摩擦式提升机衬垫与钢丝绳间的动态粘弹性摩擦磨损行为研究
发布时间：2021-10-14 08:01
摩擦式提升机主要依靠摩擦轮上的摩擦衬垫与钢丝绳之间的摩擦力进行传动。摩擦力的来源是摩擦衬垫与钢丝绳界面间的动态粘弹性接触变形,摩擦衬垫动态粘弹性的优劣,直接关系到摩擦衬垫与钢丝绳之间的摩擦力,继而影响到摩擦式提升机的提升能力、工作效率和安全可靠性。本文提出了基于弧面法测量提升机摩擦衬垫摩擦系数的方法,利用实时原位微观观测的方法,针对摩擦式提升机衬垫与钢丝绳间的动态粘弹性摩擦磨损的问题,开展了静、动态载荷下粘弹性摩擦的实时观测,探究了淋水、涂增摩油脂工况下的边界润滑机理,分析了摩擦衬垫粘弹性对接触界面磨损行为的影响,修正了动态提升工况下摩擦传动的欧拉公式。（1）首次提出了基于弧面法测量提升机摩擦衬垫摩擦系数的方法,通过监测摩擦衬垫与钢丝绳的相对滑移距离和相对滑移速度,将摩擦周期分为6个阶段,并提出了粘滑判定准则:以张力变化曲线“平台”的出现作为判断摩擦衬垫与钢丝绳动静摩擦转变临界点的依据。对比了摩擦衬垫与钢丝绳平面法与弧面法测量的摩擦系数,发现平面法测量出的摩擦系数偏大。（2）基于弧面法实时观测了静态载荷工况下摩擦衬垫与钢丝绳之间的粘弹性摩擦机理,直观且量化了粘着摩擦与滞后摩擦,建立了粘...
【文章来源】：中国矿业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：166 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
摩擦式提Figure1-1Theworkingpr（2）摩擦系数评价机制：根据《煤
博士学位论文2定摩擦系数和理想钢丝绳为基础，然而实际传动为变摩擦系数和非理想柔性钢丝绳；而且欧拉公式的假设是一种静态平衡状态，实际运行时是动态变化的，存在弹性滑动变形等问题[12]；图1-1摩擦式提升机的工作原理Figure1-1Theworkingprincipleofthefrictionhoist（2）摩擦系数评价机制：根据《煤矿安全规程》第433条的规定，钢丝绳与摩擦轮衬垫之间的摩擦系数取值不得小于0.25[13]，现有的评价机制是平面法测量滑动过程中的摩擦系数，忽略了弧面接触、钢丝绳弯曲作用、静动转变的临界摩擦系数，测量值还需当量转换；（3）摩擦副材料性能：摩擦衬垫材料是一种粘弹性材料，动摩擦系数大于静摩擦系数，且其粘弹性在摩擦过程中会产生粘滑振动问题[14]，影响摩擦接触稳定性，既而对摩擦传动产生影响；柔性钢丝绳是一种螺旋结构，与衬垫弧面接触[15]，抗弯曲强度影响接触；且在长距离传动中柔性钢丝绳会发生振动，振动将对接触界面产生影响，从而影响摩擦[16]；（4）复杂工况：高速、重载的矿井提升、下放加减速、惯性负载等因素，会导致整个提升系统的张力是动态变化的（载荷由静态转为动态）[17-19]，柔性钢丝绳承受较大的动载荷，特别是随着矿井提升载荷的增大以及提升深度的增加，张力的弹性波动效应以及钢丝绳的振动凸显出来，将造成衬垫与钢丝绳界面的接触的不稳定，产生摩擦振动，摩擦振动会造成提升力的变化，既而对摩擦传动造成不良影响[20]。矿井环境潮湿，井筒中经常存在淋水问题[21]，摩擦式提升机工作时，钢丝绳和衬垫接触表面间往往伴随着水的介入，水介质进入接触界面将对衬垫与钢丝绳间的摩擦造成很大影响[22]。井下环境恶劣，湿度、盐分很大，摩摩擦衬垫钢丝绳
挠性体摩擦传动原理图[25]
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于Abaqus的矿井提升机动力学有限元分析[J]. 洪玉玲. 煤矿机械. 2018(06)
