提升鋼絲繩的摩擦可靠性

目錄
前言
變量注釋表
總論 1
0.1 鋼絲繩作為摩擦式提升機(jī)的重要傳動部件 1
0.2 鋼絲繩作為提升機(jī)的關(guān)鍵承載部件 4
參考文獻(xiàn) 7
第一篇 提升鋼絲繩的摩擦傳動可靠性
第1章 提升鋼絲繩動張力的理論建模 13
1.1 數(shù)學(xué)模型 13
1.2 Simulink仿真模型 15
1.2.1 仿真模型數(shù)值分析 15
1.2.2 仿真模型 16
1.2.3 仿真模型設(shè)置 17
1.3 計算實例 17
1.3.1 鋼絲繩動張力分析 17
1.3.2 大提升速度對動張力的影響 18
1.3.3 提升加速度對動張力的影響 20
1.3.4 提升終端質(zhì)量對動張力的影響 22
1.4 鋼絲繩動張力的驗證 24
1.4.1 實驗平臺原理 24
1.4.2 主要參數(shù) 25
1.4.3 實驗驗證 26
1.5 本章小結(jié) 27
參考文獻(xiàn) 27
第2章 鋼絲繩與摩擦襯墊的黏彈性摩擦機(jī)理 28
2.1 鋼絲繩與摩擦襯墊靜態(tài)摩擦測試 28
2.2 “弧面法”摩擦試驗機(jī)的研制 29
2.3 摩擦襯墊摩擦系數(shù)的確定方法 31
2.4 基于弧面法摩擦襯墊的摩擦性能研究 33
2.4.1 干摩擦條件下 34
2.4.2 淋水條件下 34
2.4.3 涂增摩油脂條件下 35
2.4.4 動態(tài)載荷下 36
2.4.5 變加載速度下 37
2.4.6 弧面法與平面法的對比 38
2.5 摩擦襯墊的滑動摩擦機(jī)理研究 39
2.5.1 襯墊特性與摩擦性能關(guān)系 39
2.5.2 襯墊基本性能對摩擦性能的影響 39
2.5.3 襯墊黏彈特性對摩擦性能的影響 40
2.6 摩擦襯墊與鋼絲繩的黏彈性接觸機(jī)理 42
2.6.1 動態(tài)加載過程中實時動態(tài)原位觀測 42
2.6.2 摩擦過程中接觸界面的接觸狀態(tài) 43
2.6.3 摩擦過程中接觸界面的原位形貌觀測 44
2.6.4 單摩擦周期內(nèi)襯墊表面瞬時摩擦機(jī)理研究 46
2.6.5 整個實驗過程中襯墊表面的摩擦機(jī)理 47
2.7 摩擦襯墊接觸界面的磨損分析 47
2.7.1 摩擦襯墊接觸表面的磨損形貌 47
2.7.2 K25襯墊接觸界面的磨損形貌 48
2.7.3 K25襯墊磨屑的紅外光譜 49
2.8 本章小結(jié) 50
參考文獻(xiàn) 50
第3章 提升鋼絲繩的摩擦傳動可靠性 52
3.1 鋼絲繩動態(tài)摩擦傳動的提出 52
3.2 摩擦弧域安全準(zhǔn)則 56
3.2.1 動態(tài)摩擦弧理論 56
3.2.2 動態(tài)摩擦弧與安全儲備 59
3.2.3 動態(tài)摩擦傳動弧段劃分 60
3.3 鋼絲繩與摩擦襯墊的動態(tài)接觸 65
3.3.1 數(shù)學(xué)模型 65
3.3.2 仿真模型 66
3.3.3 實例分析 67
3.4 鋼絲繩與摩擦襯墊的動態(tài)蠕動 68
3.4.1 數(shù)學(xué)模型 68
3.4.2 仿真模型 70
3.4.3 實例分析 70
3.4.4 實驗驗證 75
3.5 本章小結(jié) 76
參考文獻(xiàn) 76
第4章 提升鋼絲繩的摩擦傳動平穩(wěn)性 78
