摩擦衬垫摩擦系数测试实验机的设计与实验分析

　　1　摩擦衬垫研究现状

　　目前在国内使用较多的国外衬垫主要是德国Becorit 公司制造的 K25，其中绝大多数是随进口提升机配套而来，只有少部分是国内直接进口的。洛阳矿山机械工程设计研究院协同国内多家单位对衬垫进行了比较深人的研究，研 制出新型衬垫材料，使国产衬垫的摩旅系数测试值达到 0.30 左右，其性能完全可以满足摩擦系数为 0.25 的摩擦提升的要求。

　　主要研究内容具体的测试资见表 1。 测试条件为:载荷压力 2.5 MPa，滑动速度 l mm/s，环境温度20~30 ℃。

　　新型衬垫的研制成功，标志着国内卑攘式提升机的参数水平跃上一个新台阶。 目前新型衬垫已通过国家有关部门组织的鉴定，并已在生产实际中应用。

　　2　试验机设计的意义

　　为了配合对新型衬垫的研制以及对已经使用的摩擦衬垫进行检测，我们研制了这套钢丝绳摩擦衬垫磨损检测系统，通过这套系统的检测，可以判断研制出 来的新型材料是否满足提升设备的实际需要，是否更具有先进性以及检测使用的衬垫是否还能满足使用要求。 为新型衬垫的研制提供定量的评价及故障诊断，和对衬垫材料的改进和提升设备提升能力的提高都有很大的现实意义。

　　3　试验机机械结构设计

　　通过调研，我们确定了相关的设计参数。 以提升机常用钢丝绳 6×7 作为实验用钢丝绳。 根据国标GB/T8918-1996 查得，破断力总和 51 100 N，张紧力为其破断力的 1/7~1/8，钢丝绳与 衬垫间的比 压p=2 MPa，误差 0.1 MPa，衬垫与钢丝绳的相对速度0~100 mm/s，误差 3%。 根据这些参数，我们设计了此钢丝绳摩擦衬垫摩擦系数试验机。 机械结构部分　　整体设计如图 1。

　　工作过程：电机带动丝杠 11 转动，丝杠通过螺纹带动滑溜板 10 在导轨 6 上往复滑动， 从而使钢丝绳与滑块相对滑动。 根据类比其它相同功能试验机，可以确定此机构可以安全可靠运行。

　　4　电控系统设计原理

　　本系统主要由单片机、半桥驱动电路、转向控制电路、电机组成。 图 2 是系统的硬件模块框图。

　　单片机根据外部采集到的信号发出相应的PWM 信号, 该 PWM 信号输出后送至半桥驱动集成芯片后控制半桥的开闭, 半桥驱动电路的输出信号再经继电器控制电路配合单片机发出的正、反转控制信号来控制直流电机。 整套硬件电路结构简单、调试方便能实现直流电机的调速和转向控制。

　　5　液压系统原理设计

　　(1)夹紧系统液压工作原理

　　原理图如图 3， 当夹紧时， 换向阀 5 的左位接通，液压缸开始向右移动，由于有节流阀充当背压阀，所以有效的防止了液压缸前冲，当滑块遇到钢丝绳后，工作压力逐渐增大，当压力增大到电接触式压 力表设定的压力时，压力表发出电信号，此时换向阀 5 换到中位进行保压，液压泵卸荷。 由于本试验台的工作时间较长，系统泄露等原因会使液压缸的压力减小，当压力小于压力表 1 设定的最小压力时，压力表发出电信号，换向阀 5 切换到左位进行加压，从而保证了压力的稳定。 当工作完成后，卸下钢丝绳时，关掉压力表 1，同时换向阀 5 切换到右位，使滑块向左移动到指定位置，便可以完成一个工作循环。