[发明专利]一种摩擦式矿井提升机试验台

权利要求书

1.一种摩擦式矿井提升机试验台，其特征在于：包括固定底板(1)、2个激光位移传感器(2)、2个三轴加速度传感器(3)、2个提升容器(4)、2个行程保护装置(5)、2个张力传感器(6)、固定上天轮(7)、保持架(8)、钢丝绳(9)、可调下天轮(10)、摩擦卷筒(11)、高速摄像机(12)、支撑架(13)、运行控制装置(14)、电机台(15)、电磁抱闸(16)、伺服电动机(17)、联轴器(18)、传动轴(19)以及摄像机架(20)；其中，摩擦卷筒安装在支撑架上；固定上天轮和可调下天轮均安装在保持架上；钢丝绳绕过摩擦卷筒、固定上天轮以及可调下天轮后，其两端分别与2个提升容器连接；2个激光位移传感器分别固定在2个提升容器的下表面上；2个三轴加速度传感器通过磁力分别吸附于提升容器底部的内表面上；张力传感器固定在保持架上；行程保护装置安装在保持架内侧；高速摄像机安装在摄像机架上，并使其镜头对准钢丝绳与摩擦卷筒的接触部分；伺服电动机安装在电机台上，电磁抱闸安装在伺服电动机轴的末端，伺服电动机通过联轴器与传动轴连接，传动轴与摩擦卷筒采用键连接方式连接；电机台、保持架和支撑架均通过螺栓固定在固定底板上；所述的固定底板为开有螺纹孔的矩形平板；所述的保持架由矩形型材焊接形成；所述的支撑架为带有筋板的L型铸件；所述的摩擦卷筒包括左侧半摩擦卷筒(22)、右侧半摩擦卷筒(24)、摩擦衬垫(23)及橡胶垫(21)，左侧半摩擦卷筒和右侧半摩擦卷筒均为圆柱体，圆柱体的一个表面为与圆柱体同心的圆形凸台，另一个表面为与圆柱体同心的圆形凹台；摩擦衬垫为圆环形，其外表面开有半圆弧形凹槽；左侧半摩擦卷筒和右侧半摩擦卷筒的凸台侧相对，橡胶垫置于左侧半摩擦卷筒和右侧半摩擦卷筒之间，摩擦衬垫置于左侧半摩擦卷筒和右侧半摩擦卷筒之间的空隙中，摩擦衬垫和橡胶垫均靠左侧半摩擦卷筒和右侧半摩擦卷筒的挤压作用固定；

所述的保持架，包括2个长立柱、2个短立柱、8个第I横梁及3个第II横梁；长立柱、短立柱、第I横梁和第II横梁均为长方形型材，长立柱与短立柱横截面相同，长立柱较短立柱长；2个长立柱与2个短立柱均平行竖直立于固定底板上，并分别由3个角码在3个面上与固定底板固定，2个长立柱之间由2个第II横梁连接，2个短立柱之间由1个第II横梁连接，长立柱与短立柱之间分别通过4个第I横梁连接；

所述的固定上天轮与可调下天轮分别穿在2个支撑轴(31)上，支撑轴的两端分别由2个拆分式轴承座(37)固定，拆分式轴承座由上轴承座(27)和下轴承座(28)组成，上轴承座和下轴承座分别采用短六角头螺栓(26)和长六角头螺栓(25)固定在保持架的2个长立柱和2个短立柱的上部，上轴承座和下轴承座之间采用内六角螺钉(29)固定连接，与支撑轴(31)相配合的轴承为深沟球轴承(30)；可调下天轮所对应保持架上均匀分布螺栓孔(32)，且其分布间距与接触角的调节范围相关；

所述的提升容器内表面底部设有多组圆饼状载荷块(33)，载荷块由一根焊接在底部的螺纹杆(35)和锁紧螺母(34)组成，每个载荷块中心线处开有通孔与夹持装置进行配合，以保持提升与下放过程中提升容器的稳定状态；

所述的行程保护装置位于保持架内侧，当提升容器超出警戒高度时，行程保护装置发送信号给运行控制装置，运行控制装置产生相应的控制指令并发送给伺服电动机控制器以及电磁抱闸，实现紧急制动；

所述的运行控制装置(14)包括PC和同时具有数据采集和指令控制的控制器dSpace，控制器dSpace的另一端分别和三轴加速度传感器、激光位移传感器、张力传感器以及伺服电动机控制器相连接，在实验过程中PC可以通过控制器dSpace单独或者同时对各执行设备发送指令信号，以对提升系统特定位置的动力学相关数据进行采集；

所述的摩擦式矿井提升机试验台为单绳摩擦拖曳，伺服电机转向的不同对应着提升容器的提升与下放；在实验过程中，三轴加速度传感器用来测量提升容器在运行过程中以及制动过程中的加速度变化情况；激光位移传感器用来测量提升容器在制动过程中的位移变化情况；张力传感器可以实时采集钢丝绳的动张力数据；高速摄像机采集在制动过程中钢丝绳与位于摩擦卷筒上的摩擦衬垫之间的滑动图像。

2.根据权利要求1所述的一种摩擦式矿井提升机试验台，其特征在于：所述的可调下天轮通过调整其在保持架上的高度来调节钢丝绳与摩擦卷筒之间的接触角，且接触角的变化范围为180°-190°。