本發(fā)明屬于鋼絲繩微動磨損試驗裝置，特別是涉及一種礦用鋼絲繩微動磨損實驗裝置。

背景技術(shù)：

礦井提升機是煤礦生產(chǎn)和挖掘中使用的重要設(shè)備，它是運送煤炭、人員、物料、等的主要通道，而提升鋼絲繩作為礦井提升機中的重要組成部分，它起到連接提升容器與提升機的作用。

鋼絲繩的強度大小及其壽命長短對提升機的可靠性水平有重要作用，而直接影響到提升機的安全和礦井生產(chǎn)。因此通過微動磨損實驗機，以驗證礦用鋼絲繩微動磨損和使用壽命，并探索有效的方法來減少微動磨損，從而減少疲勞斷鋼絲繩延長的重要意義的可靠性。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種礦用鋼絲繩微動磨損實驗裝置，在速率、振幅、載荷可控條件下更加逼真的模擬礦井提升用鋼絲繩內(nèi)部鋼絲之間發(fā)生的微動磨損。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種礦用鋼絲繩微動磨損實驗裝置，包括實驗臺，所述實驗臺的頂部設(shè)有三相異步電機，所述三相異步電機的輸出端連接有凸輪，所述凸輪的底部通過振幅調(diào)節(jié)機構(gòu)與彈性板的頂部連接，所述彈性板的一端固定于所述實驗臺，另一端懸空，所述彈性板的底部剛性連接于振動件，所述振動件的頂部和底部相應(yīng)位置處設(shè)有第一夾緊件用于夾持豎向鋼絲繩，所述振動件水平的一側(cè)設(shè)有液壓缸，所述液壓缸的輸出端設(shè)有第二夾緊件用于夾持水平鋼絲繩，所述水平鋼絲繩的中部套在所述豎向鋼絲繩上，其端部固定于所述第二夾緊件，通過所述三相異步電機帶動所述凸輪轉(zhuǎn)動，驅(qū)動所述彈性板上下振動，以帶動所述振動件及所述豎向鋼絲繩上下移動，所述豎向鋼絲繩與所述水平鋼絲繩產(chǎn)生微動摩擦。

進一步，所述振幅調(diào)節(jié)機構(gòu)包括支架及連桿，所述支架的頂部固定有從動輪與所述凸輪接觸，所述支架的底部設(shè)有水平的通槽，所述連桿的頂部連接于所述通槽，所述連桿的底部抵觸于所述彈性板的頂面，通過調(diào)節(jié)所述連桿在所述通槽內(nèi)的位置，來調(diào)節(jié)所述彈性板的振幅。

進一步，所述支架的邊緣沿所述通槽延伸方向設(shè)有刻度。

進一步，所述支架水平的兩端設(shè)有鎖緊螺釘，當(dāng)所述連桿在所述通槽內(nèi)位置固定時，通過所述鎖緊螺釘鎖緊。

進一步，所述實驗臺的側(cè)面固定有支撐塊，所述支撐塊上設(shè)有通孔供所述支架的豎直部分穿過，當(dāng)所述凸輪轉(zhuǎn)動時，所述支撐塊限制所述支架僅沿豎向移動。

進一步，所述彈性板的底面設(shè)有振動加速度傳感器，用于測量所述彈性板的振幅。

進一步，所述彈性板的底部一體的向下延伸有立柱，所述立柱的底部通過螺栓擰緊固定在所述振動件上。

進一步，所述第一夾緊件上設(shè)有第一拉力傳感器，用于監(jiān)測所述豎向鋼絲繩在磨損過程中的拉力。

進一步，所述第二夾緊件上設(shè)有第二拉力傳感器，用于測量和控制由所述液壓缸加載提供的初始拉力。

進一步，所述振動件的底部設(shè)有彈簧，用于提供所述振動件向上運動的回彈力。

本發(fā)明的有益效果：

豎向鋼絲繩通過振動件進行預(yù)緊及固定，水平鋼絲繩通過液壓缸進行預(yù)緊及固定，通過調(diào)節(jié)電機驅(qū)動凸輪轉(zhuǎn)動，從而使一端固定的彈性板上下振動，與彈性板相連的振動件隨之振動，不動的水平鋼絲繩與隨著振動件做往復(fù)上下運動的豎向鋼絲繩之間產(chǎn)生連續(xù)的微動摩擦，本發(fā)明可在振動的速率、振幅、載荷可控條件下較逼真的模擬鋼絲繩內(nèi)部鋼絲之間的微動磨損，以檢驗鋼絲繩的的微動磨損及使用壽命，防止礦用鋼絲繩微動疲勞損傷。

