基于弧面法的摩擦式提升机衬垫摩擦性能测定

发布时间：2019-10-02 08:11

【摘要】：摩擦衬垫与钢丝绳之间的摩擦力是摩擦式提升机工作可靠和安全与否的关键因素。提出了一种基于弧面法研究摩擦衬垫与钢丝绳摩擦学特性的测量方法,在自研制的摩擦衬垫与钢丝绳动态微滑移摩擦实验平台上开展摩擦实验,通过测量摩擦衬垫与钢丝绳之间的摩擦力与相对滑移,判定衬垫与钢丝绳之间的黏滑规律,并基于测试曲线研究了衬垫与钢丝绳之间摩擦因数的变化规律。结果表明,干摩擦时K25衬垫摩擦因数随着比压的增大而减小,随滑速的增大先增大,后不断减小,滑速2 mm/s时达到最大值,涂增摩脂时摩擦因数随比压、滑速的增大而减小。衬垫的摩擦因数与比压成反比线性关系,说明摩擦衬垫与钢丝绳之间的摩擦以黏着摩擦为主。对比平面法测量摩擦衬垫的结果发现平面法测量的摩擦因数偏大。
【图文】：

位移曲线,摩擦衬垫,微滑移,钢丝绳

作用的影响，测定的结果仅相当于无限小的微元段，还需根据行业标准MT/T248－1991《摩擦提升机用衬垫摩擦因数测试方法》进行当量变换，没有考虑摩擦衬垫的黏滑行为，因此本文模拟摩擦式提升机的实际弧面，提出了一种基于弧面法研究摩擦衬垫与钢丝绳之间摩擦学性能的测量方法，并研制了一种监测摩擦衬垫与钢丝绳动态微滑移摩擦实验平台，对K25摩擦衬垫在干摩擦、涂增摩脂两种工况下测定摩擦因数，分析不同工况对摩擦因数的影响规律，并对比平面法实验结果，探究摩擦衬垫的摩擦机理。1实验平台与实验参数1.1实验平台图1为自研制的摩擦衬垫和钢丝绳动态微滑移摩擦实验平台。该平台主要由加载系统、摩擦传动系统和数据采集系统3部分构成。实验机加载系统采用电动缸作为加载执行机构，通过链条、链轮连接到钢丝绳，控制系统操纵电动缸运动，调节拉紧钢丝绳的力，起到加载作用。摩擦传动系统通过步进电机带动偏心块转动，偏心块与摆动杆通过关节轴承相连，带动其往复运动，摆动杆通过支撑轴承改变两端运动比例，摩擦衬垫固定于摆动杆上端，从而实现摩擦衬垫和钢丝绳的微滑移功能。调节偏心块位置，可实现不同微滑移幅值;通过变频器改变电机转速，实现摩擦衬垫和钢丝绳之间微滑移速度的控制。采集系统主要有张力传感器，采集卡、高速显微摄像仪等，张力传感器用于监测摩擦衬垫两端钢丝绳张力的动态变化，通过计算测得的钢丝绳两端张力差可获得摩擦力曲线。高速显微摄像仪VW9000用于监测摩擦衬垫与钢丝绳的相对运动状态，通过在摩擦衬垫与钢丝绳上各标定一个点，录制摩擦衬垫与钢丝绳的摩擦全过程，记录每个标定点的位移量获得位移曲线。图1摩擦衬垫与钢丝绳动态微滑移摩擦实验平台Fig.1Experimentplatformondynamicmicroslipfri

相对位移,相对速度,摩擦衬垫,钢丝绳

看见钢丝股，并在通风处静置1h以上。具体摩擦衬垫的微滑移实验参数见表2。表1K25摩擦衬垫的基本性能参数Table1Fundamentalcharacterparametersoffrictionliner硬度(邵D)拉伸强度/MPa热分解温度/℃断后延伸率/%62～6517～23362.521.3～23.7表2摩擦衬垫的微滑移摩擦实验参数Table2Experimentalparametersforfrictiontestingoffrictionliner实验参数数值比压/MPa1，1.5，2，2.5，3滑移速度/(mm·s－1)1，2，3，4，5滑移距离/mm20时间/min10温度室温润滑条件干摩擦/增摩脂2结果与讨论2.1黏滑判定准则图2(a)为在摩擦衬垫和钢丝绳上各标定的追踪点起始状态和摩擦过程中的状态，，图2(b)为摩擦过程中衬垫和钢丝绳上标定点的位移变化曲线，由图2可以发现，摩擦衬垫的位移量变化较大，初始阶段缓慢上升，之后迅速上升，反向先缓慢下降，再迅速下降，钢丝绳由于摩擦衬垫给予的摩擦力位移量也会发生微小变化，而且初始运动阶段钢丝绳的位移量与摩擦衬垫的位移量相同，说明摩擦衬垫与钢丝绳之间发生了黏着现象。将摩擦衬垫与钢丝绳的位移量曲线进行分析，计算出摩擦衬垫与钢丝绳的相对位移x曲线，再对相对位移x曲线相对时间t的一阶导数得到相对滑移速度v的曲线，将同一时刻的摩擦力、相对位移、相对滑移速度v的曲线进行对比分析，如图3所示。由图3图2摩擦过程中位移追踪Fig.2Frictiondisplacementintheprocessoftracking可以看出，当相对位移迅速变化时，即相对速度不为零时，摩擦力达到最大值，因此，将一个摩擦周期过程分为6个阶段，①初始黏着阶段:启动后，驱动力带动摩擦衬垫与钢丝绳产生摩擦，摩擦衬垫有运动趋势，摩擦衬垫与钢丝绳之间的摩擦力不断增加，摩擦力带动钢丝绳，但相对位移为零，相对速度为零，说明
【作者单位】：中国矿业大学机电工程学院;中国矿业大学材料科学与工程学院;
【基金】：国家自然科学基金资助项目(51375479) 江苏省高校优势学科建设工程资助项目
【分类号】：TD534.3

【参考文献】

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