CN108584618A - 复合钢带当量摩擦系数的测试装置及测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及复合钢带当量摩擦系数的测试装置及测试方法，装置包括加载组件、拉力测试装置、及可转动设置的曳引轮和驱动轮。加载组件上设有可转动设置的导向轮，曳引轮、驱动轮的中心位置固定。复合钢带一端固定，另一端依次从导向轮的下侧向上绕设，再从曳引轮的上侧绕设后与驱动轮连接，复合钢带包括位于导向轮和曳引轮之间的第一区段，以及位于曳引轮和驱动轮之间的第二区段。加载组件为复合钢带提供负载，驱动轮转动将复合钢带收放，带动加载组件升降。拉力测试装置对第一区段复合钢带上的拉力和第二区段复合钢带上的拉力进行测量，根据第一区段、第二区段上的拉力，以及复合钢带绕设在曳引轮上的包角，得出复合钢带在曳引轮上的当量摩擦系数。
Description
技术领域
本发明涉及电梯用曳引驱动复合钢带当量摩擦系数的测试装置，更具体地说，涉及一种复合钢带当量摩擦系数的测试装置及测试方法。
背景技术
采用聚氨酯复合钢带(TPU覆层钢带)作为曳引媒介的电梯正在逐步获得市场的认可，其被誉为21世纪电梯行业一项突破性的技术和革命。
钢带电梯不仅仅降低了原材料的使用量，而且带来了更加舒适的乘梯环境、节约了建筑空间、降低了能源消耗、提高了使用寿命而且降低了安装和维护的难度。所以采用了复合钢带作为曳引媒介的电梯是一部更加安全、更加环保、更加经济、更加舒适的电梯。
传统的曳引电梯曳引能力和钢丝绳当量摩擦系数是通过技术标准提供的标准公式计算获得的。
但对于新型曳引技术和材料，如TPU复合钢带等曳引驱动装置，由于复合钢带的扁平结构与传统钢丝绳与铸铁(钢)曳引轮轮槽配合的方式存在差异，造成无法依据GB7588-2003《电梯制造与安装安全规范》要求对复合钢带曳引摩擦的当量摩擦系数计算和校核。
另外，鉴于目前的已有专利主要解决的是复合钢带在单一工况下进行的摩擦系数测试，无法全面真实的描述复合钢带完整的寿命周期里面摩擦系数的变化情况，这使得对复合钢带产品的检验、测试和安全评估等工作无规范和标准可循，制约了新曳引材料在电梯产品的推广和使用。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，提供一种复合钢带当量摩擦系数的测试装置及测试方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种复合钢带当量摩擦系数的测试装置，包括加载组件、拉力测试装置、以及可转动设置的曳引轮和驱动轮；
所述加载组件上设有可转动设置的导向轮，所述曳引轮、驱动轮的中心位置固定，
所述复合钢带一端固定，另一端依次从所述导向轮的下侧向上绕设，再从所述曳引轮的上侧绕设后与所述驱动轮连接，所述复合钢带包括位于所述导向轮和所述曳引轮之间的第一区段，以及位于所述曳引轮和所述驱动轮之间的第二区段；
所述加载组件为所述复合钢带提供负载，所述驱动轮转动将所述复合钢带收放，带动所述加载组件升降；
所述拉力测试装置分别对所述第一区段复合钢带上的拉力和所述第二区段复合钢带上的拉力进行测量，以根据所述第一区段、第二区段上的拉力，以及所述复合钢带绕设在所述曳引轮上的包角，得出所述复合钢带在所述曳引轮上的当量摩擦系数。
优选地，所述拉力测试装置包括第一拉力传感器和第二拉力传感器；
所述第一拉力传感器设置在所述第一区段上以测量所述第一区段复合钢带上的拉力，所述第二拉力传感器设置在所述第二区段上以测量所述第二区段复合钢带上的拉力。
优选地，所述测试装置还包括高度位置可调的调节轮，所述复合钢带位于所述曳引轮和所述驱动轮之间的部分绕设到所述调节轮，所述调节轮上下移动调节所述复合钢带包覆到所述曳引轮上的包角。
优选地，所述测试装置还包括对所述曳引轮及所述复合钢带绕设在所述曳引轮上的区段加热的温控装置。
优选地，所述温控装置包括温控箱，所述温控箱罩设在所述曳引轮和所述复合钢带绕设在所述曳引轮上的区段上，以保证复合钢带和曳引轮在工作时保持在不同温度范围内。
优选地，所述温控箱包括带有热电偶的可调式温控箱，所述温控箱的位置可调。
优选地，所述测试装置还包括用于向所述复合钢带绕设在所述曳引轮上的区段上喷洒污染介质的喷洒装置。
优选地，所述污染介质包括水介质、机械油介质、粉尘介质中的至少一种。
优选地，所述喷洒装置位置可调地设置。
优选地，所述加载组件还包括用于盛放砝码的吊笼。