附圖說明

圖1為本發(fā)明礦用鋼絲繩微動磨損實驗裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1中振幅調(diào)節(jié)機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為圖1的前視圖；

圖4為本發(fā)明礦用鋼絲繩微動磨損實驗裝置中豎向鋼絲繩與水平鋼絲繩連接的示意圖；

圖中，1—實驗臺、2—三相異步電機、3—凸輪、4—支架、5—從動輪、6—通槽、7—連桿、8—鎖緊螺釘、9—支撐塊、10—通孔、11—彈性板、12—振動加速度傳感器、13—立柱、14—振動件、15—第一夾緊件、16—第一拉力傳感器、17—液壓缸、18—第二夾緊件、19—第二拉力傳感器、20—彈簧、21—豎向鋼絲繩、22—水平鋼絲繩。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

需要說明，本發(fā)明實施例中所有方向性指示(諸如上、下、左、右、前、后……)僅用于解釋在某一特定姿態(tài)(如附圖所示)下各部件之間的相對位置關(guān)系、運動情況等，如果該特定姿態(tài)發(fā)生改變時，則該方向性指示也相應(yīng)地隨之改變。另外，在本發(fā)明中涉及“第一”、“第二”等的描述僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示其相對重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括至少一個該特征。

如圖1及圖4，本發(fā)明提供一種礦用鋼絲繩微動磨損實驗裝置，包括實驗臺1，實驗臺1的頂部設(shè)有三相異步電機2，三相異步電機2內(nèi)裝有變頻調(diào)節(jié)器，三相異步電機2的輸出端連接有凸輪3，凸輪3的底部通過振幅調(diào)節(jié)機構(gòu)與彈性板11的頂部連接，彈性板11的一端固定于實驗臺1，另一端懸空，彈性板11的底部剛性連接于振動件14，振動件14的頂部和底部相應(yīng)位置處設(shè)有第一夾緊件15用于夾持豎向鋼絲繩21，振動件14水平的一側(cè)設(shè)有液壓缸17，液壓缸17的輸出端設(shè)有第二夾緊件18用于夾持水平鋼絲繩22，水平鋼絲繩22的中部套在豎向鋼絲繩21上，其端部固定于第二夾緊件18，通過三相異步電機1帶動凸輪3轉(zhuǎn)動，驅(qū)動彈性板11上下振動，以帶動振動件14及豎向鋼絲繩21上下移動，豎向鋼絲繩21與水平鋼絲繩22產(chǎn)生微動摩擦。

如圖1至圖3，振幅調(diào)節(jié)機構(gòu)包括支架4及連桿7，支架4豎直部分的頂部固定有從動輪5與凸輪3接觸，支架4的底部設(shè)有水平的通槽6，通槽6內(nèi)裝有連桿7，連桿7的頂部連接于通槽6，連桿7的底部抵觸于彈性板11的頂面，通過調(diào)節(jié)連桿7在通槽6內(nèi)的位置，即改變懸臂梁的作用點，來調(diào)節(jié)彈性板11的振幅。支架4水平部分的邊緣沿通槽6延伸方向設(shè)有刻度，當(dāng)調(diào)節(jié)連桿7位置時，可以直接根據(jù)刻度讀取調(diào)節(jié)距離。支架4水平的兩端設(shè)有鎖緊螺釘8，鎖緊螺釘8穿入通槽6內(nèi)，當(dāng)連桿7在通槽6內(nèi)位置固定時，通過鎖緊螺釘8在水平方向上鎖緊連桿7，同時連桿7頂部通過螺栓鎖緊至通槽6上，從而將連桿7與支架4固定起來，共同運動。實驗臺1的側(cè)面固定連接有支撐塊9，支撐塊9上設(shè)有通孔10供支架4的豎直部分穿過，當(dāng)凸輪3轉(zhuǎn)動時，支撐塊9限制支架4僅沿豎向移動，避免水平面內(nèi)的運動。當(dāng)凸輪3被三相異步電機2帶動轉(zhuǎn)動時，凸輪3推動從動輪5豎向移動，從而推動支架4及連桿7豎向移動，連桿7的底部抵觸于彈性板11的頂面，從而推動彈性板11懸空的一端上下振動。

