CN109520716A - 一种输送带动态力学性能测试装置 - Google Patents

一种输送带动态力学性能测试装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种输送带动态力学性能测试装置，输送带试样支撑部分、负载施加部分和电控部分；输送带试样支撑部分包括支撑底架、输送带试样前夹持部件、托辊组件和输送带试样后夹持部件；负载施加部分包括振荡负载加载机构和牵拉负载加载机构，振荡负载加载机构包括激振器，牵拉负载加载机构包括连接头和牵引拉紧组件；电控部分包括动态信号传感器，动态信号传感器包括设置在托辊组件上的加速度传感器和位移传感器。本输送带动态力学性能测试装置可通过激振器实现模拟输送带实际的受压力后应力波的传播工况，可通过牵引拉紧组件实现模拟输送带实际的牵拉受力工况，通过加速度传感器和位移传感器的反馈对输送带的动态力学性能参数进行测试。

Description

一种输送带动态力学性能测试装置
技术领域
本发明涉及一种力学性能测试装置，具体是一种测定输送带在实际工况下动态力学性能参数的输送带动态力学性能测试装置，属于带式输送机技术领域。
背景技术
带式输送机是一种摩擦驱动以连续方式运输物料的机械，主要包括机架、输送带、托辊、滚筒、张紧装置、传动装置等。输送带是牵引和承载物料的主要构件，它不仅应有足够的强度、还要有相应的承载能力。输送带通常是由塑料、橡胶、钢丝绳芯或尼龙绳芯等材料组成的复合材料，由于其在力学特性上表现为粘弹性，因此输送带材料被称为粘弹性材料。对于长距离输送机来说，输送带的粘弹性动态力学性能对输送机系统在启动、停机和装载物料时的工作能力影响特别明显，输送带受力后应力波的传播、输送机的振动与共振、张紧效应与张紧行程等均受到输送带的粘弹性动态力学性能的影响，为研究输送带材料的动态力学性能，输送带的动态弹性模量等动态性能参数的测定就十分重要。一般情况下，输送带的生产商仅提供输送带的静态力学性能参数，然而输送带的静态力学性能无法正确表征输送带的动态力学性能，特别是在如煤矿井下这样的使用工况比较恶劣的使用场所，输送带在使用过程中即使满足静态力学性能的参数，也会出现龟裂、断带等各种问题。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种输送带动态力学性能测试装置，可在模拟实际工况下对输送带的动态力学性能参数进行测试，进而可以为实际工况下输送带的动态力学性能提供理论数据支持。
本输送带动态力学性能测试装置包括输送带试样支撑部分、负载施加部分和电控部分；
所述的输送带试样支撑部分包括支撑底架、输送带试样前夹持部件、托辊组件和输送带试样后夹持部件；输送带试样前夹持部件包括上下安装连接的前上夹持板和前下夹持板，前下夹持板通过前夹持部件支撑架固定架设安装在支撑底架的前端；托辊组件设置在输送带试样前夹持部件的后方，托辊组件包括托辊和托辊架，托辊前后方向滚动设置，托辊通过托辊架架设安装在支撑底架上、且托辊距离支撑底架的高度尺寸与输送带试样前夹持部件距离支撑底架的高度尺寸配合设置；输送带试样后夹持部件包括上下安装连接的后上夹持板和后下夹持板；
