專利名稱：多層卷繞鋼絲繩－滑輪磨損試驗(yàn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種磨損試驗(yàn)裝置，特別是涉及一種鋼絲繩-滑輪磨損試驗(yàn)裝置。
背景技術(shù)：
隨著起重貨載單元的不斷增加，起重機(jī)械也在不斷向大型化、高效化、自動(dòng)化方向發(fā)展。如何實(shí)現(xiàn)大起升高度、多倍率鋼絲繩的順利卷繞是目前多層卷繞系統(tǒng)研究的熱點(diǎn)。雙折線式多層卷繞卷筒的鋼絲繩合理選用及安全性和使用壽命，滑輪繩槽的表面硬度、滑輪與鋼絲繩繩徑比的取值，卷筒卷繞速度、安全系數(shù)與鋼絲繩的磨損及壽命的關(guān)系等問題，目前尚沒有明確的答案，更沒有試驗(yàn)論證依據(jù)。模擬起重機(jī)實(shí)際運(yùn)行工況(繩索運(yùn)行速度高、 工作行程長，繩索繞過的滑輪數(shù)多，起動(dòng)、制動(dòng)時(shí)的繩索彈跳量大等)，通過試驗(yàn)深入研究上述問題，對(duì)于正確地論證、評(píng)估其可行性，具有十分重要的意義。由于起重機(jī)外形尺寸高大，而且又是間歇性動(dòng)作機(jī)械，現(xiàn)場試驗(yàn)難度高、耗時(shí)長， 因此利用試驗(yàn)裝置來模擬實(shí)際工況進(jìn)行試驗(yàn)是可行并有效的試驗(yàn)研究方式。目前，國外尚未見多層卷繞鋼絲繩-滑輪磨損試驗(yàn)裝置的報(bào)道。國內(nèi)武漢理工大學(xué)現(xiàn)有的鋼絲繩與滑輪疲勞試驗(yàn)裝置(專利號(hào)032M225. 9)僅能進(jìn)行單層卷繞鋼絲繩滑輪磨損試驗(yàn)，尚無雙折線式多層卷繞鋼絲繩-滑輪磨損試驗(yàn)裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種能夠模擬起重機(jī)起升、變幅系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行工況，進(jìn)行鋼絲繩多層卷繞、鋼絲繩-滑輪磨損試驗(yàn)的綜合試驗(yàn)裝置，具有試驗(yàn)效率高、試驗(yàn)所得數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、節(jié)省人力和物力、拆裝方便、安全可靠的特點(diǎn)。本發(fā)明解決其技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是包括試驗(yàn)臺(tái)架、電氣控制與數(shù)據(jù)采集處理裝置，由設(shè)在控制室內(nèi)的操縱臺(tái)(上位機(jī))集中操縱與控制，并進(jìn)行檢測數(shù)據(jù)的采集與數(shù)據(jù)處理。試驗(yàn)臺(tái)架包括主多層卷繞裝置、副多層卷繞裝置、鋼絲繩、中間滑輪組、中間滑輪組支架、固定平臺(tái)等。主多層卷繞裝置包括主底座、主電動(dòng)機(jī)、主制動(dòng)器、主減速器、主聯(lián)軸器、主雙折線式多層卷繞卷筒、主電渦流測功機(jī)等，主雙折線式多層卷繞卷筒固定在主底座上，并通過主聯(lián)軸器與主減速器低速軸端連接。副多層卷繞裝置包括副底座、副電動(dòng)機(jī)、副制動(dòng)器、副減速器、副聯(lián)軸器、副雙折線式多層卷繞卷筒、副電渦流測功機(jī)等，副雙折線式多層卷繞卷筒固定在副底座上，并通過副聯(lián)軸器與副減速器低速軸端連接。