自动扶梯梯级链滚轮疲劳寿命检验方法
【专利摘要】本发明提供一种自动扶梯梯级链滚轮疲劳寿命检验方式及一种自动扶梯梯级链滚轮疲劳寿命检验方法。一种自动扶梯梯级链滚轮疲劳寿命检验方法包括以下步骤：a、对若干个标准滚轮样本进行模拟滚轮在轨道上运动的试验；通过试验数据拟合出梯级链滚轮疲劳寿命计算函数。b、利用计算函数计算待测滚轮样本的理论疲劳寿命Nh理；对待测滚轮样本进行试验，得出待测滚轮样本的疲劳寿命Nh实；判定待测滚轮样本的疲劳寿命是否满足实际使用要求。本发明减少测试试验时间，提高试验效率，并确定了一个有效的梯级链滚轮疲劳寿命的检验方法。
【专利说明】
自动扶梯梯级链滚轮疲劳寿命检验方法
技术领域
[0001] 本发明涉及零部件的疲劳寿命检验方法，特别涉及一种自动扶梯梯级链滚轮的疲 劳寿命的检验方法。
【背景技术】
[0002] 现有技术中的自动扶梯或自动人行道梯级链滚轮寿命极难确定，并无一种行之有 效的试验方法及标准，传统疲劳寿命试验方法，需模拟真实运行情况进行试验，要么试验时 间过长需要几个月甚至几年，要么试验标准不确定，结果可信度不足。目前市场上梯级链滚 轮质量也参差不齐，有的使用一两年就疲劳开裂，有的使用寿命可达五年以上。梯级链滚轮 材料为聚氨酯，聚氨酯材料根据各组成成分配比不同，性能也各不相同，为了获得性能符合 设计要求的产品，需对滚轮进行试验检验其使用寿命。
【发明内容】
[0003] 本发明目的是为了克服现有技术的不足，提供一种得出自动扶梯梯级链滚轮疲劳 寿命的方式。
[0004] 本发明的另一种目的是提供一种自动扶梯梯级链滚轮疲劳寿命检验方法，保证链 滚轮合符使用要求，保证自动扶梯的安全使用。
[0005] 为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：
[0006] -种得出自动扶梯梯级链滚轮疲劳寿命的方式，通过以下梯级链滚轮疲劳寿命计 算模型得出自动扶梯梯级链滚轮的疲劳寿命：
[0007] (1)
[0008] 其中，Nh取正号用于外接触，Nh取负号用于内接触；
[0009] M、C为材料常数;同类型材料的材料常数相同；
[0010] V为梯级链滚轮运行的线速度；
[0011] D为梯级链滚轮直径；
[0012] R为接触的轨道的半径，直线轨道时R为无穷大，l/R = 〇;
[0013] F作用于接触面上的总压力；
[0014] B初始接触线长度，即梯级链滚轮轮宽；
[0015] 别为滚轮和轨道的材料的泊松比；
[0016] EjPE2分别为滚轮和轨道的材料的弹性模量。
[0017]作为优选，包括以下步骤：
[0018] a、通过梯级链滚轮疲劳寿命测试装置对若干个标准滚轮样本进行模拟滚轮在轨 道上运动的试验，试验中会对滚轮加载载荷;从梯级链滚轮疲劳寿命测试装置中得到标准 滚轮样本的疲劳寿命数据及被加载的载荷数据应力〇,所述疲劳寿命数据为滚轮样本疲劳 开裂时滚轮样本转动的圈数Ν，
[0019] 将Ν、σ代入以下的公式(2)中：
[0020] omN=C (2)
[0021 ]求出Μ、C，将Μ、C代入公式(1)中，得出梯级链滚轮疲劳寿命计算函数；
[0022] b、利用梯级链滚轮疲劳寿命计算函数计算待测滚轮样本的理论疲劳寿命Nhs;通 过梯级链滚轮疲劳寿命测试装置对待测滚轮样本进行试验，得出待测滚轮样本的疲劳寿命 Nh实;试验得出的待测滚轮样本的疲劳寿命Nh实不小于计算得出的待测滚轮样本的理论疲劳 寿命Nhi，则待测滚轮样本的疲劳寿命满足实际使用要求；
[0023] 所述待测滚轮样本与所述标准滚滚轮样本的制作材料为同类型材料。
[0024] 作为优选，