[2]基于弧面法的摩擦式提升机衬垫摩擦性能测定[J]. 冯存傲,张德坤,郭永波,刘源. 煤炭学报. 2017(07)
[3]润滑脂粘度与机械性能的相关性研究[J]. 史燕. 现代制造技术与装备. 2017(01)
[4]GM-3摩擦衬垫动态滑移过程中的摩擦机理研究[J]. 郝田青,张德坤,陈凯,郭永波. 摩擦学学报. 2016(02)
[5]矿井提升系统常见故障分析与处理方法[J]. 瞿宝媛. 科技风. 2015(21)
[6]矿井提升机械安全可靠技术应用探讨[J]. 韩军伟. 科技创新与应用. 2015(22)
[7]DMT残渣用于酚醛树脂改性[J]. 杨本庆,常桂兰,杨林. 聚酯工业. 2015(02)
[8]磨合磨损过程中摩擦振动变化规律研究[J]. 孙迪,李国宾,魏海军,廖海峰,柳霆. 哈尔滨工程大学学报. 2015(02)
[9]煤矿开采对环境的影响及环保问题研究[J]. 吴俊松. 环境与生活. 2014(14)
[10]矿井多绳摩擦式提升机安全性能与措施研究[J]. 梁飞. 企业技术开发. 2014(21)
博士论文
[1]柔性钢丝绳的动态摩擦传动理论建模及实验研究[D]. 郭永波.中国矿业大学 2018
[2]摩擦提升机衬垫滑动热—应力耦合行为研究[D]. 彭玉兴.中国矿业大学 2009
[3]扭动微动磨损机理研究[D]. 蔡振兵.西南交通大学 2009
硕士论文
[1]矿井提升机摩擦衬垫摩擦学性能及改性研究[D]. 张超.太原理工大学 2017
[2]疏水改性聚丙烯酰胺和聚丙烯酸钠溶液流变行为及边界润滑性能研究[D]. 苏恒.浙江大学 2016
[3]摩擦衬垫微观接触与动态滑动摩擦的原位实时观测研究[D]. 郝田青.中国矿业大学 2016
[4]摩擦提升系统提升钢丝绳的振动分析与试验研究[D]. 梁敏.太原理工大学 2015
[5]星村煤矿深部1200m采区动静载叠加诱冲原理及应用研究[D]. 刘阳.中国矿业大学 2015
[6]端面扭动摩擦界面行为研究[D]. 滕兵.中国矿业大学 2014
[7]钢丝绳润滑表面脂的制备[D]. 张晓楠.辽宁师范大学 2014
[8]淀粉链/支结构对丙烯酰胺接枝共聚超吸水树脂结构与性能影响的研究[D]. 邹伟.华南理工大学 2012
[9]透明材料扭动微动磨损特性的实时观测研究[D]. 杨莎.西南交通大学 2012
本文编号：3435766
【文章来源】：中国矿业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：166 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
摩擦式提Figure1-1Theworkingpr（2）摩擦系数评价机制：根据《煤
博士学位论文2定摩擦系数和理想钢丝绳为基础，然而实际传动为变摩擦系数和非理想柔性钢丝绳；而且欧拉公式的假设是一种静态平衡状态，实际运行时是动态变化的，存在弹性滑动变形等问题[12]；图1-1摩擦式提升机的工作原理Figure1-1Theworkingprincipleofthefrictionhoist（2）摩擦系数评价机制：根据《煤矿安全规程》第433条的规定，钢丝绳与摩擦轮衬垫之间的摩擦系数取值不得小于0.25[13]，现有的评价机制是平面法测量滑动过程中的摩擦系数，忽略了弧面接触、钢丝绳弯曲作用、静动转变的临界摩擦系数，测量值还需当量转换；（3）摩擦副材料性能：摩擦衬垫材料是一种粘弹性材料，动摩擦系数大于静摩擦系数，且其粘弹性在摩擦过程中会产生粘滑振动问题[14]，影响摩擦接触稳定性，既而对摩擦传动产生影响；