CN212459345U - 一种用于测试单根钢丝摩擦性能的装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种用于测试单根钢丝摩擦性能的装置，包括转动套筒、固定套筒、摩擦钢丝环、衬块、夹具以及用于放置夹具的安装座，安装座通过固定套筒与支架相连，安装座内开设有用于安装夹具的夹具槽，夹具的底端一侧开设有用于放置衬块的安装槽，衬块的底部开设有弧形槽，这一改进消除了单根待测钢丝绳在摩擦实验过程中因转动而出现角度的变化的问题，使摩擦过程中待测钢丝绳的角度不变，为水平放置，降低了原来由于钢丝绳缠绕在钢环上的角度改变导致的单根钢丝绳上的摩擦分布不均匀，压力分布在不同的钢丝绳上对实验结果的影响，减小了实验与实际工况的误差，使实验结果更加接近实际情况。
Description
技术领域
本实用新型属于摩擦性能测试设备，具体涉及一种用于测试单根钢丝摩擦性能的装置。
背景技术
在全球资源和能源短缺的情况下，深入地下勘探地产资源对中国来说是个重要的战略选择。多绳摩擦提升机是最重要的设备。钢丝绳是一种空间螺旋状的层状结构，由多股绳组成。钢丝绳的摩擦性能决定了安全水平。
钢丝绳的磨损是多种因素造成的，但在使用的过程中添加润滑材料可以减小摩擦系数和磨损程度。了解钢丝绳的磨损情况需要观察到单根钢丝的磨损情况，但是现有的装置通常是对多根钢丝摩擦性能的测试，缺乏适合的固定单根钢丝的摩擦装置。现在大多数钢丝绳摩擦测试装置里涉及的单根钢丝绳是与多个钢丝绳组合一起进行测试，但是单根钢丝绳和多跟钢丝绳的放置角度是一样的，水平放置或者垂直放置。测量的对象也不是单根钢丝绳的磨损情况。现在已知的钢丝测试钢丝绳垂直安装，磨损情况测量不准，钢丝绳的更换多有不方便。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种用于测试单根钢丝摩擦性能的装置，其将待测钢丝绳和摩擦钢丝环组合使用，并在不同的润滑材料条件下实现摩擦钢丝绳在转动的情况下对单根待测钢丝绳的磨损情况进行全面了解和分析。
为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种用于测试单根钢丝摩擦性能的装置，包括转动套筒、固定套筒、摩擦钢丝环、衬块、夹具以及用于放置夹具的安装座，安装座通过固定套筒与用于固定该装置的支架相连，安装座内沿竖直方向开设有用于安装夹具的夹具槽，夹具的底端一侧开设有用于放置衬块的安装槽，衬块的底部沿其长度方向开设有用于放置待测钢丝绳的弧形槽，待测钢丝绳沿弧形槽的开设方向设置且待测钢丝绳的两端分别固定在夹具的前后两侧；
所述摩擦钢丝环位于夹具的正下方，摩擦钢丝环套设在转动套筒的其中一端且摩擦钢丝环上缠绕有摩擦钢丝绳，转动套筒的另一端与变频电机相连。
进一步的，所述弧形槽的深度从两端到中间逐渐变小，且弧形槽在中间位置处的深度小于待测钢丝绳的直径，弧形槽在两端的深度不小于待测钢丝绳的直径。
进一步的，所述弧形槽在中间位置处的深度为待测钢丝绳的半径长度，弧形槽在两端的深度为待测钢丝绳的直径长度。
进一步的，待测钢丝绳的两端分别通过紧固螺钉可拆卸的连接在夹具的前后两侧，待测钢丝绳的端部环绕在紧固螺钉的内侧后通过钢丝扣紧固连接。
进一步的，所述转动套筒在与摩擦钢丝环的连接处设置有用于限制转动套筒沿轴向移动的凸肩。
进一步的，所述衬块与转动套筒两者的中心轴线平行设置。
进一步的，还包括用于对该装置的测试过程进行监测的状态检测系统，该状态检测系统包括用于监测摩擦过程转速的转矩转速仪、用于动态监测待测钢丝绳所承受载荷的压力传感器以及用于动态检测待测钢丝绳与摩擦钢丝环在摩擦磨损过程中摩擦接触侧面的温度变化规律的红外成像仪。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