所述的负载施加部分包括振荡负载加载机构和牵拉负载加载机构；振荡负载加载机构包括激振器，激振器通过激振器支撑架悬空安装在输送带试样前夹持部件与输送带试样后夹持部件之间、且激振器的振荡加载底平面距离支撑底架的高度尺寸与输送带试样前夹持部件距离支撑底架的高度尺寸配合设置；牵拉负载加载机构包括连接头和牵引拉紧组件，连接头的前端与输送带试样后夹持部件安装连接，牵引拉紧组件包括牵引螺栓、锁紧螺母和反力架，反力架底部固定安装在支撑底架的后端，反力架上设有前后方向上具有安装孔的承载板，牵引螺栓的前端通过拉力传感器与连接头的后端固定安装连接，牵引螺栓的后端穿过承载板的安装孔后与锁紧螺母安装连接；
所述的电控部分包括工业控制计算机、振荡加载控制回路、牵拉加载控制回路、动态信号传感器和数据分析输出回路；动态信号传感器包括设置在托辊组件上的加速度传感器和位移传感器；工业控制计算机分别与激振器、拉力传感器、加速度传感器和位移传感器电连接。
作为本发明的优选方案，拉力传感器是S型拉压力传感器。
作为本发明的进一步改进方案，托辊组件在支撑底架的前后方向上至少设置为两组，且托辊组件距离输送带试样前夹持部件之间的间距尺寸小于输送带试样的长度尺寸。
作为本发明的进一步改进方案，激振器的激振器支撑架底部通过前后方向设置的滑移导向机构和定位机构与支撑底架安装连接。
作为本发明的进一步改进方案，前夹持部件支撑架、托辊架、激振器支撑架、反力架上均设有高度调节机构。
作为本发明的进一步改进方案，输送带试样前夹持部件的前上夹持板和前下夹持板、及输送带试样后夹持部件的后上夹持板和后下夹持板均通过贯穿连接的多个定位夹持螺栓进行安装连接，输送带试样前后两端的对应夹持位置设有贯穿输送带试样的多个定位夹持螺栓安装孔，定位夹持螺栓通过定位夹持螺栓安装孔对输送带试样进行定位安装连接。
与现有技术相比，本输送带动态力学性能测试装置可通过激振器实现模拟输送带实际的受压力后应力波的传播工况，可通过牵引拉紧组件实现模拟输送带实际的牵拉受力工况，通过加速度传感器和位移传感器的反馈对输送带的动态力学性能参数进行测试，进而可以为实际工况下输送带的动态力学性能提供理论数据支持。
附图说明
图1是本发明的三维结构示意图。
图中：1、支撑底架，2、输送带试样前夹持部件，3、激振器，4、托辊组件，5、输送带试样后夹持部件，6、连接头，7、拉力传感器，8、牵引拉紧组件，9、输送带试样。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明。
如图1所示，本输送带动态力学性能测试装置包括输送带试样支撑部分、负载施加部分和电控部分。
所述的输送带试样支撑部分包括支撑底架1、输送带试样前夹持部件2、托辊组件4和输送带试样后夹持部件5；输送带试样前夹持部件2包括上下安装连接的前上夹持板和前下夹持板，前下夹持板通过前夹持部件支撑架固定架设安装在支撑底架1的前端；托辊组件4设置在输送带试样前夹持部件2的后方，托辊组件4包括托辊和托辊架，托辊前后方向滚动设置，托辊通过托辊架架设安装在支撑底架1上、且托辊距离支撑底架1的高度尺寸与输送带试样前夹持部件2距离支撑底架1的高度尺寸配合设置；输送带试样后夹持部件5包括上下安装连接的后上夹持板和后下夹持板。
所述的负载施加部分包括振荡负载加载机构和牵拉负载加载机构；振荡负载加载机构包括激振器3，激振器3通过激振器支撑架悬空安装在输送带试样前夹持部件2与输送带试样后夹持部件5之间、且激振器3的振荡加载底平面距离支撑底架1的高度尺寸与输送带试样前夹持部件2距离支撑底架1的高度尺寸配合设置；牵拉负载加载机构包括连接头6和牵引拉紧组件8，连接头6的前端与输送带试样后夹持部件5安装连接，牵引拉紧组件8包括牵引螺栓、锁紧螺母和反力架，反力架底部固定安装在支撑底架1的后端，反力架上设有前后方向上具有安装孔的承载板，牵引螺栓的前端通过拉力传感器7与连接头6的后端固定安装连接，牵引螺栓的后端穿过承载板的安装孔后与锁紧螺母安装连接。