[0025] 步骤b中，从梯级链滚轮疲劳寿命测试装置中得到待测滚轮样本的疲劳寿命数据， 所述疲劳寿命数据为滚轮样本疲劳开裂时滚轮样本转动的圈数N实，代入以下公式(3)，得出 待测滚轮样本的疲劳寿命
[0026] (3)
[0027]其中，η为滚轮的转速。
[0028]作为优选，步骤a中，从梯级链滚轮疲劳寿命测试装置中得到试验中每一标准滚轮 样本的被加载的载荷数据σ及疲劳寿命数据N后，绘制应力与疲劳寿命关系S-N曲线。
[0029]作为优选，
[0030] al、将标准滚轮样本分组，每组抽样若干；
[0031] a2、将抽样出来的标准滚轮样本安装在梯级链滚轮疲劳寿命测试装置上；
[0032] 各组标准滚轮样本进行试验时，试验环境需要保持相同；每一次试验过程中，试验 环境要保持恒定不变；
[0033] 不同组的标准滚轮样本进行试验时，标准滚轮样本被加载的载荷大小不同；
[0034] 启动所述梯级链滚轮疲劳寿命测试装置进行试验；
[0035] a3、试验后，得到每一个标准滚轮样本的疲劳寿命数据N及被加载的载荷数据应力
[0036] a4、将疲劳寿命数据Ν及被加载的载荷数据应力〇代入公式(2)中，通过拟合计算出 材料参数C、M，得出梯级链滚轮疲劳寿命计算函数。
[0037]作为优选，其特征在于，
[0038] bl、利用梯级链滚轮疲劳寿命计算函数计算待测滚轮样本的理论疲劳寿命Nhi;
[0039] b2、将待测滚轮样本安装在梯级链滚轮疲劳寿命测试装置上；启动所述梯级链滚 轮疲劳寿命测试装置进行试验;得出待测滚轮样本的疲劳寿命Nh*;
[0040] b3、步骤b2中试验得出待测滚轮样本的疲劳寿命Nh实不小于步骤bl中计算出的待 测滚轮样本的理论疲劳寿命Nhi，则待测滚轮样品的疲劳寿命满足实际使用要求。
[0041] 作为优选，其特征在于，
[0042] 步骤a2中，各组标准滚轮样本进行试验时，试验环境中的温度、湿度、紫外线强度、 润滑剂的量都需要相同。
[0043]作为优选，其特征在于，
[0044] 所述梯级链滚轮疲劳寿命测试装置，包括摩擦轮、用于驱动摩擦轮的主驱动装置、 滚轮试验单元、控制柜、用于计算摩擦轮转动的圈数的计数器及显示屏；
[0045] 所述滚轮试验单元包括滚轮安装座、用于给滚轮安装座施力使安装在滚轮安装座 上的滚轮压在所述摩擦轮上的力加载装置、用于检测力加载装置给所述滚轮安装座施加的 力的大小的压力检测器;所述压力检测器检测到的压力大小及所述计数器得到的摩擦轮转 动的圈数传输到所述控制柜，所述控制柜得出滚轮转动的圈数，所述显示屏显示所述压力 及滚轮转动的圈数。
[0046] 作为优选，
[0047]所述力加载装置为一恒力加载装置;所述恒力加载装置包括螺杆、第一弹簧及用 于压缩第一弹簧的螺母；
[0048] 所述螺杆垂直设置在所述梯级链滚轮疲劳寿命测试装置的底座，所述螺母安装在 所述螺杆上，所述第一弹簧套设在所述螺杆并置于所述螺母之上；
[0049] 所述滚轮安装座设有一敞口的第一内腔，所述螺杆的上端插入所述第一内腔中， 所述第一弹簧的上端贴紧所述滚轮安装座；
[0050] 所述螺杆与所述第一内松配。
[0051] 1作为优选，所述力加载装置为一变力加载装置;所述变力加载装置包括推杆、用 于推动推杆的凸轮及凸轮驱动装置;所述滚轮安装座位于所述推杆的上方并可被推杆推 动。
[0052] 与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