主多層卷繞裝置、 副多層卷繞裝置分別設(shè)置在中間滑輪組支架的兩端，均采用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)方式。中間滑輪組設(shè)置在中間滑輪組支架上，中間滑輪組支架以螺栓連接的方式固定在固定平臺(tái)上。固定平臺(tái)長度大于中間滑輪組支架的長度，因此中間滑輪組支架可在固定平臺(tái)上做左右平移調(diào)整，以改變鋼絲繩繞出、繞入雙折線式多層卷繞卷筒的偏角，同時(shí)保證拆裝方便、安全可靠。 鋼絲繩由一側(cè)的雙折線式多層卷繞卷筒后，經(jīng)過中間滑輪組，繞入另一側(cè)的雙折線式多層卷繞卷筒，在此過程中，鋼絲繩負(fù)載由繞出側(cè)多層卷繞裝置中的電渦流測功機(jī)提供。主多層卷繞裝置主減速器低速軸端安裝有主角編碼器，副多層卷繞裝置副減速器低速軸端安裝有副角編碼器。中間滑輪組支架上安裝有用于測定滑輪轉(zhuǎn)速的旋轉(zhuǎn)編碼器，中間滑輪組上安裝有用于測定鋼絲繩張力的力矩傳感器。本發(fā)明的電氣控制與數(shù)據(jù)采集處理裝置包括以可編程控制器(PLC)為核心的電控柜、工控機(jī)、操縱臺(tái)。電氣控制與數(shù)據(jù)采集處理裝置控制主多層卷繞裝置包括主卷筒裝置的主電動(dòng)機(jī)、主制動(dòng)器、主減速器、主電渦流測功機(jī)和副多層卷繞裝置的副電動(dòng)機(jī)、副制動(dòng)器、副減速器、副電渦流測功機(jī)的啟動(dòng)、停止動(dòng)作，主角編碼器、副角編碼器、旋轉(zhuǎn)編碼器、力矩傳感器的信號(hào)送入可編程控制器(PLC)，并由工控機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、處理，最終在操縱臺(tái)的顯示器上顯示試驗(yàn)數(shù)據(jù)。試驗(yàn)時(shí)，主電動(dòng)機(jī)、副電動(dòng)機(jī)分別帶動(dòng)主雙折線式多層卷繞卷筒、副雙折線式多層卷繞卷筒進(jìn)行鋼絲繩卷繞，主角編碼器和副角編碼器將主雙折線式多層卷繞卷筒、副雙折線式多層卷繞卷筒的轉(zhuǎn)速、行程等信號(hào)傳送至電氣控制與數(shù)據(jù)采集處理裝置的可編程控制器(PLC)中。同時(shí)，旋轉(zhuǎn)編碼器將滑輪轉(zhuǎn)速信號(hào)、力矩傳感器將鋼絲繩張力信號(hào)傳送至電氣控制與數(shù)據(jù)采集處理裝置的可編程控制器(PLC)中。操縱臺(tái)(上位機(jī))將這些信號(hào)采集處理后顯示在操縱臺(tái)的顯示器上，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)試驗(yàn)裝置的監(jiān)測和控制。本發(fā)明用于在室內(nèi)模擬起重機(jī)的起升、變幅系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行工況，進(jìn)行多層卷繞鋼絲繩-滑輪磨損綜合試驗(yàn)，具有操作簡便，數(shù)據(jù)可靠，節(jié)省人力和物力、拆裝方便、安全可靠的特點(diǎn)。其主要功能有1.模擬起重機(jī)起升、變幅系統(tǒng)實(shí)際工況的運(yùn)行試驗(yàn)。 2.雙折線式多層卷繞卷筒不同形狀弓I導(dǎo)圈的鋼絲繩卷繞效果對(duì)比試驗(yàn)。3.雙折線式多層卷繞卷筒結(jié)構(gòu)與受力狀態(tài)試驗(yàn)。4.鋼絲繩磨損與疲勞試驗(yàn)，滑輪磨損與疲勞試驗(yàn)。5.鋼絲繩在不同滑輪直徑的磨損及壽命對(duì)比試驗(yàn)。6.鋼絲繩在不同載荷的磨損及壽命對(duì)比試驗(yàn)。7.鋼絲繩在不同卷繞速度的磨損及壽命對(duì)比試驗(yàn)。8.鋼絲繩-滑輪潤滑條件與減磨比較性試驗(yàn)。9.滑輪繩槽表面不同硬度狀態(tài)的磨損對(duì)比試驗(yàn)。10.鋼絲繩-滑輪運(yùn)行狀態(tài)的磨損、失效檢測與機(jī)理分析。


