CN105300806A - 一种钢丝绳疲劳测试装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及钢丝绳技术领域，尤其涉及一种钢丝绳疲劳测试装置及方法。包括装置台以及设置于装置台上的第一矩形框体，第一矩形框体分别设置于装置台两端，且第一矩形框体上均设置有可转动的导向轮，还包括牵引装置，牵引装置固设于第一矩形框体上；装置台上还设置动滑轮转动装置。本发明中，通过设置牵引装置使牵引装置能够拽紧钢丝绳，动滑轮与钢丝绳之间产生动摩擦，能够真实模拟钢丝绳在一定的张紧力下与滑轮之间的摩擦，该装置结构简单，能够实现自动调节钢丝绳张紧力，由于钢丝绳没有连接重物，在使用过程中不会出现安全隐患的问题。本发明中提供的测试方法，能够真实模拟钢丝绳在一定的张紧力下与滑轮之间的摩擦，且该方法步骤简单。
Description
技术领域
本发明涉及钢丝绳技术领域，尤其涉及一种钢丝绳疲劳测试装置及方法。
背景技术
钢丝绳在实际使用中不可避免的会产生与滑轮、曳引轮等装置的相对运动，从而产生滑动摩擦。实际上滑动摩擦是钢丝绳早期断丝的重要因素。因此，在钢丝绳的实际使用中，很少是由于钢丝绳的疲劳寿命到了，导致钢丝绳的报废、更换，更多的是由于钢丝绳与滑轮、曳引轮等装置的滑动摩擦造成。目前，钢丝绳疲劳测试都是把钢丝绳绕着滑轮进行反复运动，使钢丝绳与滑轮不停的相对滚动，来测试钢丝绳的疲劳寿命。这种测试方法是钢丝绳使用状况的一个抽象模拟，和钢丝绳实际工况相差比较大，不能直观的反映钢丝绳实际的使用寿命，对钢丝绳产品的升级换代提供的数据支撑不足。
现有的钢丝绳疲劳测试装置多是通过将钢丝绳处于较高位置且其下端吊有重物进行测试，但是该种方法对钢丝绳的耐磨性和强度要求极高，否则钢丝绳断裂后会使重物坠落导致其他物品损坏，更为严重的会危及实验者的人身安全。
专利CN103105277A中公开了一种电梯钢丝绳的疲劳测试装置，其中负重箱活动安装在机架的下部，下试验轮可转动安装在负重箱内。该专利可以使多根钢丝绳同时在相同条件下测试，但是其上的负重箱在钢丝绳被磨断后很可能会将该装置的底端砸坏，出现安全事故。
发明内容
本发明的目的在于提出一种钢丝绳疲劳测试装置，能够克服现有钢丝绳疲劳测试装置结构复杂、测试过程中存在安全隐患的不足。
本发明的目的还在于提出一种钢丝绳疲劳测试方法，能够真实模拟钢丝受摩擦变化而引起的损坏，克服了现有钢丝绳疲劳测试存在安全隐患的不足。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种钢丝绳疲劳测试装置，包括装置台以及设置于装置台上的第一矩形框体，所述第一矩形框体分别设置于装置台两端，且所述第一矩形框体上均设置有可转动的导向轮，还包括牵引装置，所述牵引装置固设于第一矩形框体上；所述装置台上还设置动滑轮转动装置。
作为优选，所述装置台上沿其长度方向还设置有导轨，所述导轨上设置有滑块，所述未设置牵引装置的第一矩形框体固定安装与滑块上。
作为优选，所述第一矩形框体上还设置有可拆卸的轴承座，所述轴承座对称设置。
作为优选，所述动滑轮转动装置包括设置于装置台上的电机以及第二矩形框体，所述电机连接有转数计数器；所述电机的输出端固设有第一转动臂，所述第一转动臂远离电机的一端与第二转动臂一端铰接，所述第二转动臂的另一端与第三转动臂固定连接，所述第三转动臂一端可转动的设置于第二矩形框体上，另一端连接有定滑轮，且所述定滑轮位于未设置牵引装置的第一矩形框体的内侧。
作为优选，所述第三转动臂连接定滑轮的一端开设有矩形槽，所述矩形槽上设置有定滑轮轴，所述定滑轮轴与矩形槽两侧壁的连接处设置有轴承。
作为优选，所述牵引装置为气缸，所述气缸由电磁阀控制气缸杆行程。
本发明还提出了一种钢丝绳疲劳测试方法，使用上述所述的钢丝绳疲劳测试装置测试，其步骤包括：
S101、将钢丝绳的一端固定在一气缸杆上，且该气缸杆为伸长状态；
S102、将钢丝绳依次穿设过导向轮、动滑轮，并将钢丝绳另一端固定在气缸的缸体上；
S103、启动电机，动滑轮转动装置上下往复摆动，使动滑轮与钢丝之间产生滑动摩擦；
S104、驱动气缸在设定的行程范围内收缩、伸长以对钢丝绳施加张紧力；
S105、对钢丝绳直径、表面断丝情况等变化进行跟踪记录。
作为优选，步骤S104中气缸伸缩或伸长呈线性变化。
作为优选，步骤S104中气缸伸缩或伸长呈非线性变化。
