本发明涉及矿山机械设备领域,尤其涉及一种钢丝绳与衬垫多向振动下的摩擦损失实验装置及方法,包括底座、固定在底座上部的机架以及固定在机架上的摩擦机构;摩擦机构上缠绕有钢丝绳;摩擦机构与钢丝绳接触的表面设置有摩擦衬垫;钢丝绳一端固定连接有配重机构;钢丝绳另一端连接有用于使钢丝绳另一端产生三维振动的激振机构;机架上设置有用于测量钢丝绳与摩擦衬垫间极限摩擦力的测量机构;激振机构与测量机构通过控制系统控制,本发明可以实现不同钢丝绳振动下的摩擦力测量,分析不同振幅、方向、位置以及不同预紧力下的绳-衬极限摩擦力损失程度。
一种钢丝绳与衬垫多向振动下的摩擦损失实验装置,其特征在于:包括底座(13)、固定在所述底座(13)上部的机架以及固定在所述机架上的摩擦机构;所述摩擦机构上缠绕有钢丝绳(6);所述摩擦机构与所述钢丝绳()接的表面设置有摩擦垫(24)所述钢丝绳(6)一端固定连接有配重机构;所述钢丝绳(6)另一端连接有用于使所述钢丝绳(6)另一端产生三维振动的激振机构:所述机架上设置有用于测量所述钢丝绳(6) 与摩擦衬垫(24)间极限摩擦力的测量机构;所述激振机构与所述测量机构通过控制系统控制;
所述激振机构包括竖直设置在所述机架内部的两个第一导轨(17)、套接在所述第一导轨(17)外部的导套(16)、固定套接所述导套(16)外侧的上支撑板(9)固定套接所述导套(16)外侧且位于所述上支撑板(9)下方的下支撑板(10)一端固定在所述机架下部使所述钢丝绳(6)产生轴向振动的纵向激振机构及固定设置在所述上支撑板(9)和所述下支撑板(10)上表面使所述钢丝绳(6)产生径向振动的两个曲柄滑块机构;
所述钢丝绳(6) 与纵向激振机构另一端连接,所述上支撑板(9)下支撑板(1)上开设有使钢丝绳(6)穿过的过孔;
所述上支撑板(9)上的曲柄滑块机构与所述下支撑板(10)上的曲柄滑块机构平面投影
相互垂直。
根据权利要求1所述的一种钢丝绳与衬垫多向振动下的摩擦损失实验装置,其特征在于:所述机架上部固定有上平台(8),所述机架下部固定有下平台(12),所述上平台(8)上设有使所述钢丝绳(6)两端穿过的两个通孔,纵向激振机构固定在所述下平台(12)上表面。
根据权利要求1所述的一种钢丝绳与衬垫多向振动下的摩擦损失实验装置,其特征在于:所述配重机构包括配重(14)及用于调节所述配重(14)重量的销轴(15),所述配重(14)与所述钢丝绳(6)一端固定连接。
.根据权利要求2所述的一种钢丝绳与衬垫多向振动下的摩擦损失实验装置,其特征在于:所述测量机构包括复位杆(2)与所述复位杆(2)一端较接的指针杆(3)一端与所述指针杆(3)较接的压力传感器(5)与所述压力传感器(5) 另一端固定连接的测量液压缸7;所述测量液压缸(7)固定在所述上平台(8)上表面,所述复位杆(2) 另一端与所述摩擦机构连接,所述指针杆(3)与所述压力传感器(5)接处与所述压力传感器()固定连接
有带角度指示的刻度盘(4)。
根据权利要求2所述的一种钢丝绳与衬垫多向振动下的摩擦损失实验装置,其特征在于:所述摩擦机构包括主轴(19)、固定所述主轴(19)的两个轴承座(18)通过滑动轴承(25)与所述主轴(19)转动连接的摩擦轮(1)及套接在所述主轴(19)外侧且处于所述轴承座(18) 和所述摩擦轮(1)之间的单向转动机构:
所述轴承座(18)固定在所述上平台(8)上表面，所述摩擦轮(1)沿圆周开设有安装槽所述安装槽内固定安装摩擦衬垫(24),所述轴承(9)通过两个滚动轴承(26)转动连接在所述轴承座(18)内。
根据权利要求2所述的一种钢丝绳与衬垫多向振动下的摩擦损失实验装置,其特征在于:所述纵向激振机构为高频伺服液压缸(11)。
根据权利要求1所述的一种钢丝绳与衬垫多向振动下的摩擦损失实验装置,其特征在于:所述曲柄滑块机构包括固定在所述上支撑板()下支撑板(10)上的电机(27)与所述电机(27)输出轴固定连接的偏心轮(28)一端转动连接在所述偏心轮(28)非轴心处的连杆(29)与所述连杆(29) 另一端转动连接的滑块(31)与所述滑块(31)配合滑动的第二导轨(30)及转动连接在所述滑块(31)另一面且防止所述钢丝(6)脱落的两个滑轮(32);所述第二导轨(30)焊接在所述上支撑板(9)、下支撑板(10)上表面。
根据权利要求5所述的一种钢丝绳与衬垫多向振动下的摩擦损失实验装置，其特征在于:所述单向转动机构包括设置在所述摩擦轮(1)轴部内侧的棘轮(21)与所述主轴(9)固定连接的棘爪固定盘(22)、转动连接且沿圆周均匀设置在所述棘爪固定盘(22)上的多个棘爪(23):
所述棘爪固定盘(22)与所述主轴(9)通过花键(20)固定连接,所述复位(2)通过所述花键(20) 与所述主轴(9)固定连接在所述爪盘(22)外侧。
应用权利要求1所述的钢丝绳与衬垫多向振动下的摩擦损失实验装置的实验方法，其特征在于:包括如下步骤:
步骤1,调节所述配重机构达到预定重量;
步骤2,调节所述纵向激振机构拉紧所述钢丝绳(6),将所述配重机构稍提起然后保持平衡;
步骤3,调整两个所述曲柄滑块机构;
步骤3.1,调整所述曲柄滑块机构达到预定激振频率:
步骤3.2,调整所述曲柄滑块机构达到预定激振振幅:步骤3.3,通过控制系统使所述纵向激振机构达到预定纵向激振频率和振幅;步骤4,通过控制系统控制所述测量机构推动所述摩擦机构运动,当推力达到一定值时,所述摩擦机构与钢丝绳(6)发生滑移,通过所述测量机构得到的数据计算钢丝绳(6)与
摩擦机构之间的极限摩擦力;步骤5,实验结束后将所述测量机构复位,进行下一次实验测量。10.根据权利要求8所述的钢丝绳与衬垫多向振动下的摩擦损失实验装置的实验方法其特征在于:所述激振频率为0-50Hz,所述配重(14)重量为500-2000kg,所述激振振幅为0.5-2mm。
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