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专利号: 2018111772441
申请人: 中国矿业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种摩擦提升机钢丝绳承载性能测试装置,包括连接被测钢丝绳(3)的加载液压缸(1)、液压缸定位平台(2),其特征在于:还包括围包角定位装置(4)、若干个钢丝绳定位装置(5)和钢丝绳定位平台(6),所述的液压缸定位平台(2)沿垂直方向布置,上面设有平行布置的若干排液压缸定位孔(2-a),所述的钢丝绳定位平台(6)呈圆弧状,和液压缸定位平台(2)处于同一平面且对向布置,钢丝绳定位平台(6)上设有按圆周排列的若干排定位孔(6-a),所述的加载液压缸(1)为两个,通过液压缸定位孔(2-a)沿水平方向并排布置在液压缸定位平台(2)上;所述围包角定位装置(4)通过定位孔(6-a)沿垂直方向设置在钢丝绳定位平台(6)的直线段上;若干个钢丝绳定位装置(5)通过定位孔(6-a)沿半径方向设置在钢丝绳定位平台(6)的圆弧段上。

2.根据权利要求1所述的摩擦提升机钢丝绳承载性能测试装置,其特征在于:所述的围包角定位装置(4)包括定位伸缩杆套筒(4-a)、围包角定位滑台(4-b)、围包角定位丝杠(4-c),围包角定位丝杠螺母(4-d)、定位伸缩杆(4-e)、围包角定位滚轮(4-f)、围包角定位摩擦衬垫(4-g)、围包角定位支撑台(4-h)、围包角定位支座(4-i)和围包角定位手轮(4-j);所述围包角定位支撑台(4-h)设置在围包角定位支座(4-i)上,所述围包角定位丝杠(4-c)、围包角定位丝杠螺母(4-d)和围包角定位手轮(4-j)同轴布置,所述的围包角定位手轮(4-j)旋转带动围包角定位丝杠(4-c)旋转,进而推动围包角定位丝杠螺母(4-d)的前后移动;所述围包角定位滑台(4-b)固定于围包角定位丝杠螺母(4-d),能沿轴向在围包角定位支撑台(4-h)上表面滑动,所述定位伸缩杆套筒(4-a)沿轴向设置在围包角定位滑台(4-b)上,所述定位伸缩杆(4-e)的顶端设置有围包角定位滚轮(4-f),所述围包角定位滚轮(4-f)的轮缘设有凹槽,凹槽内安装有围包角定位摩擦衬垫(4-g),所述围包角定位摩擦衬垫(4-g)设有绳槽。

3.根据权利要求1所述的摩擦提升机钢丝绳承载性能测试装置,其特征在于:所述的钢丝绳定位装置(5)包括钢丝绳定位支撑台(5-a)、双向液压泵(5-b)、钢丝绳定位丝杠(5-c)、钢丝绳定位支座(5-d)、液压泵定位螺栓(5-e)、液压泵主轴(5-f)、钢丝绳定位主滚轮(5-g)、钢丝绳定位主滑台(5-h)、钢丝绳定位摩擦衬垫(5-i)、钢丝绳夹持螺栓(5-j)、钢丝绳定位副滚轮(5-k)、钢丝绳定位副滑台(5-l)、钢丝绳定位丝杠螺母(5-m)、钢丝绳夹持螺母(5-n)和钢丝绳定位手轮(5-o);所述钢丝绳定位支撑台(5-a)设置在钢丝绳定位支座(5-d)上,所述钢丝绳定位丝杠(5-c)、钢丝绳定位丝杠螺母(5-m)和钢丝绳定位手轮(5-o)同轴布置,所述钢丝绳定位手轮(5-o)旋转带动钢丝绳定位丝杠(5-c)旋转,进而推动钢丝绳定位丝杠螺母(5-m)前后移动;所述钢丝绳定位主滑台(5-h)固定于钢丝绳定位丝杠螺母(5-m)上,能沿轴向在钢丝绳定位支撑台(5-a)上表面滑动;所述液压泵定位螺栓(5-e)将双向液压泵(5-b)和钢丝绳定位主滚轮(5-g)同轴固定于钢丝绳定位主滑台(5-h)上,所述钢丝绳定位主滚轮(5-g)带动液压泵主轴(5-f)同步旋转;所述钢丝绳定位副滑台(5-l)设置于钢丝绳定位支撑台(5-a)上表面,钢丝绳定位副滑台(5-l)上设置有钢丝绳定位副滚轮(5-k),所述钢丝绳定位主滚轮(5-g)与钢丝绳定位副滚轮(5-k)的轴心在一条直线上;所述钢丝绳定位主滑台(5-h)与钢丝绳定位副滑台(5-l)分别在两侧设有共线的通孔,钢丝绳夹持螺栓(5-j)从一端穿过通孔将钢丝绳定位主滑台(5-h)与钢丝绳定位副滑台(5-l)连接在一起,并在另一端通过钢丝绳夹持螺母(5-n)拧紧,使钢丝绳定位主滚轮(5-g)和钢丝绳定位副滚轮(5-k)能够在挤压力下夹持被测钢丝绳(3);所述钢丝绳定位主滚轮(5-g)和钢丝绳定位副滚轮(5-k)的轮缘设有凹槽,凹槽内安装有钢丝绳定位摩擦衬垫(5-i),钢丝绳定位摩擦衬垫(5-i)设有绳槽。