本发明中，通过设置牵引装置，使牵引装置能够拽紧钢丝绳，然后电机启动后使动滑轮转动装置随电机转动，动滑轮转动装置在转动过程中，动滑轮与钢丝绳之间产生动摩擦，能够真实模拟钢丝绳在一定的张紧力下与滑轮之间的摩擦，该装置结构简单，能够实现自动调节钢丝绳张紧力，由于钢丝绳没有连接重物，在使用过程中不会出现重物坠落砸坏物品或者砸伤实验人员的问题。
本发明中提供的钢丝绳疲劳测试方法，能够真实模拟钢丝绳在一定的张紧力下与滑轮之间的摩擦，且该方法步骤简单，测试过程中不会出现安全问题。
附图说明
图1是本发明提供的钢丝绳疲劳测试装置的结构示意图；
图2是本发明提供的第三转动臂与定滑轮安装后的结构示意图；
图3是本发明提供的钢丝绳疲劳测试方法的流程图。
图中：
1、装置台；2、第一矩形框体；3、导向轮；4、牵引装置；5、电机；6、第二矩形框体；7、第一转动臂；8、第二转动臂；9、第三转动臂；10、定滑轮；11、矩形槽；12、定滑轮轴；13、转动轴；14、导向轮轴；15、钢丝绳；16、滑块。
具体实施方式
为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
如图1所示，本发明提供了一种钢丝绳疲劳测试装置，该钢丝绳疲劳测试装置结构简单，且较为安全。该装置包括装置台1以及设置于装置台1上的两个第一矩形框体2，第一矩形框体2分别设置于装置台1的两端，且第一矩形框体2上均设置有可转动的导向轮3，该导向轮3设置于第一矩形框体2内，且第一矩形框体2的两内侧壁上还设置有导向轮轴14，导向轮轴14穿设过导向轮3通过轴承与第一矩形框体2内侧壁相连接，该装置还包括牵引装置4，牵引装置4固设于第一矩形框体2上，具体地，该牵引装置4为气缸，该气缸通过螺栓被固定在第一矩形框体2上，使用者可更加需要替换气缸。且气缸由电磁阀控制气缸杆行程，其中气缸杆与钢丝绳一端连接，而钢丝绳的另外一端与气缸的缸体固定连接，气缸杆伸缩以实现对钢丝绳施加不同程度的张紧力；装置台1上还设置动滑轮转动装置用以将动滑轮上下往复的运动，是动滑轮与钢丝绳之间产生动摩擦。
为了能够调节钢丝绳与动滑轮的缠绕角度，本实施例中装置台1上沿其长度方向还设置有导轨(图中未示出)，导轨上设置有滑块16，未设置牵引装置4的第一矩形框体2固定安装于滑块16上，进而可以使第一矩形框体2随着滑块滑动，以实现调节钢丝绳与动滑轮之间的缠绕角度。
具体地，该动滑轮转动装置包括设置于装置台1上的电机5以及第二矩形框体6，电机5连接有转数计数器；电机的输出端固设有第一转动臂7，第一转动臂7远离电机5的一端与第二转动臂8的一端活动连接，本实施例中为铰接；第二转动臂8的另一端与第三转动臂9固定连接，可以为焊接，也可以为一体成型结构；第三转动臂9一端可转动的设置于第二矩形框体6上，另一端连接有定滑轮10，且所述定滑轮10位于未设置牵引装置4的第一矩形框体2的内侧。其中该第三转动臂9与设置在第二矩形框体6内侧壁上的转动轴13固定连接，转动轴13两端通过轴承与第二矩形框体6连接，本实施例中第三转动臂9与转动轴13焊接固定，转动轴13能够带动第三转动臂9转动，同时轴承能够防止转动轴13与第二矩形框体6之间长期摩擦而被磨损的情况发生。
如图2所示，第三转动臂9连接定滑轮10的一端开设有矩形槽11，矩形槽11上设置有定滑轮轴12，定滑轮轴12与矩形槽11两侧壁的连接处设置有轴承用以防止定滑轮轴与第三转动臂9之间磨损严重。更为具体地，矩形槽11两侧壁上还设置有可拆卸的轴承座，轴承内嵌于轴承座。根据需要可替换定滑轮、定滑轮轴。
为了能够实现对不同直径的钢丝绳的疲劳测试，第一矩形框体2上还设置有可拆卸的轴承座(图中未示出)，轴承座对称设置，根据钢丝绳直径来选择更换动滑轮、导向轮以及气缸。
本发明中，通过设置牵引装置，使牵引装置能够拽紧钢丝绳，然后电机启动后使动滑轮转动装置随电机转动，动滑轮转动装置在转动过程中，动滑轮与钢丝绳之间产生动摩擦，能够真实模拟钢丝绳在一定的张紧力下与滑轮之间的摩擦，该装置结构简单，能够实现自动控制调节钢丝绳张紧力以模拟实际工况，由于钢丝绳没有连接重物，在使用过程中不会出现重物坠落砸坏物品或者砸伤实验人员的问题。
如图3所示，使用上述钢丝绳疲劳测试装置测试钢丝绳疲劳的方法包括如下步骤：
S101、将钢丝绳的一端固定在一气缸杆上，且该气缸杆为伸长状态；该气缸杆的伸长长度不是最大伸长量，这样能够保证气缸杆在测试阶段可以根据设置伸长或者缩短；
