[發明專利]一種鋼絲繩與襯墊多向振動下的摩擦損失實驗裝置及方法

有效

• 申請號: 202010090175.1
• 申請日: 2020-02-13
• 公開（公告）號: CN111141514B
• 公開（公告）日: 2021-08-24
• 發明（設計）人: 郭永波;楊琴;張德坤;馬皖;王崧全;張瑩瑩;鄭強國;楊浩;任露;楊國標
• 申請（專利權）人: 江蘇師范大學
• 主分類號: G01M13/027
• 分類號: G01M13/027;G01M13/028;G01M13/023;G01M7/02;G01N3/02;G01N3/56
• 代理公司: 北京東方盛凡知識產權代理事務所(普通合伙) 11562
• 代理人: 張雪

本發明涉及礦山機械設備領域，尤其涉及一種鋼絲繩與襯墊多向振動下的摩擦損失實驗裝置及方法，包括底座、固定在底座上部的機架以及固定在機架上的摩擦機構；摩擦機構上纏繞有鋼絲繩；摩擦機構與鋼絲繩接觸的表面設置有摩擦襯墊；鋼絲繩一端固定連接有配重機構；鋼絲繩另一端連接有用于使鋼絲繩另一端產生三維振動的激振機構；機架上設置有用于測量鋼絲繩與摩擦襯墊間極限摩擦力的測量機構；激振機構與測量機構通過控制系統控制，本發明可以實現不同鋼絲繩振動下的摩擦力測量，分析不同振幅、方向、位置以及不同預緊力下的繩?襯極限摩擦力損失程度。

技術領域

本發明涉及礦山機械設備領域，尤其涉及一種鋼絲繩與襯墊多向振動下的摩擦損失實驗裝置及方法。

背景技術

多繩摩擦式提升機以其提升能力大，安全系數高，消耗功率低，機器尺寸小，造價便宜等顯著優點，被越來越多地用于深井及超深礦井的礦井提升中。摩擦提升依靠鋼絲繩與襯墊的摩擦力來傳遞作用力，摩擦襯墊與鋼絲繩構成對偶摩擦副，二者之間摩擦系數的高低直接影響著提升機的提升能力、工作效率和安全性等，相對滑移對摩的兩摩擦配副，單一構件的振動對摩擦副具有確定的摩擦力減弱效應，且減摩效應的大小與配副構件的振動幅值、頻率及方向等均有相關關系。鋼絲繩在動態運行過程中，由于時變的繩長、井筒風阻、罐道平度誤差、罐耳圓度誤差等，不可避免的對提升系統產生各個方向振動激勵，特別是當開采深度不斷加深，鋼絲繩懸垂長度不斷加長，將會加劇鋼絲繩的橫、縱向以及耦合振動，振動隨著鋼絲繩向上傳遞至摩擦輪，對圍包角內鋼絲繩與襯墊的摩擦接觸界面產生激勵，影響鋼絲繩與襯墊的有效摩擦接觸。因此，探索鋼絲繩多向振動下與襯墊的摩擦損失機理，對保證現代礦井的安全高效生產、提高設備質量可靠度具有重要意義。

目前對于鋼絲繩與襯墊的摩擦試驗機已開展了相關研究，中國專利(CN104568738A)公布了一種無級變速滑動摩擦試驗機及試驗方法，采用無接頭鋼絲繩與襯墊無級變速滑動摩擦試驗機構，只實現了可加速、長時間摩擦；

中國專利(CN105910982B)公布了一種基于弧面法測量提升機摩擦襯墊摩擦系數的方法，中國專利(CN103940733B)公布了一種提升機摩擦襯墊的微滑移試驗平臺，以上兩種只實現了圍包角局部的鋼絲繩與襯墊滑移摩擦力測試，與實際的整周圍包角傳動存在差異，且考慮的動態荷只是鋼絲繩縱向張力的動態載荷，而未考慮對摩擦傳動具有更顯著影響的橫向振動；

中國專利(CN104122198B)公布了一種摩擦襯墊-提升鋼絲繩動態摩擦傳動試驗裝置及方法，其只實現了鋼絲繩各向振動的測量，其縱向激振不可以調整，且無法測出振動對極限摩擦力的實際影響。

現有技術存在的問題主要有：(1)無法準確測量靜摩擦到滑動摩擦的分界特性和圍包角極限摩擦力；(2)為模擬實際工況的平穩狀態，未涉及振動狀態的鋼絲繩以及進一步與襯墊的振動-摩擦參數研究。

發明內容

本發明的目的是提供一種鋼絲繩與襯墊多向振動下的摩擦損失實驗裝置及方法，以解決上述問題，可以實現不同鋼絲繩振動下的摩擦力測量，分析不同振幅、方向、位置以及不同預緊力下的繩-襯極限摩擦力損失程度。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

一種鋼絲繩與襯墊多向振動下的摩擦損失實驗裝置，包括底座、固定在所述底座上部的機架以及固定在所述機架上的摩擦機構；所述摩擦機構上纏繞有鋼絲繩；所述摩擦機構與所述鋼絲繩接觸的表面設置有摩擦襯墊；所述鋼絲繩一端固定連接有配重機構；所述鋼絲繩另一端連接有用于使所述鋼絲繩另一端產生三維振動的激振機構；所述機架上設置有用于測量所述鋼絲繩與摩擦襯墊間極限摩擦力的測量機構；所述激振機構與所述測量機構通過控制系統控制；

所述激振機構包括豎直設置在所述機架內部的兩個第一導軌、套接在所述第一導軌外部的導套、固定套接所述導套外側的上支撐板、固定套接所述導套外側且位于所述上支撐板下方的下支撐板、一端固定在所述機架下部使所述鋼絲繩產生軸向振動的縱向激振機構及固定設置在所述上支撐板和所述下支撐板上表面使所述鋼絲繩產生徑向振動的兩個曲柄滑塊機構；