1、本实用新型使待测钢丝绳与摩擦钢丝环之间产生相对滑动，设定转动套筒转动的速度和加速度的大小，而待测钢丝绳保持不动，从而模拟单根待测钢丝绳和摩擦钢丝环之间的摩擦情况，转动套筒的转速和转矩通过转矩转速仪获得，待测钢丝绳与摩擦钢丝环之间的压力通过压力传感器获得，通过换算可知钢丝绳与摩擦钢丝环之间的摩擦力和摩擦因数变化规律；
2、本实用新型中，衬块上放置待测钢丝绳的槽为弧形槽，相比现有摩擦实验的钢丝绳缠绕在钢环上的摩擦，这一改进消除了单根待测钢丝绳在摩擦实验过程中因转动而出现角度的变化的问题，使摩擦过程中待测钢丝绳的角度不变，为水平放置，降低了原来由于钢丝绳缠绕在钢环上的角度改变导致的单根钢丝绳上的摩擦分布不均匀，压力分布在不同的钢丝绳上对实验结果的影响，使用摩擦钢丝环可以进一步接近实际中的单根钢丝绳和转动的多根钢丝绳的摩擦情况，减小了实验与实际工况的误差，使实验结果更加接近实际情况。
附图说明
图1是本实用新型一种用于测试单根钢丝摩擦性能的装置的结构示意图；
图2是本实用新型中固定套筒、安装座、转动套筒以及摩擦钢丝环的连接关系示意图；
图3是本实用新型中摩擦钢丝环、夹具以及衬块的位置关系示意图；
图中标记：1、固定套筒，2、转动套筒，3、变频电机，4、摩擦钢丝环，5、待测钢丝绳，6、转矩转速仪，7、环形凹槽，8、摩擦钢丝绳，9、通孔，10、夹具，11、钢丝扣，12、支架，13、凸肩，14、螺栓，15、垫片，16、紧固螺钉，17、安装座，18、安装槽，19、衬块。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
一种用于测试单根钢丝摩擦性能的装置，如图1所示，包括转动套筒2、固定套筒1、摩擦钢丝环4、衬块19、夹具10以及用于放置夹具的安装座17，安装座17通过固定套筒1与用于固定该装置的支架12相连，安装座17内沿竖直方向开设有用于安装夹具10的夹具槽（未在图中标出），夹具槽用于限制夹具前后左右移动，夹具10的底端一侧开设有用于放置衬块的安装槽18，衬块19的底部沿其长度方向开设有用于放置待测钢丝绳5的弧形槽，待测钢丝绳5沿弧形槽的开设方向设置且待测钢丝绳5的两端分别固定在夹具的前后两侧。
如图2所示，所述摩擦钢丝环4位于夹具10的正下方，摩擦钢丝环4套设在转动套筒2的其中一端，摩擦钢丝环4上开设有环形凹槽7并在环形凹槽7上缠绕有摩擦钢丝绳8，摩擦钢丝环4随转动套筒2同步转动，转动套筒2的另一端与变频电机3相连，衬块19与转动套筒2两者的中心轴线平行设置，本实施例中，变频电机3采用专用变频感应电机和变频器的交流调速方式，实现了在小型装置上的自动化程度，该装置通过转矩转速仪6和变频器对转动套筒2转动的速度、冲击的力量和频率进行控制，该装置可以测量出实验过程中的各工作参数和摩擦学参数，以更好的模拟装置在实际中的工作状态。
该装置还包括用于对该装置的测试过程进行监测的状态检测系统，该状态检测系统包括用于监测摩擦过程转速的转矩转速仪6、用于动态监测待测钢丝绳5所承受载荷的压力传感器以及用于动态检测待测钢丝绳5与摩擦钢丝环4在摩擦磨损过程中摩擦接触侧面的温度变化规律的红外成像仪，其中，转矩转速仪6与变频电机3相连；压力传感器可设置在夹具的底部；红外成像仪设置在摩擦钢丝环4的一侧。为了达到最佳的使用效果，夹具10与安装座17之间可以设置为滑动连接，从而可便捷的调节夹具与摩擦钢丝环4之间的压力。
在实际应用中，可根据实验过程的具体操作情况，更换摩擦钢丝绳8的材料，该装置中，用紧固螺钉16和钢丝扣11固定待测钢丝绳5，便于拆卸。为模拟不同工况，可用车床加工出具有不同形状的弧形槽的衬块19，用于固定不同尺寸的待测钢丝绳5。
进一步优化本方案，如图3所示，待测钢丝绳5的两端分别通过紧固螺钉16可拆卸的连接在夹具的前后两侧，待测钢丝绳5的端部环绕在紧固螺钉16的内侧后通过钢丝扣11紧固连接。