[0053] 本发明利用试验得出的数据修正梯级链滚轮疲劳寿命计算模型，保证了计算模型 的准确性;通过梯级链滚轮疲劳寿命计算函数计算得出加速试验状态下的疲劳寿命，建立 了梯级链滚轮的疲劳寿命寿命标准;通过寿命标准判断滚轮是否符合要求;本方法减少测 试试验时间，提高试验效率，并确定了一个有效的梯级链滚轮疲劳寿命的检验方法，为滚轮 设计选型提供更准确的设计依据。
【附图说明】
[0054] 图1是本发明所述的梯级链滚轮疲劳寿命测试装置的结构示意图。
[0055] 图2是本发明所述的外接触示意图；
[0056] 图3是本发明所述的内接触示意图；
[0057] 图4是塑料的S-N曲线；
[0058]图5是S-N曲线拟合公式线形图。
[0059] 图中：
[0060] 丨一底座；2 一摩擦轮;3 一主驱动装置;41 一滚轮安装座;421-螺杆;422-第一弹 簧;423-螺母;424-第一导向杆;425-第一导向座;431-第二弹簧;432-推杆;433-凸 轮;434-凸轮驱动装置;435-第二导向杆;436-第二导向座;437-第三导向座;5-控制 柜;6-显不屏;7-滚轮;8-滚轮;9 一轨道。
【具体实施方式】
[0061] 本发明所述的一种得出自动扶梯梯级链滚轮疲劳寿命的方式，通过以下梯级链滚 轮疲劳寿命计算模型得出自动扶梯梯级链滚轮的疲劳寿命：
[0062] (1)
[0063]其中，Nh取正号用于外接触，Nh取负号用于内接触;参阅图2及图3所示，外接触为轨 道9与滚轮8为外接圆接触，内接触为轨道9与滚轮8为内接圆接触。
[0064] M、C为材料常数;同类型材料的材料常数相同；
[0065] V为梯级链滚轮运行的线速度；
[0066] D为梯级链滚轮直径；
[0067] R为接触的轨道的半径，直线轨道时R为无穷大，1/R = 0;
[0068] F作用于接触面上的总压力；
[0069] B初始接触线长度，即梯级链滚轮轮宽；
[0070] μι和μ2分别为滚轮和轨道的材料的泊松比；
[0071] EjPE2分别为滚轮和轨道的材料的弹性模量。
[0072] 上述公式（1)通过如下方式推导：
[0073] 常规疲劳寿命的计算是以名义应力为基础的，可分为无限寿命计算和有限寿命计 算。零件的疲劳寿命与零件的应力、应变水平有关，它们之间的关系可以用应力一寿命曲线 (σ-Ν曲线）和应变一寿命曲线（δ - Ν曲线)表;^。应力一寿命曲线和应变一寿命曲线，统称 为S-N曲线。根据试验可得其数学表达式：
[0074] omN=C (2)
[0075] 式中:N为应力循环数(疲劳寿命数据）
[0076] m、C为材料常数。
[0077]则疲劳寿命数据N为：
[0078] N=C/〇m (4)
[0079] 引入试验滚轮的转速n(r/min)则有，则疲劳寿命Nh(单位:h):
[0080]
[0081] 式中：V为滚轮运行的线速度，mm/min;
[0082] D为滚轮的直径，mm〇
[0083]又根据接触应力的计算:接触应力也叫赫兹应力。它的计算是一个弹性力学问题。 对于线接触，弹性力学给出的接触应力计算公式为：
[0084]
(6)
[0085]其中正号用于外接触，负号用于内接触。
[0086]式中:F作用于接触面上的总压力；
[0087] B为初始接触线长度；
[0088] P#Pp2分别为两零件初始接触线处的曲率半径；
[0089] μ#Ρμ2分别为零件1和零件2材料的泊松比；
[0090] EjPE2分别为零件1和零件2材料的弹性模量。
[0091] 由于滚轮与轨道接触，将公式(6)代入公式(5)整理得：
[0092]
[0093] m、C为材料常数;参阅图2及图3所示，外接触为轨道9与滚轮8为外接圆接触，内接 触为轨道9与滚轮8为内接圆接触。