4.根据权利要求1所述的摩擦提升机钢丝绳承载性能测试装置,其特征在于:所述的加载液压缸(1)为双作用液压缸,加载液压缸包括加载液压缸缸套(1-a)、加载液压缸支座(1-b)和加载液压缸活塞杆(1-c);所述加载液压缸活塞杆(1-c)的前端设有钢丝绳锁套(1-d),与加载液压缸(1)相连的被测钢丝绳(3)的两端绳头经安装钢丝绳锁头(3-a)卡装在钢丝绳锁套(1-d)中,通过加载液压缸(1)对被测钢丝绳(3)施加拉力;两个加载液压缸互为驱动侧和负载侧,驱动侧液压缸通过调整进油口油压驱动加载液压缸活塞杆(1-c)拉动被测钢丝绳(3),负载侧液压缸通过调整出油口油压抑制被测钢丝绳(3)拖拽加载液压缸活塞杆(1-c)。

5.根据权利要求1所述的摩擦提升机钢丝绳承载性能测试装置,其特征在于:所述的加载液压缸活塞杆(1-c)的长度大于最大直径摩擦提升机的圆周长。

6.根据权利要求1所述的摩擦提升机钢丝绳承载性能测试装置,其特征在于:所述的钢丝绳定位装置(5)的数量取决于不同直径摩擦提升机的测试精度。

7.根据权利要求1所述的摩擦提升机钢丝绳承载性能测试装置,其特征在于:所述的液压缸定位孔(2-a)沿垂直方向的孔密度取决于两个加载液压缸(1)夹持的垂直距离适应不同直径摩擦提升机的测试需求。

8.根据权利要求1所述的摩擦提升机钢丝绳承载性能测试装置,其特征在于:所述的定位孔(6-a)沿圆周方向的孔密度取决于围包角定位装置(4)和若干个钢丝绳定位装置(5)围成的圆弧适应不同直径和围包角的摩擦提升机的测试需求。

9.一种使用权利要求1、2、3或4所述摩擦提升机钢丝绳承载性能测试装置的测试方法,其特征在于包括如下步骤:

(a)将围包角定位支撑台(4-h)安装在围包角定位支座(4-i)上,围包角定位丝杠(4-c)、围包角定位丝杠螺母(4-d)和围包角定位手轮(4-j)同轴安装,将围包角定位滑台(4-b)固定在围包角定位丝杠螺母(4-d)上,定位伸缩杆套筒(4-a)沿轴向安装在围包角定位滑台(4-b)上,将围包角定位摩擦衬垫(4-g)安装在围包角定位滚轮(4-f)的凹槽内,围包角定位滚轮(4-f)安装在定位伸缩杆(4-e)的顶端,组装成围包角定位装置(4);

(b)将钢丝绳定位支撑台(5-a)安装在钢丝绳定位支座(5-d)上,钢丝绳定位丝杠(5-c)、钢丝绳定位丝杠螺母(5-m)和钢丝绳定位手轮(5-o)同轴安装,将钢丝绳定位主滑台(5-h)固定在钢丝绳定位丝杠螺母(5-m)上,钢丝绳定位摩擦衬垫(5-i)安装在钢丝绳定位主滚轮(5-g)和钢丝绳定位副滚轮(5-k)的凹槽内,使用液压泵定位螺栓(5-e)将双向液压泵(5-b)和钢丝绳定位主滚轮(5-g)同轴固定在钢丝绳定位主滑台(5-h)上,使用钢丝绳夹持螺栓(5-j)从滑台一端穿过通孔将钢丝绳定位主滑台(5-h)与钢丝绳定位副滑台(5-l)连接在一起,并在滑台另一端使用钢丝绳夹持螺母(5-n)固定,组装成若干个钢丝绳定位装置(5);