本实用新型中的衬块18为不同于现有衬块摩擦接触面的一种新型矩形体模具，其结构为一矩体，在衬块的矩形表面挖出一个弧形槽，其中间部分的弧形槽的深度大概为钢丝绳的半径，两端的槽深大约为钢丝绳的直径。将一定长度的待测钢丝绳放置在衬块19的弧形槽里，待测钢丝绳5的两端绕过夹具两侧的紧固螺钉16后通过钢丝扣11紧固，通过紧固螺钉16先确保待测钢丝绳不会移动，再通过钢丝扣11紧固待测钢丝绳5的两端，并通过钢丝扣来调节待测钢丝绳的预紧力。
进一步优化本方案，所述转动套筒2在与摩擦钢丝环4的连接处设置有用于限制转动套筒2沿轴向移动的凸肩13，摩擦钢丝环4远离转动套筒2的一侧设置有垫片15，螺栓14穿过垫片15与转动套筒2的内壁螺纹连接，从而可防止摩擦钢丝环4在转动的过程中沿转动套筒2的轴向移动。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (7)
1.一种用于测试单根钢丝摩擦性能的装置，其特征在于：包括转动套筒（2）、固定套筒（1）、摩擦钢丝环（4）、衬块（19）、夹具（10）以及用于放置夹具的安装座（17），安装座通过固定套筒（1）与用于固定该装置的支架（12）相连，安装座内沿竖直方向开设有用于安装夹具的夹具槽，夹具的底端一侧开设有用于放置衬块的安装槽（18），衬块的底部沿其长度方向开设有用于放置待测钢丝绳（5）的弧形槽，待测钢丝绳（5）沿弧形槽的开设方向设置且待测钢丝绳（5）的两端分别固定在夹具的前后两侧；
所述摩擦钢丝环（4）位于夹具的正下方，摩擦钢丝环（4）套设在转动套筒（2）的其中一端且摩擦钢丝环（4）上缠绕有摩擦钢丝绳（8），转动套筒（2）的另一端与变频电机（3）相连。
2.根据权利要求1所述的一种用于测试单根钢丝摩擦性能的装置，其特征在于：所述弧形槽的深度从两端到中间逐渐变小，且弧形槽在中间位置处的深度小于待测钢丝绳（5）的直径，弧形槽在两端的深度不小于待测钢丝绳（5）的直径。
3.根据权利要求2所述的一种用于测试单根钢丝摩擦性能的装置，其特征在于：所述弧形槽在中间位置处的深度为待测钢丝绳（5）的半径长度，弧形槽在两端的深度为待测钢丝绳（5）的直径长度。
4.根据权利要求3所述的一种用于测试单根钢丝摩擦性能的装置，其特征在于：待测钢丝绳（5）的两端分别通过紧固螺钉（16）可拆卸的连接在夹具的前后两侧，待测钢丝绳（5）的端部环绕在紧固螺钉（16）的内侧后通过钢丝扣（11）紧固连接。
5.根据权利要求4所述的一种用于测试单根钢丝摩擦性能的装置，其特征在于：所述转动套筒（2）在与摩擦钢丝环（4）的连接处设置有用于限制转动套筒（2）沿轴向移动的凸肩（13）。
6.根据权利要求5所述的一种用于测试单根钢丝摩擦性能的装置，其特征在于：所述衬块与转动套筒（2）两者的中心轴线平行设置。
7.根据权利要求1-6任一项所述的一种用于测试单根钢丝摩擦性能的装置，其特征在于：还包括用于对该装置的测试过程进行监测的状态检测系统，该状态检测系统包括用于监测摩擦过程转速的转矩转速仪（6）、用于动态监测待测钢丝绳（5）所承受载荷的压力传感器以及用于动态检测待测钢丝绳（5）与摩擦钢丝环（4）在摩擦磨损过程中摩擦接触侧面的温度变化规律的红外成像仪。
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|---|---|---|---|---|
| CN113029945A (zh) * | 2021-04-13 | 2021-06-25 | 郑德粮 | 一种隔离栅防腐层试验装置 |
| CN113376089A (zh) * | 2021-06-21 | 2021-09-10 | 安徽理工大学 | 一种矿井提升机钢丝绳导向系统优化设计装置及方法 |
| CN113848248A (zh) * | 2021-09-22 | 2021-12-28 | 深圳市鼎泰建设工程检测有限公司 | 一种用于起重机的钢丝绳检测装置及其使用方法 |
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