一种提升钢丝绳层间过渡检测装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种提升钢丝绳层间过渡检测装置及方法，适用于模拟钢丝绳在卷筒上多层卷绕换层爬升时的摩擦振动行为和状态，为提升和卷扬设备多层缠绕设计和优化提供检测手段。
【背景技术】
[0002]工程领域中经常会用到提升和卷扬等设备，如各类起重机械和矿井提升设备等。钢丝绳在工作时，会同时承受拉伸、弯曲、扭转和挤压等各种载荷，还伴随着各种机械损伤，这些与它的工作条件密切相关。很多情况下，单层卷绕的方式不能很好地适应功能上的需求，多层卷绕钢丝绳的合理利用仍需要进一步研究，对于钢丝绳多层卷绕，当一层缠绕完毕时，必定会需要换层，钢丝绳在换层爬升阶段，伴随着复杂的受力和摩擦行为，对于钢丝绳的寿命有着深远的影响，研究这一阶段钢丝绳的摩擦行为，对于合理设计多层卷绕卷筒以及提高钢丝绳的使用寿命有着重要的理论指导意义与实际工程价值。因此，有必要发明一种钢丝绳在卷筒上多层卷绕换层爬升阶段摩擦检测装置。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种能够较全面的模拟和测量钢丝绳在卷筒上多层卷绕换层爬升阶段钢丝绳的张力、钢丝绳间的摩擦力以及钢丝绳自身扭转力变化情况的摩擦检测装置及实验方法。
[0004]本发明技术方案如下:
[0005]—种提升钢丝绳层间过渡检测装置，包括卷筒组件、钢丝绳张紧组件、钢丝绳加载组件和丝杠滑动组件;卷筒组件用于将钢丝绳缠绕在卷筒上，并能驱动卷筒旋转，钢丝绳张紧组件用于张紧一段钢丝绳，钢丝绳加载组件用于为钢丝绳张紧组件提供竖直加载，使张紧的钢丝绳和缠绕在卷筒上的钢丝绳之间产生加载力;丝杠滑动组件用于驱动钢丝绳张紧组件在导轨(2)上移动，使得张紧的钢丝绳和缠绕在卷筒上的钢丝绳之间产生相对位移;所述的卷筒组件和丝杠滑动组件安装在底架(I)上，所述的钢丝绳张紧组件通过螺纹杆和静态扭矩传感器(28)与钢丝绳加载组件相连接，所述的钢丝绳加载组件通过滑块(9)套在垂直光轴导轨(4)上，垂直光轴导轨(4)下部固定在可以沿水平导轨(2)滑动的台架上。
[0006]所述的提升钢丝绳层间过渡检测装置，卷筒组件包括卷筒(12)、扭矩传感器(23)和第一变频电机(I O )，卷筒(I 2)由第一变频电机(1)驱动旋转，变频电机(1)和卷筒(I 2)之间连接扭矩传感器(23 )，实时测量卷筒(12)上的扭矩。
[0007]所述的提升钢丝绳层间过渡检测装置，钢丝绳张紧组件包括直线张紧组件和弯曲张紧组件，直线张紧组件能够在钢丝绳呈直线状态下张紧钢丝绳，弯曲张紧组件可以将钢丝绳呈弯曲或折线状张紧。
[0008]所述的提升钢丝绳层间过渡检测装置，直线张紧组件包括钢丝绳张紧板(29)、支撑装置(36)、张紧滑块(25B)、拉压传感器(35)、第一钩子(34A)、第二钩子(34C)和第二螺纹杆(38);支撑装置(36)固定在钢丝绳张紧板(29)的一端，支撑装置(36)内部设置有导向轨道，该导向轨道为张紧滑块(25B)提供导向和支撑，张紧滑块(25B)的一侧与第二螺纹杆
(38)固连，支撑装置(36)上设置和螺纹杆(38)配合的内螺纹，旋转第二螺纹杆(38)可以带动张紧滑块(25)在支撑装置(36)的导向轨道上滑动;张紧滑块(25B)的另一侧与拉压传感器(35)连接，拉压传感器(35)上装有第一钩子(34A)，第一钩子(34A)用以勾住钢丝绳的一端，第二钩子(34C)固定在钢丝绳张紧板(29)的另一端，并勾住钢丝绳的另一端，钢丝绳张紧板(29)的另一端通过静态扭矩传感器(28)和第二中间板侧板(41B)连接在一起，拉压传感器(35)可以实时测量出作用在钢丝绳上的拉压力，静态扭矩传感器(28)实时测量作用在钢丝绳上的静态扭矩。
