一种矿用传输皮带动态摩擦传动试验装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种矿用传输皮带动态摩擦传动试验装置及方法，包括基架、加载系统、摩擦传动系统和状态监测系统；所述基架包括支撑架、支撑角钢架和设置于支撑角钢架上的底板；所述加载系统包括动态加载系统和静态加载系统；所述摩擦传动系统包括围包角调整系统、驱动系统和摩擦系统；所述状态监测系统包括动张力监测系统、动态蠕变监测系统、滚筒覆盖层应力测量系统、摩擦力测量系统和摩擦滑移监测系统。本发明专利技术可以实时动态监测滚筒绕入和绕出端皮带的动张力演化、皮带的动态蠕变特性、滚筒覆盖层与皮带接触区附近覆盖层的应力变化、滚筒与皮带之间的动态摩擦力以及摩擦滑移状态。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了，包括基架、加载系统、摩擦传动系统和状态监测系统；所述基架包括支撑架、支撑角钢架和设置于支撑角钢架上的底板；所述加载系统包括动态加载系统和静态加载系统；所述摩擦传动系统包括围包角调整系统、驱动系统和摩擦系统；所述状态监测系统包括动张力监测系统、动态蠕变监测系统、滚筒覆盖层应力测量系统、摩擦力测量系统和摩擦滑移监测系统。本专利技术可以实时动态监测滚筒绕入和绕出端皮带的动张力演化、皮带的动态蠕变特性、滚筒覆盖层与皮带接触区附近覆盖层的应力变化、滚筒与皮带之间的动态摩擦力以及摩擦滑移状态。【专利说明】
本专利技术涉及，能够模拟动载荷工况条件下矿用传输皮带动态摩擦传动行为，可以实现动态监测滚筒绕入和绕出端皮带的动张力演化、皮带的动态蠕变特性、滚筒覆盖层与皮带接触区附近覆盖层的应力变化、滚筒与皮带之间的动态摩擦力以及摩擦滑移状态。
技术介绍
随着我国高产高效矿井的出现，带式输送机已成为煤炭高效开采机电一体化技术与装备的关键传动设备。生产技术的发展使得顺槽皮带输送机向长距离、高带速、大运量、大功率的大型化方向发展。皮带输送机依靠皮带与滚筒之间的摩擦力传递动力，因传输皮带是一个由多种材料组成的具有粘弹特性的弹性体，使得皮带在启动、传输和制动过程中会承受动态张应力，故滚筒与皮带之间呈现动态摩擦传动特性，因考虑动态特性不足导致的打滑现象或主要运行参数选择过于保守，均会严重制约了带式输送机的工作效率，进而影响了整套煤矿掘采系统的工作效率和高效生产。因此，提出，探究模拟实际运行工况下滚筒绕入和绕出端皮带的动张力演化、皮带的动态蠕变特性、滚筒覆盖层与皮带接触区附近覆盖层的应力变化、滚筒与皮带之间的动态摩擦力以及摩擦滑移状态，对于探讨滚筒与皮带之间的动态摩擦传动机理及其受动载荷工况参数的影响规律和提出优化的运行参数有着重要的意义。滚筒与皮带之间的摩擦传动实验装置包括:专利号为03802132.3公布了一种高负荷传动皮带用橡胶组合物及使用该橡胶组合物的高负荷传动皮带，能够在不损害高负荷传动用V型皮带的高温耐久性、提高耐寒性的同时，保证皮带的传动能力和耐永久变形性；专利号为200410034164.2公布了一种摩擦传动皮带以及具有它的皮带传动装置，该摩擦传动皮带可以不混合使用短纤维橡胶，通过摩擦传动皮带的皮带主体(以乙烯_α -烯烃橡胶作为橡胶成分)与皮带轮接触地卷绕，实现传递动力的目的；专利号为200410082605.6公布了一种传动皮带用皮带轮及皮带传动装置，能够防止皮带的蛇行和偏走；上述专利提供新型的皮带或皮带轮及具有它的皮带传动装置，不能考察摩擦传动过程中皮带的动态摩擦传动特性。专利号为201010288001.2公布了一种皮带传动摩擦系数简易测量装置，实现基于欧拉公式的皮带传动摩擦系数测量，不能探究摩擦传动过程中皮带的动态摩擦传动特性。