一种缆绳曲绕寿命试验装置的制作方法

本实用新型涉及起重机技术领域，尤其涉及一种缆绳曲绕寿命试验装置。

背景技术：

缆绳具备抗拉、抗冲击、耐磨损、柔韧轻软等性能，在交通运输、工业、矿山、体育和渔业等方面应用广泛。缆绳的性能决定着很多场合的安全问题，长时间的各种负重状态下的缆绳不间断工作，肯定存在寿命周期，磨损后的缆绳会处于危险状态，因此研究缆绳的寿命很有必要。

疲劳试验在估计产品使用寿命中起着关键性作用，一般是模拟真实的载荷及环境，对被研究的对象进行实物试验，以便正确评价其寿命。由于缆绳曲绕寿命试验的目的是需要观察缆绳在不同张力，不同曲绕次数下，缆绳寿命的变化。现有技术一般通过卷筒多层缠绕来实现缆绳的曲绕，结构复杂，无法保证张力恒定，自动化程度较低，曲绕效率不高。因此需要一种可以方便循环卷绕缆绳，同时能设定需要的曲绕次数，缆绳曲绕张力的缆绳曲绕寿命试验装置。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为了克服现有技术中的曲绕装置自动化程度较低、曲绕效率不高、曲绕过程中缆绳张力不恒定的缺陷，提供一种缆绳曲绕寿命试验装置，本实用新型采用两个滑轮对拉形式，一个滑轮固定，另一个滑轮实时张紧，用于实现恒张力模式下的曲绕试验；在曲绕试验过程中，缆绳张力可以按设定值自动变化，曲绕速度可实时记录，并能在后期实现曲绕数据的记录分析。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种缆绳曲绕寿命试验装置，包括电控系统、平台基座、以及沿直线布置的定滑轮、若干个缆绳托架、断绳检测装置和曲绕张紧装置；

所述的定滑轮通过第一支撑架固定在平台基座的一端，定滑轮的端面与平台基座垂直；所述的曲绕张紧装置包括机架、动滑轮、第一电机和张紧组件，所述的机架固定在平台基座的另一端，机架上沿若干个缆绳托架的连线方向设有直线导轨，动滑轮和第一电机通过滑块安装在直线导轨上，第一电机的输出轴与动滑轮的旋转轴相连，环状的待测缆绳分别套设在定滑轮和动滑轮上；所述的张紧组件固定在机架上远离定滑轮的一侧，张紧组件与动滑轮之间设有张力传感器；所述的缆绳托架和断绳检测装置安装在定滑轮和动滑轮之间；所述的第一电机、张紧组件、张力传感器和断绳检测装置分别与电控系统通过有线或无线连接。

优选的，所述的张紧组件包括第二支撑架、涡轮蜗杆副和第二电机；所述的涡轮蜗杆副安装在第二支撑架上，涡轮蜗杆副中的涡轮由第二电机驱动，涡轮蜗杆副中的蜗杆一端与安装有动滑轮的滑块连接，另一端为自由端。

优选的，所述的张紧组件包括第二支撑架、丝杆和贯通式步进电机；所述的贯通式步进电机的中心轴上贯穿有丝杆，丝杆的一端与安装有动滑轮的滑块连接，另一端为自由端。

优选的，所述机架上远离定滑轮的一侧沿直线导轨方向设有若干个定位孔，所述的第二支撑架通过定位孔固定在机架上。

优选的，所述定滑轮和动滑轮的直径相同。

优选的，所述的第一电机为变频减速电机。

优选的，所述的断绳检测装置包括支架固定杆、以及设置于支架固定杆上的光电感应器；所述的光电感应器与缆绳之间的距离为1～3cm。

优选的，所述的缆绳托架包括底座、垂直支撑杆、第一水平支撑杆和第二水平支撑杆，所述的垂直支撑杆通过底座固定在平台基座上，所述的第一水平支撑杆和第二水平支撑杆分别固定在垂直支撑杆的顶部和底部，且第一水平支撑杆和第二水平支撑杆的安装高度与待测缆绳的安装高度匹配。