[0009]所述的提升钢丝绳层间过渡检测装置，弯曲张紧组件包括光轴滑轨(37)、限位滑块(40)、第一侧板(39)、第二侧板(39B)、第三钩子(34B)、第四钩子(34D)、导向装置(26)、第一张紧滑块(25)、第一螺纹杆(27)，所述光轴导轨(37)共四个，每两个一组分别固定在中间板(30)的第一中间板侧板(41)和第二中间板侧板(41B)上，第一侧板(39)和第二侧板(39B)分别通过两个限位滑块(40)套在光轴滑轨(37)上，第一侧板(39)和第二侧板(39B)整体可以沿光轴滑轨(37)上下滑动，并通过限位滑块(40)固定位置；导向装置(26)固定在第二侧板(39B)上，导向装置(26)内部设置轨道，第一张紧滑块(25)上的凹槽与该轨道配合，使得第一张紧滑块(25)可以沿导向装置(26)滑动;第一螺纹杆(27)和第二侧板(39B)上的螺纹孔配合，第一螺纹杆(27)—端和第一张紧滑块(25)固连，旋转第一螺纹杆(27)，可以推动第一张紧滑块(25)沿轨道移动，将钩挂在第三钩子(34B)、第四钩子(34D)上的钢丝绳拉紧，通过第一侧板(39)和第二侧板(39B)在光轴滑轨(37)上的上下滑动，可以调节压紧在滚筒上的的钢丝绳的弯曲程度，检测该钢丝绳在弯曲状态下的有关层间过渡摩擦性能。
[0010]所述的提升钢丝绳层间过渡检测装置，限位滑块(40)可以锁紧在光轴滑轨(37)的任一位置，调整限位滑块(40)的锁紧位置，则勾挂在侧板(39)上的钢丝绳绳端随之改变位置，从而可以调节钢丝绳的弯曲程度。
[0011]所述的提升钢丝绳层间过渡检测装置，丝杠滑动组件包括第二变频电机(15)、丝杠(17)和水平导轨(2);第二变频电机(I5)通过联轴器带动丝杠(17)旋转，使丝杠(17)上的丝杠滑块(18)产生水平位移，丝杠滑块(18) —端和第一拉压传感器(19)连接，第一拉压传感器(19)固定在横梁(20)上，整个钢丝绳张紧组件和钢丝绳加载组件所在的滑轨固定在一起，启动第二变频电机(15)，使丝杠(17)上的丝杠滑块(18)产生水平位移，即可推动钢丝绳张紧组件和钢丝绳加载组件整体沿水平导轨(2)平移;第一拉压传感器(19)用于测量提升钢丝绳在卷筒上层间过渡时直钢丝绳、弯曲钢丝绳与卷筒上的缠绕钢丝绳之间不同角度摩擦时的摩擦力。
[0012]所述的提升钢丝绳层间过渡检测装置，通过螺杆(33)将配重块固定在压板(31)上，可以根据需要固定不同的配重块，压板(31)外侧四角通过光轴滑块(9)与垂直光轴导轨
(4)相配合，使整个装置可以沿垂直导轨上下浮动，压板(31)上开有弧形通槽，与中间板(30)上的螺杆相配合，可将中间板(30)固定在压板(31)上，通过弧形通槽，中间板(30)可以相对于压板(31)转动，从而实现钢丝绳间不同角度的摩擦;钢丝绳张紧组件一侧通过静态扭矩传感器(28)与支撑装置相连，另一侧通过张紧螺杆(38)与中间板(30)相连，整个钢丝绳张紧组件可以绕被张紧钢丝绳(32)的中心旋转，通过静态扭矩传感器(28)可测量钢丝绳(32)自身所受的扭矩，张紧组件配有张紧滑块，通过螺纹杆(38)可拖拽张紧滑块将钢丝绳拉紧，张紧滑块与钢丝绳(32)之间装有拉压传感器(35)，可以测量和控制钢丝绳(32)的张紧力大小，拉压传感器(35)和钢丝绳(32)之间用钩子(34A)相连接，换绳十分方便；中间板(30)两侧还配有光轴导轨(37)和限位滑块(40)，从而将两侧板(39)与中间板(30)连接起来，两侧板(39)可以通过限位滑块(40)锁紧在光轴滑轨(37)的不同位置上，实现钢丝绳间的弧形摩擦。
[0013]所述的提升钢丝绳层间过渡检测装置，钢丝绳加载组件用于向待测钢丝绳上加载竖直方向的压力，其包括压板(31)、中间板(30);压板(31)外侧装有四个完全