[0094] v为梯级链滚轮运行的线速度，mm/min;
[0095] D为梯级链滚轮直径，mm;
[0096] R为接触轨道的半径，mm，直线轨道时R为无穷大，1/R = 0;
[0097] F作用于接触面上的总压力，N;
[0098] B初始接触线长度，即梯级链滚轮轮宽，mm;
[0099] 的和叱分别为滚轮和轨道材料的泊松比；
[0100] E4PE2分别为滚轮和轨道材料的弹性模量，MPa。
[0101] 本发明所述的一种自动扶梯梯级链滚轮疲劳寿命检验方法，包括以下步骤：
[0102] a、得出梯级链滚轮疲劳寿命计算函数：
[0103] al、将标准滚轮样本分组，每组抽样若干;将样本分组及抽样，用于得到性能范围 更广的样本，保证试验数据的可靠性。
[0104] a2、将抽样出来的标准滚轮样本安装在梯级链滚轮疲劳寿命测试装置上，对标准 滚轮样本进行模拟滚轮在轨道上运动的试验，试验中会对滚轮加载载荷；
[0105] 各组标准滚轮样本进行试验时，试验环境需要保持相同；每一次试验过程中，试验 环境要保持恒定不变;试验环境包括温度、湿度、紫外线强度、润滑剂的量。具有相同的试验 环境，可排除其它侧面因素的影响，得出更准确的结果。
[0106] 不同组的标准滚轮样本进行试验时，标准滚轮样本被加载的载荷大小不同；
[0107] 启动所述梯级链滚轮疲劳寿命测试装置进行试验；
[0108] a3、试验后，从梯级链滚轮疲劳寿命测试装置中得到标准滚轮样本的疲劳寿命数 据及被加载的载荷数据应力〇,所述疲劳寿命数据为滚轮样本疲劳开裂时滚轮样本转动的 圈数Ν，
[0109] 为了对滚轮疲劳寿命与被加载的力的关系进行进一步判断及为滚轮设计提供依 据，从梯级链滚轮疲劳寿命试验装置中得到试验中每一标准滚轮样本的被加载的载荷数据 σ及疲劳寿命数据后，绘制应力与疲劳寿命关系S-N曲线。
[0110] a4、将Ν、σ代入以下的公式(2)中，通过拟合计算出材料参数C、M，
[0111] omN=C (2)
[0112] 将M、C代入公式（1)中，得出梯级链滚轮疲劳寿命计算函数；
[0113] b、判断待测滚轮样本的疲劳寿命满足实际使用要求：
[0114] bl、利用梯级链滚轮疲劳寿命计算函数计算待测滚轮样本的理论疲劳寿命Nhi;
[0115] b2、将待测滚轮样本安装在梯级链滚轮疲劳寿命测试装置上；启动所述梯级链滚 轮疲劳寿命测试装置进行试验;从试验中得出待测滚轮样本疲劳开裂时转动的圈数啦，
[0116] 代入以下公式(3)，得出待测滚轮样本的疲劳寿命N歧，Nh实单位为h:
[0117] (3)
[0118] 其中，η为滚轮的转速。
[0119] b3、步骤b2中试验得出待测滚轮样本的疲劳寿命Nh实不小于步骤bl中计算出的待 测滚轮样本的理论疲劳寿命Nhi，则待测滚轮样品的疲劳寿命满足实际使用要求。
[0120] 在步骤b中需要记录加载载荷的大小，了解待测滚轮样本符合要求时，所受力的大 小;待测滚轮样本不符合要求时，所受力的大小。
[0121] 本发明所述的一种自动扶梯梯级链滚轮疲劳寿命检验方法的实际应用如下:
[0122] a、得出梯级链滚轮疲劳寿命计算函数：
[0123] al、将150个标准滚轮样本分为10组，每组抽样5个；
[0124] a2、将抽样出来的标准滚轮样本安装在梯级链滚轮疲劳寿命测试装置上;保持每 个标准滚轮样本的试验环境相同且每次试验过程的试验环境要保持恒定不变；
[0125] 不同组的标准滚轮样本进行试验时，标准滚轮样本被加载的载荷大小不同，被加 载的载荷可为 20N、25N、30N、35N、40N、45N、50N;