优选的，所述的缆绳托架的数量为2～5。

优选的，所述的电控系统上安装有供设定试验参数和显示试验数据的人机交互面板。

本实用新型具备的有益效果是：

1)本实用新型的缆绳曲绕寿命试验装置采用两个滑轮对拉形式，一个定滑轮固定不动，另一个动滑轮通过张紧组件在滑轨上滑动来改变两个滑轮之间的距离，实现实时张紧；张紧组件与动滑轮之间的张力传感器能够将数据实时传输给控制系统和后台进行计算，可以实时调整曲绕过程中的缆绳张力，实现闭环控制。

2)本实用新型的缆绳曲绕寿命试验装置中的张紧组件固定在机架上的定位孔中，可以沿两个滑轮的连线方向设置张紧组件的位置来适应不同的场合，应用更加广泛。

3)本实用新型的缆绳曲绕寿命试验装置中设置了断绳检测装置，能够在发生断绳或者缆绳松弛的情况下实时报警并紧急制动，保证曲绕试验过程的安全性。

4)本实用新型的缆绳曲绕寿命试验装置全自动控制，只需设置所需的张力值及曲绕次数，可实现试验过程的无人值守操作，曲绕效率高。

5)本实用新型的结构简单，成本低。

附图说明

图1为本实用新型中的缆绳曲绕寿命试验装置结构示意图；

图2为本实用新型中的曲绕张紧装置结构示意图；

图中：1定滑轮，2缆绳托架，3曲绕张紧装置，3.1第一电机，3.2动滑轮，3.3机架，3.4直线导轨，3.5张紧组件，3.6张力传感器，3.7第二支撑架，4断绳检测装置，5电控系统。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体结构和实施方式进行进一步的说明，本实用新型的各个实施方式的技术特征在没有相互冲突的前提下，均可进行相应组合。

如图1所示，一种缆绳曲绕寿命试验装置，包括定滑轮1、缆绳托架2、曲绕张紧装置3、断绳检测装置4、电控系统5。所述的定滑轮1、缆绳托架2、曲绕张紧装置3、断绳检测装置4在同一条直线上，且均固定在平台基座上，所述的平台基面也可以为地面。

所述的定滑轮1通过第一支撑架固定在平台基座的一端，定滑轮1的端面与平台基座垂直；所述的曲绕张紧装置3包括机架3.3、动滑轮3.2、第一电机3.1和张紧组件3.5，所述的机架3.3固定在平台基座的另一端，机架3.3上沿若干个缆绳托架2的连线方向设有直线导轨3.4，动滑轮3.2和第一电机3.1通过滑块安装在直线导轨3.4上，第一电机3.1的输出轴与动滑轮3.2的旋转轴相连，环状的待测缆绳分别套设在定滑轮1和动滑轮3.2上；所述的张紧组件3.5固定在机架3.3上远离定滑轮1的一侧，张紧组件3.5与动滑轮3.2之间设有张力传感器3.6；所述的缆绳托架2和断绳检测装置4安装在定滑轮1和动滑轮3.2之间；所述的第一电机3.1、张紧组件3.5、张力传感器3.6和断绳检测装置4分别与电控系统5通过有线或无线连接。

所述的张紧组件3.5用于带动动滑轮3.2在直线导轨3.4上滑动来改变两个滑轮之间的距离，实现实时张紧，使得缆绳的张力可调。在本实用新型的一个具体实施中，所述的张紧组件3.5包括第二支撑架3.7、涡轮蜗杆副和第二电机；所述的涡轮蜗杆副安装在第二支撑架3.7上，涡轮蜗杆副中的涡轮由第二电机驱动，涡轮蜗杆副中的蜗杆一端与安装有动滑轮3.2的滑块连接，另一端为自由端。所述的第二电机通过电控系统5控制启停、转向和转速，第二电机的输出轴带动涡轮在垂直面上转动，再通过蜗杆将旋转运动转化为直线运动，由于蜗杆的一端连接滑块，因此在滑块的带动下实现动滑轮3.2沿直线导轨3.4滑动。在本实用新型的另一个具体实施中，所述的张紧组件3.5包括第二支撑架3.7、丝杆和贯通式步进电机；所述的贯通式步进电机的中心轴上贯穿有丝杆，丝杆的一端与安装有动滑轮3.2的滑块连接，另一端为自由端。所述的贯通式步进电机通过电控系统5控制启停、转向和转速，此结构更加简单可控，省去了蜗轮蜗杆的传动过程，直接由贯通式步进电机带动丝杠水平运动，由于丝杆的一端连接滑块，因此在滑块的带动下实现动滑轮3.2沿直线导轨3.4滑动。