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术的不足，提供，是一种功能齐全、方法简便、易操作的皮带动态摩擦传动试验装置及方法，可以实时动态监测滚筒绕入和绕出端皮带的动张力演化、皮带的动态蠕变特性、滚筒覆盖层与皮带接触区附近覆盖层的应力变化、滚筒与皮带之间的动态摩擦力以及摩擦滑移状态。本专利技术采用的技术方案为:一种矿用传输皮带动态摩擦传动试验装置，包括基架、加载系统、摩擦传动系统和状态监测系统；所述基架包括支撑架、支撑角钢架和设置于支撑角钢架上的底板；所述加载系统包括动态加载系统和静态加载系统；所述动态加载系统包括A泵站、竖直张紧液压缸和A皮带夹具，所述A泵站和竖直张紧液压缸安装在底板上，所述A皮带夹具的两端放置于竖直导向架的滑轨上，并与竖直张紧液压缸伸出活塞杆相连；所述静态加载系统包括B泵站、水平张紧液压缸和B皮带夹具，所述B泵站和水平张紧液压缸安装在底板上，所述B皮带夹具的两端放置于水平导向架滑轨上，并与水平张紧液压缸伸出活塞杆相连；所述摩擦传动系统包括围包角调整系统、驱动系统和摩擦系统；所述围包角调整系统包括动载端调整系统和静载端调整系统；所述动载端调整系统包括竖直导向架、支撑肋板和A改向滑轮，所述竖直导向架通过导轨固定块固定在底板上，竖直导向架通过支撑肋板紧固，所述A改向滑轮安装于前后对称布置的竖直导向架上，A改向滑轮两端输出轴放置于两个竖直导向架的定位孔内；所述静载端调整系统包括水平导向架和B改向滑轮，所述水平导向架通过A导轨固定块固定在底板上，所述B改向滑轮安装于水平导向架上，B改向滑轮两端输出轴放置于水平导向架的定位孔内；所述驱动系统包括C泵站、液压缸支座、C液压缸、连杆、连接块和滚筒输出轴，所述C泵站和液压缸支座安装在底板上，液压缸支座上固定有C液压缸，C液压缸伸出活塞杆与连杆铰接，连杆上连接有连接块，连接块通过传动平键与滚筒输出轴连接；所述摩擦系统包括滚筒支架、轴承支座、轴承、滚筒和皮带，所述滚筒支架固定于底板上，滚筒支架支撑梁上安装有轴承支座，轴承支座内安装有轴承，所述滚筒两端的滚筒输出轴安装于轴承内孔，滚筒覆盖层表面卷绕有皮带，皮带一端绕过B改向滑轮与B皮带夹具相连，另一端绕过A改向滑轮与A皮带夹具相连。所述状态监测系统包括动张力监测系统、动态蠕变监测系统、滚筒覆盖层应力测量系统、摩擦力测量系统和摩擦滑移监测系统；所述动张力监测系统包括安装于滚筒两侧皮带上的皮带张力计；所述动态蠕变监测系统包括支座和激光位移传感器，所述支座固定于滚筒支架上，激光位移传感器固定于支座上，激光位移传感器探头正对皮带与滚筒接触区中间部位；所述滚筒覆盖层应力测量系统包括贴于滚筒覆盖层凹孔侧面的应变片；所述摩擦力测量系统包括贴在滚筒侧面上用于间接计算滚筒与皮带之间的摩擦力的应变片组；所述摩擦滑移监测系统包括固定支座、连接杆、摄像头支座和高速摄像头，所述固定支座固定于滚筒支架上，固定支座上铰接有连接杆，连接杆上铰接有摄像头支座，摄像头支座上固定有高速摄像头，高速摄像头正对皮带与滚筒覆盖层交界面。作为优选，所述的A皮带夹具和B皮带夹具均设有三个方形孔，皮带依次从三个孔穿绕，在孔边缘处磨成圆弧状，防止方形棱边刮伤皮带，在皮带夹具一侧端面用螺钉固定皮带，能够较可靠地固定住皮带。作为优选，所述滚筒覆盖层用于增大滚筒与皮带之间的摩擦力，滚筒覆盖层均匀间隔的设有凹形槽。