PL203926B1

PL203926B1 - Facility designed to test strength of wire ropes and particularly their resistance to flexing and vibration

Info

Publication number: PL203926B1
Application number: PL360959A
Authority: PL
Inventors: Antoni Bagiński; Dionizy Dudek; Sławomir Wudarczyk
Original assignee: Politechnika Wroclawska
Priority date: 2003-06-30
Filing date: 2003-06-30
Publication date: 2009-11-30
Also published as: PL360959A1

Description

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do badania trwałości lin stalowych, w szczególności odporności na przegięcia i drgania, stosowanych w górnictwie i przemyśle energetycznym.The subject of the invention is a device for testing the durability of steel ropes, in particular the resistance to bending and vibration, used in the mining and energy industry.

Znane ze stosowania urządzenie do badania trwałości zmęczeniowej lin stalowych ma w korpusie umocowaną wahliwie badaną linę stalową która jest obciążona przemieszczającym się wzdłuż liny krążkiem sadzonym na wahaczu. Jako obciążenie krążka stosuje się zbiornik napełniany wodą osadzony na drugim końcu wahacza.A device for testing the fatigue life of steel ropes, known from use, has a pendulum-mounted steel rope in its body, which is loaded with a pulley moving along the rope, placed on the rocker arm. The pulley is loaded with a water-filled tank mounted on the other end of the rocker arm.

Znany jest również z polskiego opisu zgłoszenia patentowego nr 343807 sposób oraz układ do pomiaru dynamicznego modułu sprężystości i współczynnika tłumienia drgań lin stalowych. Sposób polega na jednoczesnym pomiarze amplitudy i okresów drgań swobodnych lin stalowych, zwłaszcza lin górniczych wyciągów szybowych, metodą magnetyczną poprzez rejestrację wielkości zaburzenia strumienia magnetycznego wywołanego oscylacją namagnesowanej liny oraz na wyznaczaniu wartości liczbowych dynamicznego modułu sprężystości i współczynnika tłumienia drgań. Układ jest wyposażony w zespół trzech krążków umocowanych w korpusie tak, że osie na których osadzone są krążki tworzą trójkąt rozwartokątny, o wierzchołku kąta rozwartego skierowanym w dół. Przez krążki przewieszona jest badana lina stalowa, której końce zwisają z krążków równolegle względem siebie i są obciążone. Końce badanej liny są ze sobą połączone tworząc zamkniętą pętlę. Układ ten charakteryzuje się tym, że ma rejestrator z dwoma niezależnymi systemami rejestracji zanikających drgań podłużnych lin, w postaci systemu cyfrowego z kartą pamięci i systemu analogowego z taśmą termiczną połączony przewodem z otaczającą linę dwudzielną głowicą magnetyczną stosowaną do diagnostycznych badań magnetycznych lin.Also known from the Polish patent application No. 343807 is a method and a system for measuring the dynamic modulus of elasticity and the damping coefficient of steel ropes. The method consists in simultaneous measurement of the amplitude and periods of free vibrations of steel ropes, especially mining ropes of shaft hoists, using the magnetic method by registering the magnitude of the magnetic flux disturbance caused by the oscillation of the magnetized rope and determining the numerical values of the dynamic modulus of elasticity and the vibration damping coefficient. The system is equipped with a set of three pulleys fixed in the body so that the axes on which the pulleys are mounted form an obtuse triangle with the apex of the obtuse angle pointing downwards. The tested steel rope is suspended over the pulleys, the ends of which hang from the pulleys parallel to each other and are loaded. The ends of the tested rope are connected to each other to form a closed loop. This system is characterized by the fact that it has a recorder with two independent systems of recording decaying longitudinal vibrations of the ropes, in the form of a digital system with a memory card and an analog system with a thermal tape, connected by a wire with a two-piece magnetic head surrounding the rope, used for diagnostic magnetic tests of ropes.