[0126] 启动梯级链滚轮疲劳寿命测试装置进行试验；
[0127] a3、试验后，从梯级链滚轮疲劳寿命试验装置中得到10组中各个标准滚轮样本的 疲劳寿命数据N及被加载的载荷数据应力〇，即得出10组疲劳寿命数据N及被加载的载荷数 据应力σ，每组疲劳寿命数据包括5个疲劳寿命数据N及被加载的载荷数据应力〇。
[0128] 并根据每一标准滚轮样本的被加载的疲劳寿命数据Ν及被加载的载荷数据应力σ， 绘制应力与疲劳寿命关系S-N曲线。
[0129] a4、将Ν及σ代入公式(2)中，通过拟合计算出材料参数C、M，
[0130] omN=C (2)
[0131] 将M、C代入公式(1)中，得出梯级链滚轮疲劳寿命计算函数；
[0132] ⑴
[0133] b、判断待测滚轮样本的疲劳寿命满足实际使用要求：
[0134] bl、利用梯级链滚轮疲劳寿命计算函数计算待测滚轮样本的理论疲劳寿命Nhi;
[0135] b2、将待测滚轮样本安装在梯级链滚轮疲劳寿命测试装置上；启动所述梯级链滚 轮疲劳寿命测试装置进行试验;从试验中得出待测滚轮样本疲劳开裂时转动的圈数啦，
[0136] 代入以下公式(3)，得出待测滚轮样本的疲劳寿命N歧，Nh实单位为h:
[0137] (3)
[0138] 其中，η为滚轮的转速。
[0139] b3、步骤b2中试验得出待测滚轮样本的疲劳寿命Nh实不小于步骤bl中计算出的待 测滚轮样本的理论疲劳寿命Nhi，则待测滚轮样品的疲劳寿命满足实际使用要求。
[0140] 将N及σ代入公式(2)中拟合出材料参数C、M，举例如下：
[0141] 根据塑料的S-N曲线（图4)，取数个值代入公式(1)并进行公式拟合：
[0142] 从图4中，得出以下数据及图5:
[0143]
[0144] 数据采用双对数函数拟合后可以看出明显具有线形关系，符合公式(1)变形形式
[0145] lgS=A+BlgN (7)
[0146] 式中:A= lgC/m，B = _l/m。
[0147] 又拟合后方程为：
[0148] S = 63.31N-0.05
[0149] 线形相关度为0.949
[0150] 两边取对数变换后有：
[0151] lgS = l.80147-0.051gN
[0152] 则与式(6)比较后可得：
[0153] m = 20；C=1.07E+36
[0154] 【1】将m = 2〇;C=l.〇7E+36;及下表值带入公式（1)
[0155]
[0156] 可得：
[0157] Nh= 10261.445h
[0158] =2.811 年。
[0159] 【2】将m = 20; C= 1 · 07E+36;及下表值带入公式（1)
[0160]
[0161] Nh=46.814h
[0162] =0.013 年。
[0163] 另外，通过上述【1】及【2】两组数据带入公式（1)的结果可以看出，通过采用本发明 所述的得出自动扶梯梯级链滚轮疲劳寿命的方式及本发明所述的自动扶梯梯级链滚轮疲 劳寿命检验方法计算疲劳寿命，只要提高加载载荷[即增加 F(N)的值]，就使最终的Nh的值 变小。所以，当设置一定大的加载载荷时，公式（1)计算出的疲劳寿命的N h较小。因此，只要F (N)足够大且滚轮可以接受的情况下，在步骤b中，通过公式（1)计算出较小的理论疲劳寿命 Nbs，那么待测滚轮样本进行试验时，在同样的载荷下，所用的时间会比不加载荷及加载较 小载荷时的时间小，基本上会在Nm的时间附近。由此可知，通过采用本发明所述的得出自 动扶梯梯级链滚轮疲劳寿命的方式及本发明所述的自动扶梯梯级链滚轮疲劳寿命检验方 法计算疲劳寿命，所用的时间会比实际让滚轮在轨道上滚动进行试验所需要的时间少很 多，方便了整个试验及检验方法的进行，提高检验判定速度，节约时间。