一种利用所述的测试装置测量复合钢带当量摩擦系数的测试方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将所述复合钢带一端固定，另一端依次从所述导向轮的下侧向上绕设，再从所述曳引轮的上侧绕设后与所述驱动轮连接；
S2、所述驱动轮转动使得所述曳引轮均匀地转动；
S3、当所述复合钢带在所述曳引轮发生打滑时，分别从所述拉力测试装置获取打滑时所述第一区段、第二区段上的拉力；
由公式：得出当量摩擦系数：
其中，T1、T2——所述复合钢带第一区段和第二区段上的两个拉力，且假设T1＞T2；
e——自然对数底，e＝2.718282；
f——当量摩擦系数；
α——所述复合钢带在曳引轮上的包角。
优选地，在上述步骤S3中，当所述复合钢带在所述曳引轮发生多次打滑时，分别从所述拉力测试装置获取打滑时所述第一区段、第二区段上的拉力。
优选地，分别从所述拉力测试装置获取多次打滑时所述第一区段、第二区段上的拉力最大值，得到相应的静摩擦当量摩擦系数。
优选地，分别从所述拉力测试装置获取多次打滑时所述第一区段、第二区段上的拉力平均值，得到相应的动摩擦当量摩擦系数。
优选地，采集到的拉力曲线发生明显突变或听到所述复合钢带打滑的声音的时刻，即可判定刚带打滑。
实施本发明的复合钢带当量摩擦系数的测试装置及测试方法，具有以下有益效果：拉力测试装置分别对第一区段复合钢带上的拉力和第二区段复合钢带上的拉力进行测量，以根据第一区段、第二区段上的拉力，以及复合钢带绕设在曳引轮上的包角，可根据相应的公式得出复合钢带在曳引轮上的当量摩擦系数。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明实施例中的复合钢带当量摩擦系数的测试装置测试时的结构示意图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。
如图1所示，本发明一个优选实施例中的复合钢带5当量摩擦系数的测试装置包括加载组件1、拉力测试装置2、以及可转动设置的曳引轮3和驱动轮4；加载组件1上设有可转动设置的导向轮11，曳引轮3、驱动轮4的中心位置固定。
在进行测量时，复合钢带5一端固定，另一端依次从导向轮11的下侧向上绕设，再从曳引轮3的上侧绕设后与驱动轮4连接。复合钢带5包括位于导向轮11和曳引轮3之间的第一区段51，以及位于曳引轮3和驱动轮4之间的第二区段52。
在本实施例中，将在疲劳试验机上面进行过930万次弯折疲劳试验后的复合钢带5样品，安装于该套测试装置上，安装时保证复合钢带5绕设到曳引轮3上的试验段正好是弯折疲劳试验的区间段。在其他实施例中，也可将其他未做过疲劳试验的复合钢带5安装于本套测试装置进行测量。
加载组件1为复合钢带5提供负载，让复合钢带5绷紧产生拉力。驱动轮4转动将复合钢带5收放，带动加载组件1升降。在测试时，驱动轮4转动让复合钢带5处于拉紧状态，驱动轮4转动的速度可设定和可调整，以调节复合钢带5的移动速度，曳引轮3尽量缓慢而均匀地转动，保证加速度对测量的影响降低至最小。
拉力测试装置2分别对第一区段51复合钢带5上的拉力和第二区段52复合钢带5上的拉力进行测量，以根据第一区段51、第二区段52上的拉力，以及复合钢带5绕设在曳引轮3上的包角，得出复合钢带5在曳引轮3上的当量摩擦系数。
拉力测试装置2包括第一拉力传感器21、第二拉力传感器22以及显示器，第一拉力传感器21设置在第一区段51上以测量第一区段51复合钢带5上的拉力，第二拉力传感器22设置在第二区段52上以测量第二区段52复合钢带5上的拉力，第一拉力传感器21、第二拉力传感器22测得的拉力在显示器上实时显示，形成拉力曲线，测得的数据通常为进行存储保存，以能随时调取分析。
测试装置还包括高度位置可调的调节轮6，复合钢带5位于曳引轮3和驱动轮4之间的部分绕设到调节轮6，调节轮6上下移动调节复合钢带5包覆到曳引轮3上的包角，以模拟不同包角时的工况，对应增加测试的适应范围，具体包角范围的调整可以通过对调节轮6的安装位置的调整来实现。
为了调节复合钢带5上的拉力负载，加载组件1还包括用于盛放砝码13的吊笼12，吊笼12吊设在导向轮11下，当复合钢带5需要不同的负载时，可以向吊笼12内装入对应重力的砝码13。
测试装置还包括对曳引轮3及复合钢带5绕设在曳引轮3上的区段调节温度的温控装置7，可以模拟不同工作温度的工况，以模拟复合钢带5和曳引轮3在工作时保持在不同温度范围内，测出在不同温度时的当量摩擦系数。
