[发明专利]矿井提升摩擦衬垫防滑性能测试装置及方法

说明书

一种矿井提升摩擦衬垫防滑性能测试装置，装置包括定位平台、张力加载装置、两个张力定位装置、钢丝绳限位装置、钢丝绳拖动装置、两个弧度定位装置和衬垫加载装置，所有子装置沿圆周方向布置在定位平台上，两个弧度定位装置等夹角对称布置在衬垫加载装置两侧，基于液压缸加载、无极钢丝绳拖动的方式模拟摩擦衬垫所受正压力和摩擦力，利用等夹角布置的两弧度定位装置模拟卷筒的弧度，采用无极钢丝绳拖动的方式实现不同钢丝绳传动速度、不同正压力、不同摩擦距离下测试摩擦衬垫的摩擦磨损形态，能够对测定摩擦衬垫的摩擦系数，有效模拟衬垫高速滑动摩擦工况，从而能够对不同绳槽弧度和直径的摩擦衬垫进行测试，准确评估摩擦衬垫的防滑性能。

技术领域

本发明涉及一种摩擦衬垫防滑性能测试装置及方法，尤其是一种适用于矿井提升的摩擦衬垫防滑性能测试装置及方法。

背景技术

立井提升机作为主要的矿井提升装备，担负着提升煤炭矸石、下放材料、升降人员和设备的重要任务，是煤矿井下与地面的连接枢纽，其中摩擦提升占据主导地位。摩擦衬垫安装在卷筒表面，利用与钢丝绳之间的摩擦力拖动提升容器上下。当摩擦衬垫失效时，钢丝绳与摩擦衬垫之间会发生相对滑动，造成钢丝绳磨损，甚至造成提升容器打滑坠落等重大恶性事故。因而摩擦衬垫防滑性能的好坏直接关系到提升机能否可靠提升。然而，摩擦衬垫属于易损易耗件，随着煤矿生产的进行，摩擦衬垫会不断磨损。《煤矿安全规程》规定，多绳摩擦衬垫的剩余磨损厚度不得小于钢丝绳直径，磨损深度不得超过70毫米。一旦磨损超限，则需及时更换。更换摩擦衬垫时，需要对摩擦衬垫进行严格的防滑性能测试，避免新衬垫降低提升系统的防滑性能。

目前，由于摩擦衬垫的生产厂商众多，采用的制造工艺和生产标准不尽相同，而衬垫的测试缺乏一个统一的装置和标准。由于煤矿的地质条件多样，对提升载荷、提升速度也产生了不同需求，由此产生了不同卷筒和钢丝绳直径的摩擦提升机，进而决定了贴装在卷筒表面的摩擦衬垫的绳槽弧度和直径，由此产生了不同规格的摩擦衬垫，导致对衬垫防滑性能测试难以采用统一的装置。如果针对不同规格的摩擦衬垫分别搭建测试装置，将会产生较高的建造成本，不满足经济性。这导致了企业在出厂前难以对提升钢丝绳的防滑性能进行准确测试。

当前，针对对摩擦衬垫的测试检测研究，专利号为ZL 201410271323.4公开的摩擦衬垫- 提升钢丝绳动态摩擦传动试验装置能够模拟钢丝绳动态耦合振动状态下摩擦衬垫与提升钢丝绳之间的动态摩擦传动特性；专利号为ZL 201510102984.9公开的提升机用钢丝绳、摩擦衬垫综合摩擦检测装置可以模拟缠绕式提升机钢丝绳与摩擦衬垫间的高速滑动摩擦行为；专利号为ZL 201410161230.6公开的提升机摩擦衬垫的微滑移试验平台可以实现实现变频率、变幅值、变载荷及变弧度微滑移摩擦试验；专利号为ZL 201410152097.8公开的监测钢丝绳-摩擦衬垫动态微摩擦状态的试验装置可以检测钢丝绳与摩擦衬垫接触弧不同区段的微滑移幅值和钢丝绳-摩擦衬垫之间的动态摩擦力；专利为ZL 201010567284.4公开的摩擦衬垫检测机利用压紧油缸对衬垫施加压力，依靠压力传感器检测滑动摩擦力，进而检测摩擦衬垫的摩擦系数；专利号为ZL 02212593.0公开的摩擦衬垫摩擦性能模拟试验机使用活塞式油缸实现钢丝绳张紧、移动并起导向作用，从而检测衬垫摩擦系数。上述研究主要存在以下问题：第一，对单一型号衬垫进行微动磨损、碰磨、滑磨等理论研究，不能够对不同绳槽弧度和直径的摩擦衬垫进行统一测试；第二，主要采用直线拉动钢丝绳与摩擦衬垫相对滑动来模拟实际提升过程，而真实的摩擦衬垫的绳槽一般带有弧度，钢丝绳与摩擦衬垫是弧形接触，导致不能准确评估摩擦衬垫的磨损形态；第三，采用钢丝绳直线拉动的方式，受限于钢丝绳直径、最小卷筒直径、卷筒容绳量的限制，难以模拟持续高速滑动摩擦。因而，有必要研究一种防滑测试装置，可以对不同绳槽弧度和直径的摩擦衬垫进行静摩擦和动摩擦测试，特别是是钢丝绳高速滑动下的防滑测试，以便对各厂商生产的不同型号摩擦衬垫在现场安装前统一校核，规范摩擦衬垫市场，确保摩擦衬垫的防滑性能，对于保障摩擦提升安全性具有重要意义，而目前缺乏相应的测试装置。

发明内容