CN2676181Y - 钢丝绳与滑轮疲劳试验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及钢丝绳与滑轮疲劳试验装置，它包括卷筒驱动机构、用于放置滑轮的支架(12)、钢丝绳张紧装置、钢丝绳测力滑轮(5)、设置在支架(12)上的滑轮；钢丝绳张紧装置上设有张紧导向滑轮(4)；支架(12)放置在卷筒驱动机构两侧。本实用新型试验装置的试验效率高，耗时短，可模拟起重机运行时钢丝绳、滑轮的实际工况，试验所得数据准确，可用于钢丝绳疲劳性能对比试验研究和钢丝绳、滑轮失效的机理、寿命估计等理论研究。

Description

钢丝绳与滑轮疲劳试验装置

技术领域

本实用新型涉及用于测试起重机械关键零部件的试验设备，特别是钢丝绳与滑轮的试验设备。

背景技术

钢丝绳与滑轮是起重机不可缺少的关键零部件，它们用量大、易损耗，其性能好坏及选配合理性直接关系到起重机的安全性、可靠性、可维修性和设备的运行、维护成本。随着经济建设和科学技术的不断发展，工矿、交通企业对起重机机械的需求也不断扩大，起重机产品也日趋高速化和大型化。但与此同时，在钢丝绳、滑轮的品种、规格不断更新的情况下，因钢丝绳强度、结构型式、滑轮材质和硬度选择不当所暴露出来的问题日益凸现，致使在选型设计、绳轮匹配方面仍存在一定的盲目性。在生产实际中，一方面因起重机钢丝绳卷绕系统故障而引起的安全、机损事故和索赔事件时有发生，另一方面因技术标准、规范的不合理又形成了不同程度的过度维修。这两者均会导致起重机业主的重大经济损失，同时也制约了起重机技术性能的进一步提高。

根据对国际专利的检索，对于钢丝绳疲劳试验机有关的专利文献主要集中在日本、德国等国家，这些国家的钢丝绳疲劳试验机相关专利主要是围绕钢丝绳拉伸或单绳段弯曲疲劳进行的，例如日本专利09-061327、08-136425、54-155881等。目前国际上著名的钢丝绳研究机构诸如德国斯图加特钢丝绳研究所，乌克兰德涅茨基科学技术研究所，日本东京制绳株式会社土浦研究所，以及国内郑州金属制品研究所、北京起重机运输机械研究所等拥有的钢丝绳疲劳试验机，几乎都是采用曲柄连杆驱动的短行程、单组单弧段的试验机构(如图6、图7所示)，加载方式通常采用重力或液压(恒载)两种方式。上述试验装置结构简单，易于实现，但进行钢丝绳弯曲疲劳试验的效率低，耗时长，且与起重机运行时钢丝绳、滑轮的实际工况差别很大，因而其试验结果的应用有较大的局限性，也难以满足当前起重机技术发展迫切需要，对于开展钢丝绳疲劳性能对比试验研究和钢丝绳、滑轮失效的机理、寿命估计等理论研究尚存在一定局限，仅只能作为钢丝绳厂进行钢丝绳产品质量检验的一种手段。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种钢丝绳与滑轮疲劳试验装置，它试验效率高，耗时短，可模拟起重机运行时钢丝绳、滑轮的实际工况，试验所得数据准确，可用于钢丝绳疲劳性能对比试验研究和钢丝绳、滑轮失效的机理、寿命估计等理论研究。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案是：它包括卷筒驱动机构、用于放置滑轮的支架、钢丝绳张紧装置、钢丝绳测力滑轮、设置在支架上的滑轮；钢丝绳张紧装置上设有张紧导向滑轮；支架放置在卷筒驱动机构两侧。

本实用新型试验装置工作时，先将被测钢丝绳以双支收放驱动方式绕过卷筒驱动机构上的卷筒、支架上滑轮、张紧装置、测力滑轮，即可开始试验。支架上的滑轮也可为被测滑轮。

本实用新型试验装置钢丝绳驱动方式采用双支收放驱动方式结构；在传统钢丝绳疲劳试验机中，钢丝绳反复弯曲过程仅由滑轮的摆动来实现，这种运动方式引起的钢丝绳疲劳与钢丝绳在起重机上的使用工况不一致。驱动卷筒采用双边并行收方式结构可以克服这种不足。

本实用新型试验装置钢丝绳运动方式采用长行程方式；在传统钢丝绳疲劳试验机中，钢丝绳反复弯曲过程仅由滑轮的摆动来实现，钢丝绳在滑轮上的运动行程很短，从而会放大钢丝绳在滑轮上的磨损效应导致真实钢丝绳失效机理被掩盖，本实用新型试验装置采用的长行程运动方式能够真实反映钢丝绳失效机理。

本实用新型试验装置采用双组多绳段的结构型式，即将用于放置滑轮的支架放置在卷筒驱动机构两侧；相对传统单组单一绳段试验机结构而言，可将不同材质(硬度)滑轮置于完全相同的工作条件下进行对比试验，不仅对钢丝绳疲劳寿命，还能对滑轮磨损进行对比研究。