温控装置7包括温控箱71，温控箱71罩设在曳引轮3和复合钢带5绕设在曳引轮3上的区段上，以保证复合钢带5和曳引轮3在工作时保持在不同温度范围内。
温控箱71包括带有热电偶的可调式温控箱71，优选地，温控箱71的位置可调，比如可转动或可升降，将温控箱71罩设到曳引轮3和复合钢带5上，在不需要调节温度时，再移开，不占用空间。
进一步地，测试装置还包括用于向复合钢带5绕设在曳引轮3上的区段上喷洒污染介质的喷洒装置8，以模拟复合钢带5在受到污染介质污染时的工况，测出对应工况时的当量摩擦系数。
污染介质包括水介质、机械油介质、粉尘介质中的至少一种，喷洒装置8位置可调地设置，以能对复合钢带5上的不同位置进行喷洒。
在保持复合钢带5表面清洁的前提下，通过喷洒装置8向复合钢带5的工作面均匀喷洒水雾或者施加电梯工业里使用的液压油，也可提前向复合钢带5的工作面喷洒粉尘介质。在其他实施例中，污染介质也可采用涂抹的方式涂到复合钢带5的工作面上。
测试装置测量复合钢带5当量摩擦系数的测试方法包括以下步骤：
S1、将复合钢带5一端固定，另一端依次从导向轮11的下侧向上绕设，再从曳引轮3的上侧绕设后与驱动轮4连接；
S2、驱动轮4转动使得曳引轮3均匀地转动；
S3、当复合钢带5在曳引轮3发生打滑时，分别从拉力测试装置2获取打滑时第一区段51、第二区段52上的拉力；
由公式：得出当量摩擦系数：
其中，T1、T2——复合钢带5第一区段51和第二区段52上的两个拉力，且假设T1＞T2；
e——自然对数底，e＝2.718282；
f——当量摩擦系数；
α——复合钢带5在曳引轮3上的包角。
以上公式为复合钢带5沿曳引轮3处于临界滑移情况下的欧拉公式，由以上公式可以计算得到相应的静摩擦当量摩擦系数和动摩擦当量摩擦系数。
优选地，在上述步骤S3中，当复合钢带5在曳引轮3发生多次打滑时，才分别从拉力测试装置2获取打滑时第一区段51、第二区段52上的拉力，以保证复合钢带5处于一个打滑的平衡状态。
对应地，分别从拉力测试装置2获取多次打滑时第一区段51、第二区段52上的拉力最大值，得到相应的静摩擦当量摩擦系数；分别从拉力测试装置2获取多次打滑时第一区段51、第二区段52上的拉力平均值，得到相应的动摩擦当量摩擦系数。
在本实施例中，观察采集到的复合钢带5绕设在曳引轮3两端的部分上的实时拉力曲线变化，拉力测试装置2采集到的拉力曲线发生明显突变或听到复合钢带5打滑的声音的时刻，即可判定刚带打滑。
本测试装置可以适用于以下不同的测试工况：
1、复合钢带5自然状态下当量摩擦系数测试常温常态。
2、不同环境温度-7℃～60℃条件下复合钢带5当量摩擦系数测试。
通过调整带有热电偶的可调式温控箱71的安装位置，给复合钢带5和曳引轮3罩上温控箱71，以保证复合钢带5和曳引轮3在工作时保持在不同温度范围内。
3、930万次弯折疲劳磨损试验后的复合钢带5当量摩擦系数测试。
将在疲劳试验机上面进行过930万次弯折疲劳试验后的复合钢带5样品，安装于该套测试装置上，安装时保证试验段正好是弯折疲劳试验的区间段。
4、在水介质、机械油介质污染条件下复合钢带5当量摩擦系数测试。
保持复合钢带5表面清洁的前提下，通过喷洒装置8向复合钢带5的工作面均匀喷洒水雾或者施加电梯工业里使用的液压油。
5、在粉尘介质污染条件下复合钢带5当量摩擦系数测试。
保持复合钢带5表面清洁的前提下，在复合钢带5的工作面喷洒或抹上粉尘。
6、不同包角下130℃～180℃的复合钢带5当量摩擦系数测试。
具体包角范围的调整可以通过对调节轮6的安装位置的调整来实现。
7、本装置的测试速度可设定和可调整，以上的1至6种测试工况可以同样应用于不同的测试速度下进行的复合钢带5当量摩擦系数测试。
可以理解地，上述各技术特征可以任意组合使用而不受限制。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种复合钢带当量摩擦系数的测试装置，其特征在于，包括加载组件(1)、拉力测试装置(2)、以及可转动设置的曳引轮(3)和驱动轮(4)；
所述加载组件(1)上设有可转动设置的导向轮(11)，所述曳引轮(3)、驱动轮(4)的中心位置固定，
所述复合钢带(5)一端固定，另一端依次从所述导向轮(11)的下侧向上绕设，再从所述曳引轮(3)的上侧绕设后与所述驱动轮(4)连接，所述复合钢带(5)包括位于所述导向轮(11)和所述曳引轮(3)之间的第一区段(51)，以及位于所述曳引轮(3)和所述驱动轮(4)之间的第二区段(52)；