所述的电控部分包括工业控制计算机、振荡加载控制回路、牵拉加载控制回路、动态信号传感器和数据分析输出回路；动态信号传感器包括设置在托辊组件4上的加速度传感器和位移传感器；工业控制计算机分别与激振器3、拉力传感器7、加速度传感器和位移传感器电连接。
本输送带动态力学性能测试装置在测试时，先将输送带试样9一端固定安装在输送带试样前夹持部件2上、另一端固定安装在输送带试样后夹持部件5上，然后将连接头6与输送带试样后夹持部件5安装连接后通过牵引螺栓和锁紧螺母安装在反力架上，此时输送带试样9即水平架设在托辊组件4上、且激振器3的振荡加载底平面贴靠在输送带试样9的上表面上，通过旋紧锁紧螺母可以实现对输送带试样9施加牵拉负载，拉力传感器7即向工业控制计算机反馈输送带试样9的牵拉负载数据，启动激振器3后工业控制计算机可以控制激振器3对输送带试样9施加振荡负载的大小，激振器3同时向工业控制计算机反馈输送带试样9的应力波数据，加速度传感器和位移传感器同时向工业控制计算机反馈输送带试样9的加速度和位移的变化数据，工业控制计算机根据数据反馈及内置的计算程序对数据进行计算并输出计算结果。本输送带动态力学性能测试装置可通过激振器3实现模拟输送带实际的受压力后应力波的传播工况，可通过牵引拉紧组件8实现模拟输送带实际的牵拉受力工况，通过加速度传感器和位移传感器的反馈对输送带的动态力学性能参数进行测试，进而可以为实际工况下输送带的动态力学性能提供理论数据支持。
所述的拉力传感器7可以采用S型拉压力传感器，也可以采用柱型拉压力传感器、或其他类型的拉压力传感器，由于前者具备高度可靠性及密封设计、即使在恶劣环境下仍能长时间连续稳定的工作，因此优选前者，即，作为本发明的优选方案，拉力传感器7是S型拉压力传感器。
为了进一步实现现场工况的模拟及测试数据的准确性，作为本发明的进一步改进方案，托辊组件4在支撑底架1的前后方向上至少设置为两组，且托辊组件4距离输送带试样前夹持部件2之间的间距尺寸小于输送带试样9的长度尺寸。
为了进一步实现现场工况的模拟及测试数据的准确性，作为本发明的进一步改进方案，激振器3的激振器支撑架底部通过前后方向设置的滑移导向机构和定位机构与支撑底架1安装连接，滑移定位导向机构可以是配合设置的导向轮和导向轨结构、也可以是配合设置的导向槽和导向轨结构，定位机构可以是配合设置的定位螺栓组和定位孔结构、也可以是配合设置的定位螺钉和定位螺孔结构。通过移动并定位激振器支撑架可以使激振器3在支撑底架1前后方向上不同位置对输送带试样9进行振荡加载，进而保证测试数据的准确性。
为了进一步实现现场工况的模拟及测试数据的准确性，作为本发明的进一步改进方案，前夹持部件支撑架、托辊架、激振器支撑架、反力架上均设有高度调节机构，高度调节机构可以是配合设置的定位销和定位孔结构、也可以是配合设置的定位螺钉和定位螺孔结构。通过分别调节前夹持部件支撑架、托辊架、激振器支撑架、反力架的不同高度尺寸可以实现模拟输送带不同的受力方向对应的不同工况，进而实现保证测试数据的准确性。
为了保证输送带试样前夹持部件2与输送带试样后夹持部件5对输送带试样9的定位夹持效果，作为本发明的进一步改进方案，输送带试样前夹持部件2的前上夹持板和前下夹持板、及输送带试样后夹持部件5的后上夹持板和后下夹持板均通过贯穿连接的多个定位夹持螺栓进行安装连接，输送带试样9前后两端的对应夹持位置设有贯穿输送带试样9的多个定位夹持螺栓安装孔，定位夹持螺栓通过定位夹持螺栓安装孔对输送带试样9进行定位安装连接。