柔性钢丝绳是一种螺旋结构，与衬垫弧面接触[15]，抗弯曲强度影响接触；且在长距离传动中柔性钢丝绳会发生振动，振动将对接触界面产生影响，从而影响摩擦[16]；（4）复杂工况：高速、重载的矿井提升、下放加减速、惯性负载等因素，会导致整个提升系统的张力是动态变化的（载荷由静态转为动态）[17-19]，柔性钢丝绳承受较大的动载荷，特别是随着矿井提升载荷的增大以及提升深度的增加，张力的弹性波动效应以及钢丝绳的振动凸显出来，将造成衬垫与钢丝绳界面的接触的不稳定，产生摩擦振动，摩擦振动会造成提升力的变化，既而对摩擦传动造成不良影响[20]。矿井环境潮湿，井筒中经常存在淋水问题[21]，摩擦式提升机工作时，钢丝绳和衬垫接触表面间往往伴随着水的介入，水介质进入接触界面将对衬垫与钢丝绳间的摩擦造成很大影响[22]。井下环境恶劣，湿度、盐分很大，摩摩擦衬垫钢丝绳
挠性体摩擦传动原理图[25]
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于Abaqus的矿井提升机动力学有限元分析[J]. 洪玉玲. 煤矿机械. 2018(06)
[2]基于弧面法的摩擦式提升机衬垫摩擦性能测定[J]. 冯存傲,张德坤,郭永波,刘源. 煤炭学报. 2017(07)
[3]润滑脂粘度与机械性能的相关性研究[J]. 史燕. 现代制造技术与装备. 2017(01)
[4]GM-3摩擦衬垫动态滑移过程中的摩擦机理研究[J]. 郝田青,张德坤,陈凯,郭永波. 摩擦学学报. 2016(02)
[5]矿井提升系统常见故障分析与处理方法[J]. 瞿宝媛. 科技风. 2015(21)
[6]矿井提升机械安全可靠技术应用探讨[J]. 韩军伟. 科技创新与应用. 2015(22)
[7]DMT残渣用于酚醛树脂改性[J]. 杨本庆,常桂兰,杨林. 聚酯工业. 2015(02)
[8]磨合磨损过程中摩擦振动变化规律研究[J]. 孙迪,李国宾,魏海军,廖海峰,柳霆. 哈尔滨工程大学学报. 2015(02)
[9]煤矿开采对环境的影响及环保问题研究[J]. 吴俊松. 环境与生活. 2014(14)
[10]矿井多绳摩擦式提升机安全性能与措施研究[J]. 梁飞. 企业技术开发. 2014(21)
博士论文
[1]柔性钢丝绳的动态摩擦传动理论建模及实验研究[D]. 郭永波.中国矿业大学 2018
[2]摩擦提升机衬垫滑动热—应力耦合行为研究[D]. 彭玉兴.中国矿业大学 2009
[3]扭动微动磨损机理研究[D]. 蔡振兵.西南交通大学 2009
硕士论文
[1]矿井提升机摩擦衬垫摩擦学性能及改性研究[D]. 张超.太原理工大学 2017
[2]疏水改性聚丙烯酰胺和聚丙烯酸钠溶液流变行为及边界润滑性能研究[D]. 苏恒.浙江大学 2016
[3]摩擦衬垫微观接触与动态滑动摩擦的原位实时观测研究[D]. 郝田青.中国矿业大学 2016
[4]摩擦提升系统提升钢丝绳的振动分析与试验研究[D]. 梁敏.太原理工大学 2015
[5]星村煤矿深部1200m采区动静载叠加诱冲原理及应用研究[D]. 刘阳.中国矿业大学 2015
[6]端面扭动摩擦界面行为研究[D]. 滕兵.中国矿业大学 2014
[7]钢丝绳润滑表面脂的制备[D]. 张晓楠.辽宁师范大学 2014
[8]淀粉链/支结构对丙烯酰胺接枝共聚超吸水树脂结构与性能影响的研究[D]. 邹伟.华南理工大学 2012
[9]透明材料扭动微动磨损特性的实时观测研究[D]. 杨莎.西南交通大学 2012
本文编号：3435766
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