圖1是本發(fā)明的試驗(yàn)臺(tái)架結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明的試驗(yàn)臺(tái)架結(jié)構(gòu)俯視示意圖。圖中1.鋼絲繩，2.旋轉(zhuǎn)編碼器，3.中間滑輪組支架，4.力矩傳感器，5.中間滑輪組，6.固定平臺(tái)，7.主角編碼器，8.主電渦流測功機(jī)，9.主減速器，10.主制動(dòng)器，11.主電動(dòng)機(jī)，12.主底座，13.主雙折線式多層卷繞卷筒，14.副雙折線式多層卷繞卷筒，15.副底座，16.副電動(dòng)機(jī)，17.副制動(dòng)器，18.副減速器，19.副電渦流測功機(jī)，20.副角編碼器， 21.主聯(lián)軸器，22.副聯(lián)軸器。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明包括試驗(yàn)臺(tái)架、電氣控制與數(shù)據(jù)采集處理裝置。試驗(yàn)臺(tái)架包括主多層卷繞裝置、副多層卷繞裝置、鋼絲繩1、中間滑輪組5、中間滑輪組支架3、固定平臺(tái)6等。主多層卷繞裝置包括主底座12、主電動(dòng)機(jī)11、主制動(dòng)器10、主減速器9、主聯(lián)軸器21、主雙折線式多層卷繞卷筒13、主電渦流測功機(jī)8等，主雙折線式多層卷繞卷筒固定在主底座12上，并通過主聯(lián)軸器21與主減速器9低速軸端連接。副多層卷繞裝置包括副底座15、副電動(dòng)機(jī)16、副制動(dòng)器17、副減速器18、副聯(lián)軸器22、副雙折線式多層卷繞卷筒14、副電渦流測功機(jī)19等，副雙折線式多層卷繞卷筒固定在副底座15上，并通過副聯(lián)軸器22與副減速器18低速軸端連接。主多層卷繞裝置、副多層卷繞裝置分別設(shè)置在中間滑輪組支架3的兩端，均采用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)方式。中間滑輪組5設(shè)置在中間滑輪組支架3上，中間滑輪組支架3以螺栓連接的方式固定在固定平臺(tái)6上。固定平臺(tái)6長度大于中間滑輪組支架3的長度。鋼絲繩1由一側(cè)的雙折線式多層卷繞卷筒后，經(jīng)過中間滑輪組5，繞入另一側(cè)的雙折線式多層卷繞卷筒，在此過程中，鋼絲繩1負(fù)載由繞出側(cè)多層卷繞裝置中的電渦流測功機(jī)提供。主多層卷繞裝置主減速器9低速軸端安裝有主角編碼器7，副多層卷繞裝置副減速器18低速軸端安裝有副角編碼器20。中間滑輪組支架3上安裝有用于測定滑輪轉(zhuǎn)速的旋轉(zhuǎn)編碼器2，中間滑輪組5上安裝有用于測定鋼絲繩張力的力矩傳感器4。電氣控制與數(shù)據(jù)采集處理裝置包括以可編程控制器(PLC)為核心的電控柜、工控機(jī)、操縱臺(tái)。