如圖1、圖3及圖4，彈性板11的底面設(shè)有振動加速度傳感器12，用于測量彈性板11的振幅。彈性板11的底面一體的向下延伸有立柱13，立柱13的底部通過螺栓擰緊固定在振動件14的頂面上。振動件14成框形，在本實施例中，第一夾緊件15為連接于振動件14板面的掛鉤，振動件14頂面和底面的掛鉤朝向彼此設(shè)置，豎向鋼絲繩21的兩端也具有掛鉤，彼此掛鉤相扣接，從而將豎向鋼絲繩21連接在振動件14上，通過振動件14來對豎向鋼絲繩21進行預(yù)緊及固定。振動件14一側(cè)的液壓缸17固定在實驗臺1上，其輸出端沿水平方向伸縮，第二夾緊件18為設(shè)置在液壓缸17輸出端的兩個掛鉤，兩個掛鉤分別朝向相反的方向彎折，從而供水平鋼絲繩22的兩端掛住，水平鋼絲繩22通過液壓缸17進行預(yù)緊及固定。在其它實施例中，第一夾緊件15和第二夾緊件18也可以通過其它的連接方式連接于豎向鋼絲繩21和水平鋼絲繩22。

如圖3，第一夾緊件15上設(shè)有第一拉力傳感器16，用于監(jiān)測豎向鋼絲繩21在磨損過程中的拉力，第二夾緊件18上設(shè)有第二拉力傳感器19，用于測量和控制由液壓缸17加載提供的初始拉力。

如圖1及圖3，振動件14的底部設(shè)有彈簧20，彈簧20的底部固定于實驗臺1的底面，頂部固定于振動件14的底面上，彈簧20可提供振動件14向上運動的回彈力和豎向的輔助支撐。振動件14的后側(cè)還設(shè)有導(dǎo)軌(未圖示)，用于導(dǎo)引振動件14沿豎向運動。

上述實驗裝置在實驗時，先將豎向鋼絲繩21連接在兩個第一夾緊件15上，并通過振動件14來預(yù)緊，保證豎向鋼絲繩21拉緊，然后將水平鋼絲繩22的一端勾在第二夾緊件18上，另一端繞過豎向鋼絲繩21并回折后勾在第二夾緊件18上，并通過液壓缸17預(yù)緊，保證水平鋼絲繩22拉緊，通過第二拉力傳感器19來測量及控制初始拉力載荷。然后開啟三相異步電機2，帶動凸輪3轉(zhuǎn)動，凸輪3轉(zhuǎn)動過程中會推動振幅調(diào)節(jié)機構(gòu)上下移動，從而通過連桿7推動一端固定的彈性板11上下振動，與彈性板11相連的振動件14隨之振動，此時不動的水平鋼絲繩22與隨著振動件14做往復(fù)上下運動的豎向鋼絲繩21之間產(chǎn)生連續(xù)的微動摩擦。在不同的載荷作用下，在規(guī)定的時間內(nèi)進行實驗，實驗過程中使鋼絲繩一直處于微動磨損狀態(tài)，一定時間后將載荷卸載，然后在材料金相顯微鏡與SEM顯微鏡下觀測鋼絲繩表面磨損狀態(tài)，從而檢驗鋼絲繩的微動磨損及使用壽命。

本發(fā)明可以在振動的速率、振幅、載荷可控條件下進行多組實驗，較逼真的模擬鋼絲繩內(nèi)部鋼絲之間的微動磨損，以檢驗鋼絲繩的的微動磨損及使用壽命，防止礦用鋼絲繩微動疲勞損傷。

以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進行修改或者等同替換，而不脫離本技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍內(nèi)。