Istota urządzenia polega na tym, że w korpusie ma dwa zespoły napinające badaną linę, z których każdy jest wyposażony jest w pięć krążków przewijających i bęben napędzany z motoreduktora. Badana lina zamocowana końcami do bębna, u góry korpusu przechodzi nad pierwszym krążkiem przewijającym, pod drugim krążkiem przewijającym osadzonym w korpusie poniżej pierwszego i trzeciego krążka przewijającego oraz nad trzecim krążkiem przewijającym. Na dole korpusu, pod czwartym krążkiem przewijającym umocowanym na pierwszym końcu wahacza, nad piątym krążkiem przewijającym osadzonym w miejscu umocowania wahacza w korpusie i pod bębnem, zaś drugi koniec wahacza jest połączony przez siłownik napinający z dynamometrem tensometrycznym osadzonym wahliwie w korpusie, jednocześnie oba zespoły napinające są połączone badaną liną poprzez krążek korekcyjny osadzony w korpusie pomiędzy i poniżej pierwszych krążków przewijających obu zespołów napinających. Ponadto czwarty krążek przewijający w pierwszym zespole napinającym jest sprawny, zaś w drugim uszkodzony korzystnie osadzony na uszkodzonym łożysku. Pomiędzy trzecim krążkiem przewijającym i czwartym krążkiem przewijającym jest umieszczony miernik siły. Trzeci krążek przewijający korzystnie, osadzony jest w korpusie mimośrodowo.The essence of the device consists in the fact that in the body it has two tensioning units for the tested rope, each of which is equipped with five winding pulleys and a drum driven by a gear motor. The test rope attached with its ends to the drum, at the top of the body, passes over the first winding roller, under the second winding roller embedded in the body below the first and third winding wheels and over the third winding roller. At the bottom of the body, under the fourth winding wheel mounted on the first end of the rocker arm, above the fifth winding wheel seated in the rocker arm mounting point in the body and under the drum, and the other end of the rocker arm is connected by a tensioning cylinder with a strain gauge pivotally mounted in the body, simultaneously both tensioning units are connected by the test rope through a correcting pulley embedded in the body between and below the first rewinding pulleys of both tensioning units. Moreover, the fourth winder in the first tensioning unit is operational, and in the second one that is damaged, it is preferably seated on the damaged bearing. A force gauge is provided between the third winder roller and the fourth winder roller. The third winder wheel is preferably eccentrically seated in the body.

Korzystnie oba zespoły napinające są wyposażone we wspólny bęben przewijający napędzany motoreduktorem poprzez przekładnię klinowo pasową.Preferably, both tensioning units are equipped with a common rewinding drum driven by a gear motor through a V-belt transmission.

Korzystnym jest również to, że oba zespoły napinające są usytuowane równolegle względem siebie.It is also advantageous that the two tensioning units are arranged parallel to each other.

Zaletą urządzenia do badania trwałości lin stalowych, w szczególności odporności na przegięcia i drgania jest zastosowanie zdwojonego ukł adu, który jednocześ nie umo ż liwia dokonanie oceny wpł ywu drgań pochodzących od pierwszego krążka przewijającego osadzonego na uszkodzonym łożysku w jednym z zespoł ów napinają cych. Kontrolowane drgania pochodzące z uszkodzonego ł o ż yska pozwalają na zminimalizowanie wpływu pozostałych drgań na wyniki badania trwałości badanych lin stalowych. Zastosowanie krążka korekcyjnego w urządzeniu pozwala traktować je jako dwa układy niezależne sprzężone jedną liną, oraz korzystnie napędzane jednym napędem, zachowując przy tym stałe i takie same napięcie liny w obu układach. Dodatkową korzyścią jest zastosowanie jednego odcinka liny, przebiegającego przez oba zespoły napinające jednocześnie, nawijającego i rozwijającego linę na jeden bęben z zachowaniem stałej jej długości w czasie całego procesu badań. Ważnym aspektem wynikającym z zastosowania urządzenia jest pulsująca siła napinająca, przybliżająca pracę układu do rzeczywistych warunków, w jakich pracuje lina. Motoreduktor wykonuje ruchy nawrotne i jest sterowany automatycznie, co pozwala zautomatyzować cał y proces badań.The advantage of the device for testing the durability of steel ropes, in particular the resistance to bending and vibrations, is the use of a double system, which at the same time makes it possible to assess the impact of vibrations coming from the first winder mounted on a damaged bearing in one of the tensioning units. Controlled vibrations coming from a damaged bearing allow to minimize the influence of other vibrations on the results of durability tests of the tested steel ropes. The use of a correction pulley in the device allows to treat them as two independent systems coupled with one rope, and preferably driven by one drive, while maintaining constant and the same rope tension in both systems. An additional advantage is the use of one rope section running through both tensioning units simultaneously, winding and unwinding the rope onto one drum with its constant length during the entire testing process. An important aspect resulting from the use of the device is the pulsating tensioning force, bringing the system operation closer to the actual conditions in which the rope works. The geared motor reverses and is automatically controlled, which allows you to automate the entire testing process.

Przedmiot wynalazku w przykładzie realizacji jest odtworzony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia zespól napinający urządzenia do badania trwałości lin stalowych w widoku z boku, a fig. 2 - urzą dzenie do badania trwał o ści lin stalowych wyposaż one w dwa równoległ e zespoł y napinają ce w widoku z przodu.The subject of the invention in an exemplary embodiment is reproduced in the drawing, in which Fig. 1 shows the tensioning unit of the device for testing the durability of steel ropes in a side view, and Fig. 2 - a device for testing the durability of steel ropes equipped with two parallel assemblies. y tensioning in front view.