Claims (6)

1.一种输送带动态力学性能测试装置，包括输送带试样支撑部分、负载施加部分和电控部分；其特征在于，
所述的输送带试样支撑部分包括支撑底架(1)、输送带试样前夹持部件(2)、托辊组件(4)和输送带试样后夹持部件(5)；输送带试样前夹持部件(2)包括上下安装连接的前上夹持板和前下夹持板，前下夹持板通过前夹持部件支撑架固定架设安装在支撑底架(1)的前端；托辊组件(4)设置在输送带试样前夹持部件(2)的后方，托辊组件(4)包括托辊和托辊架，托辊前后方向滚动设置，托辊通过托辊架架设安装在支撑底架(1)上、且托辊距离支撑底架(1)的高度尺寸与输送带试样前夹持部件(2)距离支撑底架(1)的高度尺寸配合设置；输送带试样后夹持部件(5)包括上下安装连接的后上夹持板和后下夹持板；
所述的负载施加部分包括振荡负载加载机构和牵拉负载加载机构；振荡负载加载机构包括激振器(3)，激振器(3)通过激振器支撑架悬空安装在输送带试样前夹持部件(2)与输送带试样后夹持部件(5)之间、且激振器(3)的振荡加载底平面距离支撑底架(1)的高度尺寸与输送带试样前夹持部件(2)距离支撑底架(1)的高度尺寸配合设置；牵拉负载加载机构包括连接头(6)和牵引拉紧组件(8)，连接头(6)的前端与输送带试样后夹持部件(5)安装连接，牵引拉紧组件(8)包括牵引螺栓、锁紧螺母和反力架，反力架底部固定安装在支撑底架(1)的后端，反力架上设有前后方向上具有安装孔的承载板，牵引螺栓的前端通过拉力传感器(7)与连接头(6)的后端固定安装连接，牵引螺栓的后端穿过承载板的安装孔后与锁紧螺母安装连接；
所述的电控部分包括工业控制计算机、振荡加载控制回路、牵拉加载控制回路、动态信号传感器和数据分析输出回路；动态信号传感器包括设置在托辊组件(4)上的加速度传感器和位移传感器；工业控制计算机分别与激振器(3)、拉力传感器(7)、加速度传感器和位移传感器电连接。
2.根据权利要求1所述的输送带动态力学性能测试装置，其特征在于，拉力传感器(7)是S型拉压力传感器。
3.根据权利要求1或2所述的输送带动态力学性能测试装置，其特征在于，托辊组件(4)在支撑底架(1)的前后方向上至少设置为两组，且托辊组件(4)距离输送带试样前夹持部件(2)之间的间距尺寸小于输送带试样(9)的长度尺寸。
4.根据权利要求1或2所述的输送带动态力学性能测试装置，其特征在于，激振器(3)的激振器支撑架底部通过前后方向设置的滑移导向机构和定位机构与支撑底架(1)安装连接。
5.根据权利要求1或2所述的输送带动态力学性能测试装置，其特征在于，前夹持部件支撑架、托辊架、激振器支撑架、反力架上均设有高度调节机构。
6.根据权利要求1或2所述的输送带动态力学性能测试装置，其特征在于，输送带试样前夹持部件(2)的前上夹持板和前下夹持板、及输送带试样后夹持部件(5)的后上夹持板和后下夹持板均通过贯穿连接的多个定位夹持螺栓进行安装连接，输送带试样(9)前后两端的对应夹持位置设有贯穿输送带试样(9)的多个定位夹持螺栓安装孔，定位夹持螺栓通过定位夹持螺栓安装孔对输送带试样(9)进行定位安装连接。
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