胶带2和固定胶带3之间的摩擦力，N，由拉力传感器及二次仪表求得；

g——固定胶带3的自重，N；

G——固定胶带3上面放置的重物的重力，N。