PL 203 926 B1PL 203 926 B1

P r z y k ł a d 1P r z k ł a d 1

Urządzenie do badania trwałości lin stalowych ma w korpusie i ma dwa zespoły napinające badaną linę 2, która napinana jest siłownikiem napinającym 3 i przewijana za pośrednictwem bębna 4 napędzanego z motoreduktora 5. Badana lina 2 obydwoma końcami zamocowana jest do bębna 4, tak że w trakcie ruchu z jednego końca lina 2 nawija się a z drugiego rozwija się. Każdy zespół napinający wyposażony w pięć krążków przewijających 6, 7, 8, 9, 10 i bęben. Badana lina 2 u góry korpusu 1 przechodzi nad pierwszym krążkiem przewijającym 6, pod drugim krążkiem przewijającym 7, przy czym drugi krążek przewijający 7 osadzony jest w korpusie 1 poniżej pierwszego i trzeciego krążkiem przewijającym 6, 8 oraz nad trzecim krążkiem przewijającym 8 osadzonym w korpusie 1 mimośrodowo. Na dole korpusu 1, lina 2 przechodzi pod czwartym krążkiem przewijającym 9 umocowanym na pierwszym końcu wahacza 13, nad piątym krążkiem przewijającym 10 osadzonym w miejscu umocowania wahacza 13 w korpusie 1 i pod bębnem 4. Drugi koniec wahacza 13 jest połączony przez siłownik napinający 3 z dynamometrem tensometrycznym 14 osadzonym wahliwie za pomocą przegubu kulistego w korpusie 1. Oba zespoły napinające są połączone badaną liną 2 poprzez krążek korekcyjny 11 osadzony w korpusie 1 pomiędzy i poniżej pierwszych krążków przewijających 6 obu zespołów napinających wyposażonych we wspólny bęben przewijający 4 napędzany motoreduktorem 5. Ponadto pierwszy zespół napinający ma czwarty krążek przewijający 9 osadzony na sprawnym łożysku, zaś drugi zespół napinający ma czwarty krążek przewijający 9 osadzony na uszkodzonym łożysku. Pomiędzy trzecim krążkiem przewijającym 8 i czwartym krążkiem przewijającym 9 jest umieszczony miernik siły 15.The device for testing the durability of steel ropes has in its body and has two tensioning units the tested rope 2, which is tensioned by a tensioning actuator 3 and winded through the drum 4 driven by the gear motor 5. The tested rope 2 is attached to the drum 4 with both ends, so that during of movement from one end of the rope 2 winds up and unwinds at the other. Each tensioning unit is equipped with five rewinders 6, 7, 8, 9, 10 and a drum. The test rope 2 at the top of the body 1 passes over the first winding roller 6, under the second winding roller 7, the second winding roller 7 being embedded in the body 1 below the first and third winding wheels 6, 8 and over the third winding roller 8 embedded in the body 1 eccentrically. At the bottom of the body 1, the rope 2 passes under the fourth winding wheel 9 fixed at the first end of the rocker 13, over the fifth winding wheel 10 seated in the rocker 13 mounting in the body 1 and under the drum 4. The other end of the rocker 13 is connected by a tensioning cylinder 3 to with a strain gauge 14 pivotally mounted by means of a ball joint in the body 1. Both tensioning units are connected by the tested rope 2 through a correction roller 11 embedded in the body 1 between and below the first rewinding sheaves 6 of both tensioning units equipped with a common rewinding drum 4 driven by a gear motor 5. Moreover the first tensioning unit has a fourth rewinder 9 seated on a working bearing, and the second tensioning unit has a fourth rewinder 9 seated on a damaged bearing. A force gauge 15 is provided between the third winding wheel 8 and the fourth winding wheel 9.

P r z y k ł a d 2P r z k ł a d 2

Urządzenie do badania trwałości lin stalowych wykonane jak w przykładzie pierwszym z tą różnicą, że bęben przewijający 4 napędzany motoreduktorem 5, poprzez przekładnię klinowo pasową 12. Ponadto oba zespoły napinające są usytuowane równolegle względem siebie.Device for testing the durability of wire ropes made as in the first example, with the difference that the rewinding drum 4 driven by a gear motor 5 through a V-belt transmission 12. Moreover, both tensioning units are arranged parallel to each other.

