[發(fā)明專利]一種摩擦襯墊-提升鋼絲繩動(dòng)態(tài)摩擦傳動(dòng)試驗(yàn)裝置及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410271323.4
• 申請(qǐng)日: 2014-06-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104122198A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-10-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王大剛;張德坤;郭永波;葛世榮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N19/00
• 分類號(hào): G01N19/00;G01N19/02
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32249
• 代理人: 黃成萍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種摩擦襯墊-提升鋼絲繩動(dòng)態(tài)摩擦傳動(dòng)試驗(yàn)裝置及方法。

背景技術(shù)

礦井提升設(shè)備是煤礦必需的運(yùn)輸裝備，是沿井筒提升煤炭、矸石、人員、各種材料和設(shè)備的大型關(guān)鍵設(shè)備，是礦山井下生產(chǎn)系統(tǒng)與地面工業(yè)廣場(chǎng)相連接的樞紐。隨著礦井開(kāi)采走向深部和現(xiàn)代化大型礦井安全高效生產(chǎn)的要求，多繩摩擦式提升機(jī)的應(yīng)用日趨大型化，并以其提升能力大，提升高度大，安全系數(shù)高，消耗功率低，機(jī)器尺寸小，造價(jià)便宜等顯著優(yōu)點(diǎn)，被越來(lái)越多地用于深井及超深礦井的礦井提升中。隨著礦井開(kāi)采深度的增加，為了提高深井及超深礦井提升機(jī)的運(yùn)輸效率，提升裝備必然向大提升載荷和高提升速度發(fā)展，這也為大型摩擦提升設(shè)備的安全性和可靠性提出了更高要求，特別是立井摩擦提升機(jī)的滑繩或溜車事故，是立井摩擦提升機(jī)中的事故隱患。一旦滑繩或溜車，其后果不堪設(shè)想，輕者造成容器損壞，提升鋼絲繩受損，重者提升系統(tǒng)報(bào)廢，井筒設(shè)施損壞甚至人員傷亡。

多繩摩擦提升機(jī)是利用鋼絲繩與摩擦襯墊之間的摩擦力帶動(dòng)鋼絲繩隨著摩擦輪一起轉(zhuǎn)動(dòng)，而實(shí)現(xiàn)容器的提升和下放運(yùn)動(dòng)；摩擦襯墊與鋼絲繩構(gòu)成對(duì)偶摩擦副，二者之間摩擦系數(shù)的高低直接影響著提升機(jī)的各項(xiàng)性能，如提升能力、工作效率和安全性等。在摩擦提升機(jī)正常工作時(shí)，由于襯墊和鋼絲繩都是粘彈性體，鋼絲繩會(huì)在襯墊上只產(chǎn)生微小彈性滑動(dòng)即蠕動(dòng)；當(dāng)鋼繩與襯墊間發(fā)生滑動(dòng)時(shí)，摩擦熱將導(dǎo)致襯墊摩擦表面和內(nèi)部溫度升高，使襯墊產(chǎn)生熱衰退現(xiàn)象，且加劇襯墊的磨損。因此，摩擦襯墊與鋼絲繩之間的摩擦系數(shù)、動(dòng)態(tài)接觸和動(dòng)態(tài)蠕動(dòng)與滑移狀態(tài)以及摩擦襯墊的動(dòng)態(tài)粘彈性摩擦機(jī)理和熱衰退機(jī)理對(duì)摩擦提升機(jī)設(shè)計(jì)中有重要的影響。