S102、将钢丝绳15依次穿设过导向轮、动滑轮，并将钢丝绳15另一端固定在气缸的缸体上；
S103、启动电机，动滑轮转动装置上下往复摆动，使动滑轮与钢丝绳15之间产生滑动摩擦；
S104、驱动气缸在设定的行程范围内收缩、伸长以对钢丝绳15施加张紧力；
S105、定期对钢丝绳15直径、表面断丝情况等变化进行跟踪记录。
本方法中的定期是指一天一次。
上述步骤直到钢丝绳被磨损断开后方可结束，同时步骤S105在实施过程中需要将电机做停机处理，以方便实验人员对钢丝绳与动滑轮接触的部位进行直径测量以及表面断丝情况的观察。
需要说明的是电磁阀控制气缸杆的伸缩与伸长，步骤S104中气缸伸缩或伸长应呈线性变化或非线性变化，也就是说钢丝绳在气缸伸缩或伸长时所受的张紧力呈线性变化或非线性变化的，这样能够真实模拟钢丝绳在实际情况中不同张紧力下与动滑轮摩擦，即钢丝绳不停的加载和卸载，一直处于动态载荷变化的情况下与滑轮摩擦，进而产生更多的滑动摩擦。
钢丝绳的张紧力不停的变化导致钢丝绳与滑轮之间存在一定的冲击力，使钢丝绳与动滑轮之间产生相对的运动，产生滑动摩擦，此疲劳试验更贴近钢丝绳实际工况，对钢丝绳试验数据更为准确。
注意，以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施方式的限制，上述实施方式和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明的要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (9)
1.一种钢丝绳疲劳测试装置，其特征在于，包括装置台(1)以及设置于装置台(1)上的第一矩形框体(2)，所述第一矩形框体(2)分别设置于装置台(1)两端，且所述第一矩形框体(2)上均设置有可转动的导向轮(3)，还包括牵引装置(4)，所述牵引装置(4)固设于第一矩形框体(2)上；所述装置台(1)上还设置动滑轮转动装置。
2.根据权利要求1所述的钢丝绳疲劳测试装置，其特征在于，所述装置台(1)上沿其长度方向还设置有导轨，所述导轨上设置有滑块(16)，所述未设置牵引装置(4)的第一矩形框体(2)固定安装于滑块(16)上。
3.根据权利要求1所述的钢丝绳疲劳测试装置，其特征在于，所述第一矩形框体(2)上还设置有可拆卸的轴承座，所述轴承座对称设置。
4.根据权利要求1所述的钢丝绳疲劳测试装置，其特征在于，所述动滑轮转动装置包括设置于装置台(1)上的电机(5)以及第二矩形框体(6)，所述电机(5)连接有转数计数器；所述电机的输出端固设有第一转动臂(7)，所述第一转动臂(7)远离电机(5)的一端与第二转动臂(8)一端铰接，所述第二转动臂(8)的另一端与第三转动臂(9)固定连接，所述第三转动臂(9)一端可转动的设置于第二矩形框体(6)上，另一端连接有定滑轮(10)，且所述定滑轮(10)位于未设置牵引装置(4)的第一矩形框体(2)的内侧。
5.根据权利要求4所述的钢丝绳疲劳测试装置，其特征在于，所述第三转动臂(9)连接定滑轮(10)的一端开设有矩形槽(11)，所述矩形槽(11)上设置有定滑轮轴(12)，所述定滑轮轴(12)与矩形槽(11)两侧壁的连接处设置有轴承。
6.根据权利要求1-5任一所述的钢丝绳疲劳测试装置，其特征在于，所述牵引装置(4)为气缸，所述气缸由电磁阀控制气缸杆行程。
7.一种钢丝绳疲劳测试方法，其特征在于，使用如权利要求1-5任一所述的钢丝绳疲劳测试装置测试，其步骤包括：
S101、将钢丝绳的一端固定在一气缸杆上，且该气缸杆为伸长状态；
S102、将钢丝绳依次穿设过导向轮、动滑轮，并将钢丝绳另一端固定在气缸的缸体上；
S103、启动电机，动滑轮转动装置上下往复摆动，使动滑轮与钢丝绳之间产生滑动摩擦；
S104、驱动气缸在设定的行程范围内收缩、伸长以对钢丝绳施加张紧力；
S105、对钢丝绳直径、表面断丝情况等变化进行跟踪记录。
8.根据权利要求7所述的钢丝绳疲劳测试装置，其特征在于，步骤S104中气缸伸缩或伸长呈线性变化。
9.根据权利要求7所述的钢丝绳疲劳测试装置，其特征在于，步骤S104中气缸伸缩或伸长呈非线性变化。
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