一种上述矿用传输皮带动态摩擦传动试验装置的试验方法，该方法包括以下步骤:a)通过计算机控制A泵站和B泵站的系统压力，使水平张紧液压缸和竖直张紧液压缸的活塞杆收缩直至皮带被拉直，皮带张力计达到初始微小设定值，对皮带张力计调零，保持B泵站的系统压力不变，继续增加A泵站的系统压力直至皮带张力计达到设定值；通过计算机程序设定A泵站的系统压力峰值和谷值，启动计算机程序，对皮带施加交变张力；b)通过计算机控制C泵站的系统压力峰值和谷值，使得活塞杆产生一定位移的往复运动，经连杆带动滚筒发生微小角度的往复扭转；在皮带交变张力和滚筒往复扭转的共同作用下，滚筒和皮带之间发生摩擦滑移；c)通过皮带张力计记录滚筒两侧的皮带动张力变化；开启激光位移传感器，记录缠绕于滚筒覆盖层上皮带的动态蠕变特性；开启高速摄像头，记录滚筒与皮带之间的动态摩擦滑移；对应变片通电，记录滚筒覆盖层与皮带接触区附近覆盖层的应变；通过应变片组记录滚筒侧面的弯矩大本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种矿用传输皮带动态摩擦传动试验装置，其特征在于：包括基架、加载系统、摩擦传动系统和状态监测系统；所述基架包括支撑架、支撑角钢架和设置于支撑角钢架上的底板；所述加载系统包括动态加载系统和静态加载系统；所述动态加载系统包括A泵站、竖直张紧液压缸和A皮带夹具，所述A泵站和竖直张紧液压缸安装在底板上，所述A皮带夹具的两端放置于前后对称布置的竖直导向架的滑轨上，并与竖直张紧液压缸伸出活塞杆相连；所述静态加载系统包括B泵站、水平张紧液压缸和B皮带夹具，所述B泵站和水平张紧液压缸安装在底板上，所述B皮带夹具的两端放置于水平导向架滑轨上，并与水平张紧液压缸伸出活塞杆相连；所述摩擦传动系统包括围包角调整系统、驱动系统和摩擦系统；所述围包角调整系统包括动载端调整系统和静载端调整系统；所述动载端调整系统包括竖直导向架、支撑肋板和A改向滑轮，所述竖直导向架通过导轨固定块固定在底板上，竖直导向架通过支撑肋板紧固，所述A改向滑轮安装于前后对称布置的竖直导向架上，A改向滑轮两端输出轴放置于两个竖直导向架的定位孔内；所述静载端调整系统包括水平导向架和B改向滑轮，所述水平导向架通过A导轨固定块固定在底板上，所述B改向滑轮安装于水平导向架上，B改向滑轮两端输出轴放置于水平导向架的定位孔内；所述驱动系统包括C泵站、液压缸支座、C液压缸、连杆、连接块和滚筒输出轴，所述C泵站和液压缸支座安装在底板上，液压缸支座上固定有C液压缸，C液压缸伸出活塞杆与连杆铰接，连杆上连接有连接块，连接块通过传动平键与滚筒输出轴连接；所述摩擦系统包括滚筒支架、轴承支座、轴承、滚筒和皮带，所述滚筒支架固定于底板上，滚筒支架支撑梁上安装有轴承支座，轴承支座内安装有轴承，所述滚筒两端的滚筒输出轴安装于轴承内孔，滚筒覆盖层表面卷绕有皮带，皮带一端绕过B改向滑轮与B皮带夹具相连，另一端绕过A改向滑轮与A皮带夹具相连。所述状态监测系统包括动张力监测系统、动态蠕变监测系统、滚筒覆盖层应力测量系统、摩擦力测量系统和摩擦滑移监测系统；所述动张力监测系统包括安装于滚筒两侧皮带上的皮带张力计；所述动态蠕变监测系统包括支座和激光位移传感器，所述支座固定于滚筒支架上，激光位移传感器固定于支座上，激光位移传感器探头正对皮带与滚筒接触区中间部位；所述滚筒覆盖层应力测量系统包括贴于滚筒覆盖层凹孔侧面的应变片；所述摩擦力测量系统包括贴在滚筒侧面上用于间接计算滚筒与皮带之间的摩擦力的应变片组；所述摩擦滑移监测系统包括固定支座、连接杆、摄像头支座和高速摄像头，所述固定支座固定于滚筒支架上，固定支座上铰接有连接杆，连接杆上铰接有摄像头支座，摄像头支座上固定有高速摄像头，高速摄像头正对皮带与滚筒覆盖层交界面。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王大刚，王世博，张务果，郭永波，张德坤，葛世荣，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32