[发明专利]无接头钢丝绳与衬垫无级变速滑动摩擦试验机及试验方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种无接头钢丝绳与衬垫无级变速滑动摩擦试验机，尤其适用于模拟矿井摩擦提升机上钢丝绳与摩擦衬垫之间的滑动摩擦工况。

背景技术

随着矿井生产向大型化、现代化方向发展，依靠摩擦衬垫与钢丝绳之间的摩擦力来传递提升动力的摩擦提升机已被广泛应用于大型矿井提升系统。在正常提升工况下，矿井摩擦提升机上的摩擦衬垫与钢丝绳之间存在弹性滑移，滑速低于10mm/s，但由于两者所处环境恶劣，连续运行时间长，再加之存在操作不当致使提升机过载的可能，随时存在打滑的危险，当发生高速打滑事故时，衬垫与钢丝绳间相对滑速加速增大，可达几十米每秒。提升机打滑工况下衬垫的摩擦学性能将直接影响矿井摩擦提升机的提升安全可靠性，因此需要进行高速滑动摩擦试验以对其进行研究。然而，高速滑动摩擦试验属于破坏性试验，无法进行现场试验，因此，有必要研制能够模拟矿井摩擦提升机打滑工况的摩擦试验机。

目前，已存在的衬垫与钢丝绳摩擦试验机均基于平面法原理：专利(CN02212593.0)公开了一种“摩擦衬垫摩擦性能模拟试验机”，专利(CN201010567284.4)公开了一种“摩擦衬垫检测机”，上述两种试验机仅能模拟低速(<10mm/s)滑动工况；专利(CN200510134988.1)公开了一种“钢丝绳与衬垫高速摩擦实验机”，该试验机能模拟0.5mm/s至6m/s的滑动工况，但该试验机无法模拟加速滑动工况且钢丝绳与衬垫间的滑动距离有限。另外，专利(CN201110436607.0)公开了一种“矿井摩擦提升机衬垫滑动摩擦试验机”的设计方案，虽然该摩擦试验机结构简单但由于其衬垫随轮子转动，有时接触钢丝绳、有时脱离，且衬垫处于一个旋转周期内的不同位置时，所受比压是变动、不确定的，因此不利于正确、直接地研究衬垫的摩擦学性能。

由此可见，现有钢丝绳与衬垫摩擦试验机存在如下问题：(1)已有试验机都是采用两块衬垫夹持钢丝绳，然后抽动钢丝绳来测量衬垫摩擦学性能，这与矿井摩擦提升机上弧形衬垫与钢丝绳的实际滑动摩擦情况不符；(2)已有试验机无法实现加速滑动工况；(3)已有试验机的钢丝绳长度是有限的，因此滑动距离是有限的，特别是高速滑动时，无法实现与衬垫长时间地滑动摩擦。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种无接头钢丝绳与衬垫无级变速滑动摩擦试验机及试验方法，无接头钢丝绳与衬垫无级变速滑动摩擦试验机结构紧凑、操作简单、安装方便、可靠性高、可模拟多种矿井摩擦提升机打滑工况。

技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

无接头钢丝绳与衬垫无级变速滑动摩擦试验机，包括动力系统、动力传动系统和无接头钢丝绳与衬垫滑动摩擦副装置，所述无接头钢丝绳与衬垫滑动摩擦副装置包括无接头钢丝绳轮和摩擦衬垫，所述动力系统通过动力传动系统驱动无接头钢丝绳轮上的无接头钢丝绳圈对摩擦衬垫作滑动摩擦试验。

进一步的，所述无接头钢丝绳轮竖直架设在机架上，所述无接头钢丝绳轮的对称中心面与摩擦衬垫的绳槽的对称中心面处于同一竖直面，且所述无接头钢丝绳圈的圆周表面与摩擦衬垫前部绳槽摩擦接触设置，所述摩擦衬垫后部设置在衬垫夹具的前部，所述衬垫夹具的底部设置在滑块导轨组件上，所述衬垫夹具的后部与加载油缸相连。

进一步的，无接头钢丝绳轮包括两个半轮、若干弧形衬垫、无接头钢丝绳圈，所述两个半轮背向贴合对称设置，形成圆周上带有一圈圆周槽的整轮，所述无接头钢丝绳圈嵌入设置在两个半轮之间的圆周槽内，并通过均匀设置在圆周槽内的若干弧形衬垫撑紧。

进一步的，所述衬垫夹具包括主立板、槽钢、双耳板和底板，所述衬垫夹具的前部为由主立板、槽钢和底板形成方形槽，所述摩擦衬垫后部固定设置在方形槽内，所述衬垫夹具的后部通过双耳板与加载油缸通过活塞杆相连。

进一步的，所述滑块导轨组件包括导轨和滑块，所述加载油缸推动衬垫夹具携带摩擦衬垫随滑块沿导轨移动。

进一步的，所述摩擦衬垫在四个侧面上均设有尺寸相同的竖直方向的绳槽。

进一步的，所述动力系统包括变频器和变频电机，所述变频器与变频电机通过电缆连接。