[0164] 本发明可使用结构如下的梯级链滚轮疲劳寿命测试装置:
[0165] 梯级链滚轮疲劳寿命测试装置包括摩擦轮、用于驱动摩擦轮的主驱动装置、滚轮 试验单元、控制柜、用于计算摩擦轮转动的圈数的计数器及显示屏；
[0166] 滚轮试验单元包括滚轮安装座、用于给滚轮安装座施力使安装在滚轮安装座上的 滚轮压在摩擦轮上的力加载装置、用于检测力加载装置给滚轮安装座施加的力大小的的压 力检测器;压力检测器检测到的压力大小及计数器得到的摩擦轮转动的圈数传输到控制 柜，控制柜得出滚轮转动的圈数，显示屏显示压力及滚轮转动的圈数。力加载装置可为恒力 加载装置或变力加载装置。还包括喷淋装置、紫外线发生装置及恒温恒湿装置。
[0167] 具体的结构为：
[0168] 显示屏6设置在控制柜5上;控制柜5及主驱动装置3安装在底座1的两侧。控制柜5 负责控制整个测试装置的运行，集成有控制面板、显示面板、控制电路以及数据传输端口， 可连接传感器，采集传感器的数据。
[0169] 摩擦轮2为一圆柱体，试验过程中，滚轮7压在圆柱体的侧壁。摩擦轮2通过一转轴 水平安装在控制柜5与主驱动装置3之间并位于整个测试装置的上部，转轴与主驱动装置3 传动连接。作为优选，压力检测仪为压力传感器。
[0170] 摩擦轮2的下方设有若干套滚轮试验单元，如图1所示，设有三套滚轮试验单元。 [0171]滚轮安装座41包括杆体及用于安装滚轮7的安装架，杆体设置在安装架的底部。 [0172]当滚轮试验单元的力加载装置为恒力加载装置时，具体结构如下：
[0173] 恒力加载装置包括螺杆421、第一弹簧422及用于压缩第一弹簧422的螺母423;螺 杆421垂直设置在底座1，螺母423安装在螺杆421上，第一弹簧422套设在螺杆421并置于螺 母423之上;滚轮安装座41的杆体的底部设有一敞口的第一内腔，螺杆421的上端插入筒第 一内腔中，第一弹簧422的上端贴紧滚轮安装座41的杆体的底部;螺杆421与第一内腔松配。
[0174] 为了使滚轮7的运动方向始终保持垂直并且稳定地上下移动，恒力加载装置还包 括第一导向杆424和第一导向座425;第一导向杆424垂直设置在底座1上;第一导向座425的 一端固定导向杆上，另一端设有第一通孔;第一导向座425的另一端通过第一通孔套设在滚 轮安装座41的杆体，滚轮安装座41的杆体与第一通孔松配。
[0175] 当滚轮试验单元的力加载装置为变力加载装置时，具体结构如下：
[0176]变力加载装置包括第二弹簧431、用于压缩第二弹簧431的推杆432、用于推动推杆 432的凸轮433、凸轮驱动装置434及第二导向座436;推杆432设于凸轮433之上，推杆432的 上端面设有一敞口向上的第二内腔;滚轮安装座41的杆体的底部设有一引导杆，引导杆的 下端插入第二内腔，引导杆与第二内腔松配;第二弹簧431套设在引导杆;第二弹簧431的上 端与滚轮安装座41的杆体的底部接触，第二弹簧431的下端位于推杆432之上；
[0177] 第二导向座436固定设置，第二导向座436的一端设有第二通孔;第二导向座436通 过第二通孔套设在滚轮安装座41的杆体，滚轮安装座41的杆体与第二通孔松配;滚轮安装 座41的安装架的底部卡在第二通孔的边缘上方。
[0178] 为了使滚轮7的运动方向始终保持垂直并且稳定地上下移动，变力加载装置还包 括第二导向杆435、第三导向座437;第二导向杆435垂直设置在底座1上；第二导向座436的 另一端固定在导向杆上；第三导向座437的一端固定在导向杆上，另一端设有第三通孔;第 三导向座437的另一端通过第三通孔套设在推杆432上，推杆432与第三通孔松配。