電氣控制與數(shù)據(jù)采集處理裝置控制主多層卷繞裝置包括主卷筒裝置的主電動(dòng)機(jī)、主制動(dòng)器、主減速器、主電渦流測功機(jī)和副多層卷繞裝置的副電動(dòng)機(jī)、副制動(dòng)器、副減速器、副電渦流測功機(jī)的啟動(dòng)、停止動(dòng)作，主角編碼器、副角編碼器、旋轉(zhuǎn)編碼器、力矩傳感器的信號(hào)送入可編程控制器(PLC)，并由工控機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、處理，最終在操縱臺(tái)的顯示器上顯示試驗(yàn)數(shù)據(jù)。本發(fā)明試驗(yàn)過程如下電氣控制與數(shù)據(jù)采集處理裝置控制主電動(dòng)機(jī)11、副電渦流測功機(jī)19通電工作，主電渦流測功機(jī)8與副電動(dòng)機(jī)16斷電不工作。此時(shí)，主電動(dòng)機(jī)11帶動(dòng)主雙折線式多層卷繞卷筒13旋轉(zhuǎn)，原本卷繞在副雙折線式多層卷繞卷筒14上的鋼絲繩1繞出副雙折線式多層卷繞卷筒14并經(jīng)過中間滑輪組5后開始卷入主雙折線式多層卷繞卷筒13，鋼絲繩1負(fù)載由副電渦流測功機(jī)19提供。當(dāng)主雙折線式多層卷繞卷筒13上的鋼絲繩1卷繞至設(shè)定的層數(shù)圈數(shù)時(shí)，操縱臺(tái)(上位機(jī))采集到由主角編碼器7傳送到可編程控制器(PLC)上的數(shù)據(jù)信號(hào)并進(jìn)行處理后，電氣控制與數(shù)據(jù)采集處理裝置控制主電動(dòng)機(jī)11、副電渦流測功機(jī)19斷電停止工作，控制主制動(dòng)器10閉合使試驗(yàn)臺(tái)機(jī)械傳動(dòng)處于完全停止?fàn)顟B(tài)，此時(shí)鋼絲繩1纏繞在主雙折線式多層卷繞卷筒13上。經(jīng)過短暫停歇后，電氣控制與數(shù)據(jù)采集處理裝置控制副電動(dòng)機(jī)16、主電渦流測功機(jī)8通電工作，副電渦流測功機(jī)19與主電動(dòng)機(jī)11斷電不工作。此時(shí)，副電動(dòng)機(jī)16帶動(dòng)副雙折線式多層卷繞卷筒14旋轉(zhuǎn)，原本卷繞在主雙折線式多層卷繞卷筒13上的鋼絲繩1繞出主雙折線式多層卷繞卷筒13并經(jīng)過中間滑輪組5后開始卷入副雙折線式多層卷繞卷筒 14，鋼絲繩1負(fù)載由主電渦流測功機(jī)8提供。當(dāng)副雙折線式多層卷繞卷筒14上的鋼絲繩1 卷繞至設(shè)定的層數(shù)圈數(shù)時(shí)，操縱臺(tái)(上位機(jī))采集到由副角編碼器20傳送到可編程控制器 (PLC)上的數(shù)據(jù)信號(hào)并進(jìn)行處理后，電氣控制與數(shù)據(jù)采集處理裝置控制副電動(dòng)機(jī)16、主電渦流測功機(jī)8斷電停止工作，控制副制動(dòng)器17閉合使試驗(yàn)臺(tái)機(jī)械傳動(dòng)處于完全停止?fàn)顟B(tài)， 此時(shí)鋼絲繩1纏繞在副雙折線式多層卷繞卷筒14上。 至此，試驗(yàn)裝置完成一個(gè)多層卷繞鋼絲繩工作循環(huán)，經(jīng)過短暫停歇后進(jìn)入下一循環(huán)，直至達(dá)到設(shè)定的多層卷繞鋼絲繩工作循環(huán)次數(shù)后試驗(yàn)裝置停止工作。
權(quán)利要求