在摩擦提升機(jī)的提升過(guò)程中，由于可變的提升鋼絲繩懸垂長(zhǎng)度和慣性載荷的共同作用，提升鋼絲繩在上提加速、勻速、減速一個(gè)周期的提升過(guò)程中，提升系統(tǒng)會(huì)發(fā)生振動(dòng)，鋼絲繩也承受動(dòng)張力變化，特別是在提升的加速、減速階段，鋼絲繩的動(dòng)張力振動(dòng)較大，振動(dòng)頻率隨著鋼絲繩長(zhǎng)度的減小而增大。提升鋼絲繩作為一振動(dòng)體，在提升機(jī)運(yùn)行時(shí)會(huì)產(chǎn)生橫向振動(dòng)、縱向振動(dòng)以及二者的耦合振動(dòng)，這種振動(dòng)有可能導(dǎo)致鋼絲繩與摩擦襯墊槽之間的非正常接觸、動(dòng)態(tài)滑移和脫離等狀態(tài)，從而影響摩擦襯墊與鋼絲繩之間的摩擦牽引能力而出現(xiàn)打滑現(xiàn)象，引發(fā)摩擦提升機(jī)的惡性事故。同時(shí)摩擦襯墊與鋼絲繩之間摩擦力的動(dòng)態(tài)變化也會(huì)反過(guò)來(lái)加劇鋼絲繩的波動(dòng)，從而導(dǎo)致整個(gè)提升系統(tǒng)處于一種不平穩(wěn)運(yùn)行狀態(tài)。因此，鋼絲繩的動(dòng)態(tài)振動(dòng)狀態(tài)對(duì)提升機(jī)的摩擦傳動(dòng)能力和摩擦牽引平穩(wěn)性的影響研究至關(guān)重要。

所以，提出一種摩擦襯墊-提升鋼絲繩動(dòng)態(tài)摩擦傳動(dòng)試驗(yàn)裝置及方法，以探究橫向、縱向振動(dòng)以及二者耦合振動(dòng)作用下提升鋼絲繩與摩擦襯墊之間的動(dòng)態(tài)接觸、動(dòng)態(tài)蠕動(dòng)與摩擦系數(shù)、摩擦輪繞入端和繞出端鋼絲繩的動(dòng)張力演化、摩擦襯墊的動(dòng)態(tài)粘彈性摩擦機(jī)理、摩擦襯墊與提升鋼絲繩接觸區(qū)附近摩擦襯墊的應(yīng)力變化。

摩擦襯墊與鋼絲繩之間的摩擦實(shí)驗(yàn)裝置包括：專利號(hào)為200510134988.1公布了一種襯墊與鋼絲繩的高速摩擦實(shí)驗(yàn)機(jī)，運(yùn)用平面法通過(guò)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)鋼絲繩與襯墊之間不同相對(duì)滑速(0.5m/s到6m/s)的無(wú)級(jí)變換，然而，該試驗(yàn)機(jī)只能單向勻速滑動(dòng)，不能模擬振動(dòng)狀態(tài)下的摩擦傳動(dòng)行為研究；專利號(hào)為200810032468公布了一種電梯用鋼絲繩彎曲疲勞狀態(tài)實(shí)驗(yàn)臺(tái)，可以進(jìn)行電梯用鋼絲繩單獨(dú)彎曲疲勞狀態(tài)、同向組合彎曲疲勞狀態(tài)、反向組合彎曲疲勞狀態(tài)的觀測(cè)試驗(yàn)，并可根據(jù)實(shí)際需要的不同變化多種纏繞方式、包角和張力，然而不能分析鋼絲繩與摩擦襯墊之間的動(dòng)態(tài)接觸和摩擦傳動(dòng)行為；專利號(hào)為201110436607.0公布了一種摩擦式提升機(jī)襯墊的滑動(dòng)摩擦試驗(yàn)機(jī)，能研究提升鋼絲與摩擦襯墊之間的全面滑動(dòng)摩擦行為及其收到滑動(dòng)速度和滑動(dòng)加速度的影響規(guī)律，而不能探究彎曲卷繞于摩擦輪上摩擦襯墊與提升鋼絲繩之間的動(dòng)態(tài)蠕動(dòng)(微小局部滑移)和滑移狀態(tài)的影響研究；專利號(hào)為201220707814.5公布了一種摩擦式提升機(jī)鋼絲繩防滑裝置，通過(guò)移動(dòng)制動(dòng)座使得襯墊夾緊提升鋼絲繩，襯墊的齒形交錯(cuò)結(jié)構(gòu)可實(shí)時(shí)補(bǔ)償鋼絲繩的外部磨損，避免提升鋼絲繩出現(xiàn)危險(xiǎn)滑動(dòng)，該試驗(yàn)機(jī)只研究摩擦襯墊與鋼絲繩之間的全面滑動(dòng)摩擦行為，亦不能考察摩擦襯墊與提升鋼絲繩之間的動(dòng)態(tài)蠕動(dòng)(微小局部滑移)和微滑移行為。

發(fā)明內(nèi)容