[0179] 梯级链滚轮疲劳寿命测试装置的应用原理：
[0180] 将滚轮7安装在滚轮安装座41上：当滚轮安装座41对应的是恒力加载装置时，将螺 母423上旋，螺母423压缩第一弹簧422，第一弹簧422上压滚轮安装座41，滚轮7压上摩擦轮 2;当滚轮安装座41对应的是变力加载装置时，启动凸轮驱动装置434，使凸轮433转动，随着 凸轮433的转动，推杆432在被推的作用下上下移动，进而推杆432压缩第二弹簧431，第二弹 簧431再上压滚轮安装座41，对滚轮7施加变力，滚轮7压上摩擦轮2;启动主控制装置，主控 制装置带动摩擦轮2转动，摩擦轮2与滚轮7配合转动，达到模拟滚轮7在轨道上运动的目的。 此时，压力传感器将检测到的压力传输到控制柜5,计数器将摩擦轮的圈数传输到控制柜， 控制柜得出滚轮转动的圈数，显示屏显示压力及滚轮转动的圈数。
[0181] 通过本发明所述的自动扶梯梯级链滚轮疲劳寿命检验方法即可验证出滚轮的疲 劳寿命能够是否满足实际的使用需求，保证所使用的滚轮的质量，保证自动扶梯的使用安 全，而且为滚轮的设计提供依据。
[0182] 本发明利用试验得出的数据修正梯级链滚轮疲劳寿命计算模型，保证了计算模型 的准确性;通过梯级链滚轮疲劳寿命计算函数计算得出加速试验状态下的疲劳寿命，建立 了梯级链滚轮的疲劳寿命寿命标准;本方法减少测试试验时间，提高试验效率，并确定了 一个有效的梯级链滚轮疲劳寿命的检验方法，为滚轮设计选型提供更准确的设计依据。
[0183] 本发明并不局限于上述实施方式，如果对本发明的各种改动或变型不脱离本发明 的精神和范围，倘若这些改动和变型属于本发明的权利要求和等同技术范围之内，则本发 明也意图包含这些改动和变动。
【主权项】
1. 一种得出自动扶梯梯级链滚轮疲劳寿命的方式，其特征在于，通过W下梯级链滚轮 疲劳寿命计算模型得出自动扶梯梯级链滚轮的疲劳寿命：(1) 其中，Nh取正号用于外接触，Nh取负号用于内接触； M、C为材料常数;同类型材料的材料常数相同； V为梯级链滚轮运行的线速度； D为梯级链滚轮直径； R为接触的轨道的半径，直线轨道时R为无穷大，l/R=〇; F作用于接触面上的总压力； B初始接触线长度，即梯级链滚轮轮宽； μι和μ2分别为滚轮和轨道的材料的泊松比； El和Ε2分别为滚轮和轨道的材料的弹性模量。2. -种自动扶梯梯级链滚轮疲劳寿命检验方法，其特征在于，包括W下步骤： a、 通过梯级链滚轮疲劳寿命测试装置对若干个标准滚轮样本进行模拟滚轮在轨道上 运动的试验，试验中会对滚轮加载载荷;从梯级链滚轮疲劳寿命测试装置中得到标准滚轮 样本的疲劳寿命数据及被加载的载荷数据应力0,所述疲劳寿命数据为滚轮样本疲劳开裂 时滚轮样本转动的圈数N， 将N、〇代入W下的公式(2)中： 〇?N=C (2) 求出Μ、C，将Μ、C代入公式(1)中，得出梯级链滚轮疲劳寿命计算函数； b、 利用梯级链滚轮疲劳寿命计算函数计算待测滚轮样本的理论疲劳寿命Nhs;通过梯级 链滚轮疲劳寿命测试装置对待测滚轮样本进行试验，得出待测滚轮样本的疲劳寿命Nh实;试 验得出的待测滚轮样本的疲劳寿命Nh实不小于计算得出的待测滚轮样本的理论疲劳寿命 Nhs，则待测滚轮样本的疲劳寿命满足实际使用要求； 所述待测滚轮样本与所述标准滚滚轮样本的制作材料为同类型材料。3. 根据权利要求2所述的自动扶梯梯级链滚轮疲劳寿命检验方法，其特征在于， 步骤b中，从梯级链滚轮疲劳寿命测试装置中得到待测滚轮样本的疲劳寿命数据，所述 疲劳寿命数据为滚轮样本疲劳开裂时滚轮样本转动的圈数N实，代入W下公式(3)，得出待测 滚轮样本的疲劳寿命N^?:(3) 其中，η为滚轮的转速。