1.一種多層卷繞鋼絲繩-滑輪磨損試驗(yàn)裝置，包括電氣控制與數(shù)據(jù)采集處理裝置，其特征在于還包括試驗(yàn)臺(tái)架，試驗(yàn)臺(tái)架包括主多層卷繞裝置、副多層卷繞裝置、鋼絲繩(1)、 中間滑輪組(5)、中間滑輪組支架(3)、固定平臺(tái)(6)；主多層卷繞裝置、副多層卷繞裝置分別設(shè)置在中間滑輪組支架⑶的兩端，中間滑輪組(5)設(shè)置在中間滑輪組支架(3)上，中間滑輪組支架(3)以螺栓連接的方式固定在固定平臺(tái)(6)上；鋼絲繩(1)由一側(cè)的雙折線式多層卷繞卷筒后，經(jīng)過中間滑輪組(5)，繞入另一側(cè)的雙折線式多層卷繞卷筒；主多層卷繞裝置主減速器(9)低速軸端安裝有主角編碼器(7)，副多層卷繞裝置副減速器(18)低速軸端安裝有副角編碼器00)；中間滑輪組支架C3)上安裝有用于測定滑輪轉(zhuǎn)速的旋轉(zhuǎn)編碼器 O)，中間滑輪組(5)上安裝有用于測定鋼絲繩張力的力矩傳感器G)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多層卷繞鋼絲繩-滑輪磨損試驗(yàn)裝置，其特征在于所述的主多層卷繞裝置包括主底座(12)、主電動(dòng)機(jī)(11)、主制動(dòng)器(10)、主減速器(9)、主聯(lián)軸器 (21)、主雙折線式多層卷繞卷筒(13)、主電渦流測功機(jī)(8)，主雙折線式多層卷繞卷筒(13) 固定在主底座(1 上，并通過主聯(lián)軸器與主減速器(9)低速軸端連接；副多層卷繞裝置包括副底座(15)、副電動(dòng)機(jī)(16)、副制動(dòng)器(17)、副減速器(18)、副聯(lián)軸器(22)、副雙折線式多層卷繞卷筒(14)、副電渦流測功機(jī)(19)，副雙折線式多層卷繞卷筒(14)固定在副底座(1 上，并通過副聯(lián)軸器0 與副減速器(18)低速軸端連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多層卷繞鋼絲繩-滑輪磨損試驗(yàn)裝置，其特征在于所述的固定平臺(tái)(6長度大于中間滑輪組支架(3)的長度，滑輪組支架C3)可以在固定平臺(tái)(6) 上左右移動(dòng)。
全文摘要
多層卷繞鋼絲繩-滑輪磨損試驗(yàn)裝置是一種能夠模擬起重機(jī)起升、變幅系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行工況，進(jìn)行鋼絲繩多層卷繞、鋼絲繩-滑輪磨損試驗(yàn)的綜合試驗(yàn)裝置。試驗(yàn)裝置包括試驗(yàn)臺(tái)架、電氣控制與數(shù)據(jù)采集處理裝置，由設(shè)在控制室內(nèi)的操縱臺(tái)(上位機(jī))集中操縱與控制，并進(jìn)行檢測數(shù)據(jù)的采集與數(shù)據(jù)處理。在試驗(yàn)臺(tái)架中，多層卷繞裝置的卷筒為雙折線式多層卷繞卷筒，滑輪組支架為可移動(dòng)式用以調(diào)整鋼絲繩進(jìn)入卷筒的偏角，多層卷繞裝置減速器高速軸端連接有電渦流測功機(jī)作為模擬載荷。本發(fā)明試驗(yàn)效率高，試驗(yàn)所得數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，可用于起重機(jī)鋼絲繩多層卷繞、多層卷繞鋼絲繩疲勞失效試驗(yàn)、多層卷繞滑輪疲勞失效等研究。
文檔編號(hào)G01N3/56GK102175548SQ20111006729
公開日2011年9月7日 申請日期2011年3月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月21日
發(fā)明者徐滬萍, 徐長生, 胡吉全, 胡志輝, 趙勇, 鄧玉聰, 陶德馨 申請人:武漢理工大學(xué)