Urządzenie ma badaną linę 2 obydwoma końcami zamocowaną do bębna 4, tak że pierwszy koniec liny 2 w trakcie ruchu nawija się na bęben 4, podczas gdy z drugi jej koniec rozwija się. Dodatkowych kilka zwojów liny 2 na bębnie 4 zapewnia ruch liny 2 w cyklach nawrotnych, co pozwala na wielokrotne przeginanie się liny 2 przez krążki 6, 7, 8, 9, 10, 11, a przez to oceniać zużycie liny. Dzieje się tak wówczas, gdy motoreduktor 5 wykonuje ruchy nawrotne i jest sterowany automatycznie. Przed rozpoczęciem badań dokonuje się statycznego pomiaru siły naciągu w linie 2 na odcinku pomiędzy trzecim krążkiem przewijającym 8 i czwartym krążkiem przewijającym 9 w obu zespołach napinających za pomocą miernika siły 15. Natomiast w czasie ruchu bieżącego mierzy się siły napinające w obu zespołach napinających za pomocą dynamometrów tensometrycznych 14, co pozwala ocenić wpływ drgań pochodzących od czwartego krążka przewijającego 9 osadzonego na uszkodzonym łożysku. Po wycechowaniu urządzenia można zrezygnować ze statycznego pomiaru naciągu miernikiem siły 15 w linie 2, a jedynie dokonywać monitorowania sił napinających za pomocą dynamometrów 14. Zastosowanie w trzecim krążku przewijającym 8 łożysk mimośrodowych pozwala wywołać zjawisko pulsowania siły napinającej, a zatem zbliżenia warunków pracy badanej liny 2 do pracy w warunkach rzeczywistych. Dodatkowo zablokowanie i unieruchomienie trzecich krążków przewijających 8 względem korpusu 1 daje dodatkowe możliwości badania liny 2 ze zjawiskiem poślizgu.The device has the rope 2 to be tested attached to the drum 4 with both ends, so that the first end of the rope 2 winds on the drum 4 while the other end is unwound. An additional few turns of the rope 2 on the drum 4 ensure the movement of the rope 2 in reversing cycles, which allows the rope 2 to bend repeatedly by the pulleys 6, 7, 8, 9, 10, 11, and thus to assess the wear of the rope. This happens when the gear motor 5 is reversing and is automatically controlled. Before starting the tests, the tension force in the rope 2 is measured statically between the third winding roller 8 and the fourth winding roller 9 in both tensioning units by means of a force gauge 15. However, during the current movement, the tensioning forces in both tensioning units are measured using dynamometers strain gauges 14, which makes it possible to assess the effect of vibrations coming from the fourth scrolling roller 9 mounted on the damaged bearing. After pulling out the device, you can resign from static measurement of the tension with a force gauge 15 in the rope 2, but only monitor the tensioning forces with dynamometers 14. The use of 8 eccentric bearings in the third winding pulley allows for the pulsation of the tensioning force, and thus approximation of the operating conditions of the tested rope 2 to work in real conditions. Additionally, the blocking and immobilization of the third winding pulleys 8 in relation to the body 1 provides additional possibilities for testing the rope 2 with the phenomenon of slippage.

Claims

1. Device for testing the durability of steel ropes, in particular for testing the resistance to bending and vibrations, equipped with pulleys fixed in the body, on which the tested wire rope is stretched, characterized in that in the body (1) it has two tensioning units for the tested rope ( 2), each of which is equipped with five rewinding pulleys (6, 7, 8, 9, 10) and a drum (4) driven by a gear motor (5), with the tested rope (2) attached with its ends to the drum (4) at the top of the body (1) it passes over the first winder (6), under the second winder (7) seated in the body (1) below the first and third winder (6, 8) and over the third winder (8), and at the bottom of the body (1), under the fourth winding roller (9) attached to the first end of the rocker arm (13), over the fifth winding roller (10) in the rocker arm (13) mounting point in the body d and under the drum (4), and the other end the rocker arm (13) is connected by a tensioning cylinder (3) to with a strain gauge dynamometer (14) mounted pivotally in the body (1), at the same time both tensioning units are connected with the tested rope (2) through

The corrective roller (11) seated in the body (1) between and below the first winding wheels (6) of the two tensioning units, moreover, the fourth winding roller (9) is operational in the first tensioning unit and damaged in the second.

2. The device according to claim The device of claim 1, characterized in that the damaged fourth rewinder (9) is seated on the damaged bearing.

3. The device according to claim 1 3. The winder as claimed in claim 1, characterized in that the third winder (8) is mounted eccentrically in the body (1).

4. The device according to claim 1 A force gauge (15) as claimed in claim 1, characterized in that a force gauge (15) is provided between the third winder roller (8) and the fourth winder roller (9).

5. The device according to claim 1 6. The device of claim 1, characterized in that both tensioning units are equipped with a common rewinding drum (4) driven by a gear motor (5).

6. The device according to claim 1 A drive as claimed in claim 1 or 5, characterized in that the drum (4) is driven by a gear motor (5) through a V-belt transmission (12).

7. The device according to claim 1 The apparatus of claim 1, characterized in that the two tensioning units are situated parallel to each other.