4. 根据权利要求3所述的自动扶梯梯级链滚轮疲劳寿命检验方法，其特征在于，步骤a 中，从梯级链滚轮疲劳寿命测试装置中得到试验中每一标准滚轮样本的被加载的载荷数据 σ及疲劳寿命数据N后，绘制应力与疲劳寿命关系S-N曲线。5. 根据权利要求2所述的自动扶梯梯级链滚轮疲劳寿命检验方法，其特征在于， al、将标准滚轮样本分组，每组抽样若干； a2、将抽样出来的标准滚轮样本安装在梯级链滚轮疲劳寿命测试装置上； 各组标准滚轮样本进行试验时，试验环境需要保持相同；每一次试验过程中，试验环境 要保持恒定不变； 不同组的标准滚轮样本进行试验时，标准滚轮样本被加载的载荷大小不同； 启动所述梯级链滚轮疲劳寿命测试装置进行试验； a3、试验后，得到每一个标准滚轮样本的疲劳寿命数据N及被加载的载荷数据应力曰； a4、将疲劳寿命数据N及被加载的载荷数据应力0代入公式(2)中，通过拟合计算出材料 参数C、M，得出梯级链滚轮疲劳寿命计算函数。6. 根据权利要求2、3、5任一权利要求所述的自动扶梯梯级链滚轮疲劳寿命测试方法， 其特征在于， bl、利用梯级链滚轮疲劳寿命计算函数计算待测滚轮样本的理论疲劳寿命Nhs; b2、将待测滚轮样本安装在梯级链滚轮疲劳寿命测试装置上；启动所述梯级链滚轮疲 劳寿命测试装置进行试验;得出待测滚轮样本的疲劳寿命N喊； b3、步骤b2中试验得出待测滚轮样本的疲劳寿命N喊不小于步骤bl中计算出的待测滚轮 样本的理论疲劳寿命Nhs，则待测滚轮样品的疲劳寿命满足实际使用要求。7. 根据权利要求3所述的自动扶梯梯级链滚轮疲劳寿命检验方法，其特征在于， 步骤a2中，各组标准滚轮样本进行试验时，试验环境中的溫度、湿度、紫外线强度、润滑 剂的量都需要相同。8. 根据权利要求1所述的自动扶梯梯级链滚轮疲劳寿命检验方法，其特征在于， 所述梯级链滚轮疲劳寿命测试装置，包括摩擦轮、用于驱动摩擦轮的主驱动装置、滚轮 试验单元、控制柜、用于计算摩擦轮转动的圈数的计数器及显示屏； 所述滚轮试验单元包括滚轮安装座、用于给滚轮安装座施力使安装在滚轮安装座上的 滚轮压在所述摩擦轮上的力加载装置、用于检测力加载装置给所述滚轮安装座施加的力的 大小的压力检测器;所述压力检测器检测到的压力大小及所述计数器得到的摩擦轮转动的 圈数传输到所述控制柜，所述控制柜得出滚轮转动的圈数，所述显示屏显示所述压力及滚 轮转动的圈数。9. 根据权利要求8所述的自动扶梯梯级链滚轮疲劳寿命检验方法，其特征在于， 所述力加载装置为一恒力加载装置;所述恒力加载装置包括螺杆、第一弹黃及用于压 缩第一弹黃的螺母； 所述螺杆垂直设置在所述梯级链滚轮疲劳寿命测试装置的底座，所述螺母安装在所述 螺杆上，所述第一弹黃套设在所述螺杆并置于所述螺母之上； 所述滚轮安装座设有一敞口的第一内腔，所述螺杆的上端插入所述第一内腔中，所述 第一弹黃的上端贴紧所述滚轮安装座； 所述螺杆与所述第一内松配。10. 根据权利要求8所述的自动扶梯梯级链滚轮疲劳寿命检验方法，其特征在于，所述 力加载装置为一变力加载装置;所述变力加载装置包括推杆、用于推动推杆的凸轮及凸轮 驱动装置;所述滚轮安装座位于所述推杆的上方并可被推杆推动。
【文档编号】G01M13/02GK105973590SQ201610012057
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年1月5日
【发明人】林东弟, 耿鹏, 蓝建华, 邹慧军
【申请人】广州广日电梯工业有限公司