4.1 鋼絲繩橫-縱振動 78
4.1.1 Adams/Cable仿真模型 78
4.1.2 鋼絲繩的振動特性 79
4.2 特殊工況下的鋼絲繩平穩(wěn)性 85
4.2.1 制動工況下鋼絲繩的動力學(xué)分析 88
4.2.2 卡頓工況下鋼絲繩的動力學(xué)分析 91
4.2.3 激勵工況下鋼絲繩的動力學(xué)分析 93
4.3 正常提升工況下鋼絲繩的傳動平穩(wěn)性 100
4.3.1 鋼絲繩卷繞動力學(xué) 100
4.3.2 局部動態(tài)摩擦力 103
4.3.3 鋼絲繩振動與摩擦傳動關(guān)聯(lián)性 105
4.4 本章小結(jié) 109
參考文獻(xiàn) 109
第5章 摩擦傳動平穩(wěn)可靠性優(yōu)化及應(yīng)用 112
5.1 摩擦傳動參數(shù)優(yōu)化 112
5.1.1 鋼絲繩張力控制 112
5.1.2 鋼絲繩振動控制 118
5.2 實際摩擦式提升系統(tǒng)模型建立及應(yīng)用 124
5.2.1 提升機(jī)設(shè)備 124
5.2.2 提升機(jī)振動實測數(shù)據(jù) 126
5.2.3 實際摩擦式提升系統(tǒng)仿真模型 131
5.2.4 仿真結(jié)果驗證 132
5.2.5 摩擦傳動可靠性參數(shù)評價 134
5.3 本章小結(jié) 143
參考文獻(xiàn) 144
第二篇 提升鋼絲繩的摩擦疲勞可靠性
第6章 提升鋼絲繩微動損傷和扭轉(zhuǎn)參數(shù)確定 149
6.1 提升鋼絲繩的微動損傷參數(shù) 149
6.1.1 鋼絲拉力 150
6.1.2 鋼絲間相對位移 150
6.1.3 鋼絲間接觸載荷 151
6.2 建模與仿真 151
6.2.1 大提升速度對微動疲勞參數(shù)的影響 151
6.2.2 提升加(減)速度對微動疲勞參數(shù)的影響 153
6.2.3 終端質(zhì)量對微動疲勞參數(shù)的影響 154
6.3 扭轉(zhuǎn)參數(shù)計算 156
6.3.1 鋼絲繩動張力 156
6.3.2 鋼絲繩扭轉(zhuǎn)角 157
6.3.3 鋼絲繩內(nèi)部繩股扭轉(zhuǎn)角 158
6.3.4 繩股內(nèi)部鋼絲扭轉(zhuǎn)角 159
6.4 本章小結(jié) 160
參考文獻(xiàn) 160
第7章 鋼絲的微動磨損理論 161
7.1 微動磨損試驗機(jī)的研制 161
7.1.1 鋼絲參數(shù) 161
7.1.2 試驗參數(shù) 162
7.1.3 摩擦系數(shù)計算方法 162
7.1.4 磨損量測量 162
7.2 鋼絲的切向微動磨損研究 163
7.2.1 接觸角度90°時鋼絲摩擦副的切向微動磨損行為 163
7.2.2 接觸角度18°時鋼絲摩擦副的切向微動磨損行為 174
7.2.3 鋼絲切向微動磨損特性的綜合分析 183
7.3 腐蝕環(huán)境下鋼絲的微動磨損研究 188
7.3.1 酸性腐蝕介質(zhì)下鋼絲的微動磨損特性 188
7.3.2 中性腐蝕介質(zhì)下鋼絲的微動磨損特性 199
7.3.3 堿性腐蝕介質(zhì)下鋼絲的微動磨損特性 209
7.3.4 四種環(huán)境下鋼絲微動磨損行為的比較 218
7.4 本章小結(jié) 223