在本实用新型的一个具体实施中，所述机架3.3上远离定滑轮1的一侧沿直线导轨方向设有若干个定位孔，所述的第二支撑架3.7上设有定位机构，定位机构直接与定位孔匹配，可以调节定位机构的安装位置实现机架3.3位置可调，可适应于不同的场合。

为了使得曲绕寿命试验过程中缆绳所受的张力均衡，所述定滑轮1和动滑轮3.2的直径相同。为了更方便的调整曲绕的速度，所述的第一电机3.1选用变频减速电机，适应于不同工况条件下的频繁变速，在一定程度上能够节能，更适用于缆绳曲绕寿命试验过程。

所述的断绳检测装置4用于实时判断缆绳的状态，在正常试验状态下的缆绳具有一定的张力，当出现紧急故障时，缆绳从滑轮中脱落松弛或者崩断。在本实用新型的一个具体实施中，所述的断绳检测装置4包括支架固定杆、以及设置于支架固定杆上的光电感应器，所述的光电感应器与缆绳之间留有一定的距离，选为1～3cm，此距离可根据缆绳的型号进行调整，可以通过采用可伸缩支架固定杆实现。所述的支架固定杆可以直接固定在平台基面上，也可以固定在曲绕张紧装置3的机架3.3上，光电感应器与所述的电控系统5能够实现通讯，当出现紧急故障时，能够通过电控系统5唤醒警报器，并立即停止电机工作。

由于两个滑轮之间存在一定长度的距离，缆绳的中部由于重力作用往往会下垂，因此在定滑轮1和动滑轮3.2之间设置有若干个缆绳托架2。在本实用新型的一个具体实施中，如图1所示，缆绳托架的数量为3，每一个缆绳托架2包括十字形底座、垂直支撑杆、第一水平支撑杆和第二水平支撑杆，十字形底座的四个角设有安装孔，所述的垂直支撑杆通过十字形底座固定在平台基座上，垂直支撑杆与十字形底座之间设置有加强杆；所述的第一水平支撑杆和第二水平支撑杆分别固定在垂直支撑杆的顶部和底部，且第一水平支撑杆和第二水平支撑杆的安装高度与待测缆绳的安装高度匹配。

在本实用新型的一个具体实施中，所述的电控系统5上安装有人机交互面板，用于实现试验参数的设定，并实时显示试验数据。所述的实验参数包括张力值、电机转速、转向、曲绕圈数、曲绕时长等，所述的试验数据包括张力值大小、缆绳状态等。

本实用新型所提出的一种缆绳曲绕寿命试验装置的工作方式为：

准备阶段：将环状的待测缆绳套设在定滑轮和动滑轮上，并由缆绳托架支撑缆绳的中部，调整断绳检测装置4的安装高度为距离缆绳1～3cm处。

试验阶段：启动缆绳曲绕寿命试验装置，通过电控系统5上的人机交互面板设定需要曲绕圈数、曲绕张力值、曲绕时长，然后点击试验开始，电控系统5会自动根据两个滑轮之间的距离、设定的曲绕张力值、曲绕圈数、曲绕时长、张力传感器的实时数据等信息自动设定第一电机和第二电机的工作状态，使得装置按照设定的参数要求开始曲绕寿命试验。当达到设定试验曲绕圈数时，系统会自动停车，释放张力，并报警提醒试验人员试验结束，在正常的试验过程中无需试验人员值守。

当断绳检测装置的光电感应器检测到缆绳松弛或者缆绳崩断后，立即通过电控系统5唤醒警报器，提醒试验人员试验故障，并停止试验。

在曲绕试验的过程中，还可临时改变张紧力的大小，或者根据需要改变试验次数，电控系统5会实时记录试验数据。当试验过程中出现缆绳断裂或松弛的意外情况时，断绳检测装置4的光电感应器会自动检测到该信号，立刻通过电控系统5控制系统紧急停车，并报警提醒试验人员处理。

以上列举的仅是本实用新型的具体实施例。显然，本实用新型不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本实用新型公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本实用新型的保护范围。