附图说明

图1为本实用新型试验装置实施例的钢丝绳-滑轮卷绕系统示意图

图2为本实用新型实施例的支架上的滑轮组布置图

图3为本实用新型实施例卷筒驱动机构总体主视图

图4为本实用新型实施例卷筒驱动机构总体俯视图

图5为现有技术中卧式结构钢丝绳疲劳试验机

图6为现有技术中立式结构钢丝绳疲劳试验机

具体实施方案

如图1所示的本实用新型试验装置实施例，它包括卷筒驱动机构、放置在支架12上的两组滑轮(滑轮601、602、603、604、605、滑轮615、614、613、612、611)、张紧装置、测力滑轮5；两组滑轮分别放置在卷筒驱动机构两侧；张紧装置包括液压油缸3，液压油缸3活塞杆上设有的张紧导向滑轮4。

本实用新型试验装置实施例具有两个用于放置滑轮的支架12，两个支架12放置在卷筒驱动机构两侧，它将试验钢丝绳1分隔为两组。本实用新型试验装置实施例中的支架12及支架上的滑轮组(滑轮601、602、603、604、605)的布置如图2所示，支架12上的滑轮组布置方式采用双排多绳段的结构型式，即滑轮组分为两排(滑轮602、604一排，滑轮601、603、605一排)，钢丝绳1交差绕过两排滑轮，实现了多绳段试验的需要，从而提高疲劳试验机的效率。

如图3、4所示，本实用新型试验装置实施例的卷筒驱动机构由电动机8、制动器9、减速器10、驱动卷筒2、联轴器11组成，它们均设置在机架7上。驱动卷筒2由电动机7通过减速器10、联轴器11带动，其中电动机7为变频调速电动机。

如图1所示的本实用新型试验装置实施例，试验用钢丝绳的总长度约为145米，固定于卷筒左端的钢丝绳1经驱动卷筒2多圈绳槽绕出后，绕过第1组滑轮支架上的五个试验滑轮(绕经顺序路线为滑轮601、602、603、604、605)，然后，钢丝绳1继续绕经位于驱动卷筒2上方的测力滑轮5和位于油缸张紧导向装置头部的张紧滑轮4，再绕过第2组滑轮支架上的另外五个试验滑轮(绕经顺序路线为滑轮615、614、613、612、611)，钢丝绳1最后回绕至驱动卷筒2右端并用压板固定，液压油缸3完成钢丝绳1的张紧和保压功能。

本实用新型试验装置实施例还包括用于实时数据采集和分析的计算机，测力滑轮5上设有压力传感器，压力传感器的信号输出端与计算机连接。

本实用新型试验装置实施例采用驱动卷筒2双支收放驱动的能量封闭型长行程、双组双排多绳段的新型试验装置结构，使该设备成为国内外首例研制成功的大型钢丝绳-滑轮综合试验装置。本装置的试验钢丝绳加载采用电液伺服控制，系统运行采用变频调速和计算机集中控制(PLC)，并由计算机进行实时数据采集和分析。由于该装置的独特结构型式和先进的驱动、监控方式，使其能模拟起重机的各种典型工况，对不同结构型式的钢丝绳、不同结构或不同材质的滑轮进行疲劳、磨耐及使用寿命的对比试验，并为开展该领域的基础应用研究提供了科学的实验手段。与传统的钢丝绳疲劳试验机相比，本试验装置的主要特点为：

(1)采用的双组双排多绳段试验装置结构，可将不同材质(硬度)滑轮置于完全相同的工作条件下进行对比试验，不仅对钢丝绳寿命，还能对滑轮磨损进行对比研究；

(2)可模拟起重机钢丝绳真实载荷曲线，使试验结果更符合实际，更加了可信度；

(3)钢丝绳弯曲疲劳试验的效率提高了4～5倍，大大节约了试验时间和试验成本。

本实用新型试验装置实施例主要功能有：

(1)模拟各类起重机起升、俯仰卷绕系统实际工况的运行，评价钢丝绳选型(生产厂、结构型式、强度等级)的合理性。

(2)滑轮绳槽表面不同硬度状态下的磨损对比试验及其对钢丝绳使用寿命的影响，评价滑轮选型(绳槽材质、表面硬度)的合理性。

(3)钢丝绳磨损与疲劳试验，滑轮磨损试验，绳索绕过多个滑轮的长行程、大包角、正反向弯曲疲劳试验。

(4)钢丝绳-滑轮在不同润滑条件下减磨比较试验。

Claims (5)

1、钢丝绳与滑轮疲劳试验装置，其特征在于：它包括卷筒驱动机构、用于放置滑轮的支架(12)、钢丝绳张紧装置、钢丝绳测力滑轮(5)、设置在支架(12)上的滑轮；钢丝绳张紧装置上设有张紧导向滑轮(4)；支架(12)放置在卷筒驱动机构两侧。

2、如权利要求1所述的装置，其特征在于：张紧装置包括电控液压油缸(3)，张紧导向滑轮(4)设置在液压油缸(3)活塞杆上。

3、如权利要求1所述的装置，其特征在于：卷筒驱动机构包括电动机(8)和驱动卷筒(2)，驱动卷筒(2)由电动机(8)带动，电动机(8)为变频调速电动机。

4、如权利要求1所述的装置，其特征在于：它还包括用于实时数据采集和分析的计算机，测力滑轮(5)上设有压力传感器，压力传感器的信号输出端与计算机连接。

5、如权利要求1或2或3或4所述的装置，其特征在于：支架(12)上的滑轮组布置方式采用双排多绳段的结构型式。

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