(c)基于被测钢丝绳所属的摩擦提升机直径尺寸D和围包角α,按设定位置的定位孔(6-a)将围包角定位装置(4)沿垂直方向安装在钢丝绳定位平台(6)的直线段上,将若干个钢丝绳定位装置(5)沿半径方向间隔安装在钢丝绳定位平台(6)的圆弧段上,转动钢丝绳定位手轮(5-o)推动钢丝绳定位丝杠螺母(5-m)前后移动,转动围包角定位手轮(4-j)推动围包角定位丝杠螺母(4-d)前后移动,微调定位伸缩杆(4-e)的伸缩长度推动围包角定位滚轮(4-f)小范围前后移动,最终使围包角定位滚轮(4-f)和若干个钢丝绳定位主滚轮(5-g)的外缘围成的圆弧直径等于摩擦提升机的直径尺寸D、圆弧角度等于摩擦提升机的围包角α,将两个加载液压缸(1)通过液压缸定位孔(2-a)沿水平方向并排布置在液压缸定位平台(2)上,两液压缸的垂直距离为:(d)依据加载液压缸活塞杆(1-c)的伸缩长度和摩擦提升机直径尺寸D,截取所需长度的被测钢丝绳(3),在被测钢丝绳(3)的两端绳头安装钢丝绳锁头(3-a),将钢丝绳锁头(3-a)卡装在钢丝绳锁套(1-d)中,被测钢丝绳(3)的圆弧部分嵌进围包角定位摩擦衬垫(4-g)和钢丝绳定位摩擦衬垫(5-i)的绳槽内;

(e)调整驱动侧液压缸进油口油压和负载侧液压缸出油口油压,以小油压启动加载液压缸(1),此时被测钢丝绳(3)张紧,将钢丝绳夹持螺母(5-n)拧紧,使钢丝绳定位摩擦衬垫(5-i)紧密夹紧钢丝绳(3),避免钢丝绳定位摩擦衬垫(5-i)与被测钢丝绳(3)之间发生相对滑动;

(f)依据摩擦提升机直径尺寸D和围包角α,模拟实际摩擦提升两侧的重载侧负载FL1和空载侧负载FL2,由下式得出被测钢丝绳(3)在围包角α范围内的切向力分布fθ:

式中:B为实际提升机摩擦衬垫的宽度,μ为实际摩擦衬垫的摩擦系数,为FL1,FL2作用下围包弧内的蠕动弧角度,

从而得出被测钢丝绳(3)在各钢丝绳定位主滚轮(5-g)处的切向力f1,f2,f3,f4,f5,f6,f7,据此调整双向液压泵(5-b)的压油口油压,通过下式给钢丝绳定位主滚轮(5-g)添加额外旋转阻尼值:

式中:k为补偿系数,r为钢丝绳定位主滚轮(5-g)的半径,

当加载液压缸(1)拉动被测钢丝绳(3)时,FL1=kf1+kf2+kf3+kf4+kf5+kf6+kf7+FL2,从而模拟实际摩擦提升机的钢丝绳拖动过程,以及摩擦提升过程围包弧内的钢丝绳蠕动过程;

当需要测试钢丝绳的抗拉性能时,调整加载液压缸(1)和双向液压泵(5-b)的油压,驱动侧和加载侧液压缸拖动被测钢丝绳(3)模拟实际摩擦提升机的超载、二次装载工况,此时通过检测钢丝绳的单位伸长量变化是否在允许阈值内,即能检测出被测钢丝绳(3)是否满足抗拉性能的要求;

当需要测试钢丝绳的疲劳寿命时,调整加载液压缸(1)和双向液压泵(5-b)的油压,驱动侧和加载侧液压缸模拟实际摩擦提升机的提煤过程,交替循环拉动和拖拽被测钢丝绳(3),此时通过检测多个循环周期内钢丝绳(3)的断丝百分比和单位伸长量变化是否在允许阈值内,即能检测出被测钢丝绳(3)是否满足疲劳寿命要求,同时由于没有实际的装卸煤过程时间限制,通过调整加载液压缸(1)和双向液压泵(5-b)的流量,能较大程度加快测试过程。