[发明专利]一种缠绕式提升机钢丝绳低温振动测试装置及方法

权利要求书

1.一种缠绕式提升机钢丝绳低温振动测试装置，其特征在于，包括一号卷筒和二号卷筒、设置在所述一号卷筒和二号卷筒之间的钢丝绳振动机构、直线滑移机构以及设置在一号卷筒周围，用以模拟外界环境温度的低温恒温装置；

所述一号卷筒和二号卷筒平行布置且处于不同的高度，待测钢丝绳一端与一号卷筒处的第一卡绳器卡固连接，另一端绕过所述钢丝绳振动机构后绕至二号卷筒，与二号卷筒处的第二卡绳器卡固连接；

所述钢丝绳振动机构用于实现对运动中的待测钢丝绳施加平面内、外横向振动以及复合振动；

直线滑移机构，设置在所述钢丝绳振动机构的底部，用于改变整个钢丝绳振动机构在一号卷筒和二号卷筒之间的位置，以改变待测钢丝绳的仰角，方便观测仰角对提升机钢丝绳磨损行为的影响；

力传感器，用于检测待测钢丝绳的纵向力；

所述钢丝绳振动机构包括：型材立柱、型材安装板、上机架、上导轨、弹簧、一号模态激振器、下导轨、二号模态激振器、下机架以及天轮，其中，

所述型材立柱上固定所述型材安装板，所述型材安装板上固定连接一号模态激振器，一号模态激振器的输出轴与所述上机架连接，所述上机架通过竖向直线滑移机构与所述型材安装板之间滑动连接；

所述型材安装板与上机架之间设有弹簧，通过所述弹簧抵消待测钢丝绳对天轮在竖直方向的压力；

所述上机架的底部固定连接有二号模态激振器，二号模态激振器的输出轴与下机架连接，下机架的上端通过水平向直线滑移机构与上机架之间滑动连接，下机架的下端转动连接所述天轮，所述天轮上支撑连接所述待测钢丝绳；

所述直线滑移机构包括：上底板、三号电机、第一丝杠以及第一导轨，其中，所述上底板设置在整个钢丝绳振动机构的底部，与所述型材立柱通过螺栓连接；

所述第一丝杠沿天轮径向方向设置，第一丝杠的端部通过联轴器与所述三号电机连接，第一丝杠上的导向块与所述上底板固定连接；

上底板的底部两侧设有导向用的第一导轨；

所述低温恒温装置包括低温恒温槽以及管道，所述管道包覆设置在所述一号卷筒的上面、下面以及后面三面处，管道连接低温恒温槽的出水口以及进水口，低温恒温槽的冷却液通过出水口，流经试验装置所在区域并最终流回入水口，完成对试验装置所在环境温度的改变。

2.根据权利要求1所述的缠绕式提升机钢丝绳低温振动测试装置，其特征在于，还包括排绳机构，设置在一号卷筒上位于待测钢丝绳伸出方向的一侧，用于防止待测钢丝绳乱绳，包括第二丝杠，所述第二丝杠设置在所述一号卷筒的上位于待测钢丝绳伸出方向的一侧，第二丝杠的一端通过链轮传动机构与所述一号卷筒的同轴实现同步转动；第二丝杠上设有导向块，所述导向块下端面与第二导轨连接，上端面与所述力传感器连接，导向块上半部分与竖直方向成30度夹角，力传感器的上部设有导向轮，位于一号卷筒绕出端与导向轮入绳端之间的待测钢丝绳在水平平面内；

所述第一丝杠的螺距与一号卷筒绳槽节距相等且链轮的传动比为1，起排绳作用，能够有效防止待测钢丝绳乱绳。

3.根据权利要求2所述的缠绕式提升机钢丝绳低温振动测试装置，其特征在于，所述力传感器为称重传感器。

4.根据权利要求1所述的缠绕式提升机钢丝绳低温振动测试装置，其特征在于，所述一号卷筒的筒轴通过第一联轴器依次连接扭矩转速传感器和一号电机；

所述二号卷筒的筒轴一端通过第二联轴器与二号电机连接，另一端连接有磁粉测功机。

5.一种基于权利要求1~4中任一所述缠绕式提升机钢丝绳低温振动测试装置的试验方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）启动直线滑移机构，将钢丝绳振动机构推移至实验所需位置，到达后锁定；

（2）将待测钢丝绳一端经二号卷筒卡绳器卡固连接后，沿二号卷筒绳槽缠绕n层，n＞0，待测钢丝绳绕出后经钢丝绳振动机构绕入一号卷筒，并与一号卷筒绳卡绳器卡固连接；

（3）对待测钢丝绳施加纵向载荷，驱动一号卷筒，待二号卷筒上的钢丝绳全部绕出后，一号卷筒停止转动，驱动二号卷筒使二号卷筒反转至初始位置；

（4）打开低温恒温装置，设置相关参数，低温恒温装置内设有温度传感器，等待低温恒温装置测得的环境温度稳定至实验要求温度；

（5）根据实验所需振动力大小、振动频率设置钢丝绳振动机构的振动参数；

（6）启动一号卷筒，在二号卷筒处的待测钢丝绳完全绕出前停转一号卷筒；

（7）启动二号卷筒，使二号卷筒反转至初始位置；

通过设置在一号卷筒端部的扭矩转速传感器测得一号卷筒的实际转速；

通过低温恒温装置可测得钢丝绳工作的环境温度。