所述加载组件(1)为所述复合钢带(5)提供负载，所述驱动轮(4)转动将所述复合钢带(5)收放，带动所述加载组件(1)升降；
所述拉力测试装置(2)分别对所述第一区段(51)复合钢带(5)上的拉力和所述第二区段(52)复合钢带(5)上的拉力进行测量，以根据所述第一区段(51)、第二区段(52)上的拉力，以及所述复合钢带(5)绕设在所述曳引轮(3)上的包角，得出所述复合钢带(5)在所述曳引轮(3)上的当量摩擦系数。
2.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述拉力测试装置(2)包括第一拉力传感器(21)和第二拉力传感器(22)；
所述第一拉力传感器(21)设置在所述第一区段(51)上以测量所述第一区段(51)复合钢带(5)上的拉力，所述第二拉力传感器(22)设置在所述第二区段(52)上以测量所述第二区段(52)复合钢带(5)上的拉力。
3.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述测试装置还包括高度位置可调的调节轮(6)，所述复合钢带(5)位于所述曳引轮(3)和所述驱动轮(4)之间的部分绕设到所述调节轮(6)，所述调节轮(6)上下移动调节所述复合钢带(5)包覆到所述曳引轮(3)上的包角。
4.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述测试装置还包括对所述曳引轮(3)及所述复合钢带(5)绕设在所述曳引轮(3)上的区段加热的温控装置(7)；
所述温控装置(7)包括温控箱(71)，所述温控箱(71)罩设在所述曳引轮(3)和所述复合钢带(5)绕设在所述曳引轮(3)上的区段上，以保证复合钢带(5)和曳引轮(3)在工作时保持在不同温度范围内；
所述温控箱(71)包括带有热电偶的可调式温控箱(71)，所述温控箱(71)的位置可调。
5.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述测试装置还包括用于向所述复合钢带(5)绕设在所述曳引轮(3)上的区段上喷洒污染介质的喷洒装置(8)；
所述污染介质包括水介质、机械油介质、粉尘介质中的至少一种；
所述喷洒装置(8)位置可调地设置。
6.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述加载组件(1)还包括用于盛放砝码(13)的吊笼(12)。
7.一种利用权利要求1至6任一项所述的测试装置测量复合钢带当量摩擦系数的测试方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将所述复合钢带(5)一端固定，另一端依次从所述导向轮(11)的下侧向上绕设，再从所述曳引轮(3)的上侧绕设后与所述驱动轮(4)连接；
S2、所述驱动轮(4)转动使得所述曳引轮(3)均匀地转动；
S3、当所述复合钢带(5)在所述曳引轮(3)发生打滑时，分别从所述拉力测试装置(2)获取打滑时所述第一区段(51)、第二区段(52)上的拉力；
由公式：得出当量摩擦系数：
其中，T1、T2——所述复合钢带(5)第一区段(51)和第二区段(52)上的两个拉力，且假设T1＞T2；
e——自然对数底，e＝2.718282；
f——当量摩擦系数；
α——所述复合钢带(5)在曳引轮(3)上的包角。
8.根据权利要求7所述的测试方法，其特征在于，在所述步骤S3中，当所述复合钢带(5)在所述曳引轮(3)发生多次打滑时，分别从所述拉力测试装置(2)获取打滑时所述第一区段(51)、第二区段(52)上的拉力，采集到的拉力曲线发生明显突变或听到所述复合钢带(5)打滑的声音的时刻，即可判定刚带打滑。
9.根据权利要求7或8所述的测试方法，其特征在于，分别从所述拉力测试装置(2)获取多次打滑时所述第一区段(51)、第二区段(52)上的拉力最大值，得到相应的静摩擦当量摩擦系数。
10.根据权利要求7或8所述的测试方法，其特征在于，分别从所述拉力测试装置(2)获取多次打滑时所述第一区段(51)、第二区段(52)上的拉力平均值，得到相应的动摩擦当量摩擦系数。
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