參考文獻(xiàn) 223
第8章 鋼絲的微動疲勞理論 224
8.1 拉-拉/拉-扭微動疲勞試驗機(jī)的研制 224
8.1.1 鋼絲拉-拉微動疲勞試驗裝置 224
8.1.2 鋼絲拉-扭多軸微動疲勞試驗裝置 226
8.2 90°接觸角度下鋼絲微動疲勞行為 229
8.2.1 不同接觸載荷下鋼絲微動疲勞行為 229
8.2.2 不同應(yīng)變比下鋼絲微動疲勞行為 234
8.3 18°接觸角度下鋼絲微動疲勞行為 246
8.3.1 不同接觸載荷下鋼絲微動疲勞行為 246
8.3.2 不同應(yīng)變比下鋼絲微動疲勞行為 252
8.3.3 不同大應(yīng)變下鋼絲微動疲勞行為 261
8.4 不同接觸角度下鋼絲微動疲勞行為 264
8.4.1 微動運行特征曲線和工況圖 264
8.4.2 摩擦系數(shù) 265
8.4.3 磨損分析 266
8.4.4 微動磨痕形貌 268
8.4.5 微動疲勞壽命 270
8.5 腐蝕環(huán)境下鋼絲的微動疲勞研究 270
8.5.1 堿性腐蝕介質(zhì)下鋼絲的微動疲勞特性 270
8.5.2 中性腐蝕介質(zhì)下鋼絲的微動疲勞特性 278
8.5.3 酸性腐蝕介質(zhì)下鋼絲的微動疲勞特性 287
8.5.4 不同腐蝕介質(zhì)下鋼絲的微動疲勞特性對比分析 296
8.6 鋼絲的拉-扭復(fù)合微動疲勞研究 303
8.6.1 90°交叉角下鋼絲的拉-扭復(fù)合微動疲勞行為 303
8.6.2 交叉角為26.2°時鋼絲拉-扭多軸微動疲勞實驗研究 320
8.6.3 交叉角為26.2°和90°時鋼絲拉-扭多軸微動疲勞行為對比研究 329
8.7 本章小結(jié) 332
參考文獻(xiàn) 332
第9章 礦用鋼絲的應(yīng)力腐蝕與腐蝕疲勞 334
9.1 慢應(yīng)變速率拉伸下鋼絲的應(yīng)力腐蝕行為 334
9.1.1 實驗方法 334
9.1.2 拉伸曲線分析 335
9.1.3 斷面收縮率分析 336
9.1.4 斷口形貌分析 337
9.1.5 快慢極化曲線測量 340
9.2 恒應(yīng)力拉伸下鋼絲的應(yīng)力腐蝕行為 342
9.2.1 實驗方法 342
9.2.2 開路電位分析 342
9.2.3 EIS分析 343
9.3 不同腐蝕環(huán)境下鋼絲的腐蝕疲勞行為 346
9.3.1 實驗方法 346
9.3.2 不同腐蝕環(huán)境對鋼絲CF行為的影響 346
9.3.3 不同外加電位對鋼絲CF行為的影響 349
9.4 本章小結(jié) 353
參考文獻(xiàn) 354
第10章 鋼絲繩的疲勞損傷機(jī)理 355
10.1 鋼絲繩疲勞試驗機(jī)的研制 355
10.2 繞鋼質(zhì)滑輪鋼絲繩的彎曲疲勞損傷行為 357
10.2.1 鋼絲繩外部損傷 357
10.2.2 鋼絲繩疲勞損傷量值演化 358
10.2.3 鋼絲繩損傷機(jī)理 360
10.2.4 鋼絲繩疲勞斷口形貌 361
10.3 繞尼龍滑輪工作鋼絲繩的彎曲疲勞損傷行為 363
10.3.1 鋼絲繩外部損傷 363
10.3.2 鋼絲繩疲勞損傷量值演化 365
10.3.3 鋼絲繩的損傷機(jī)理分析 366
10.3.4 鋼絲繩疲勞斷口形貌 367
10.4 表面斷絲對鋼絲繩的彎曲疲勞性能影響 369
10.4.1 表面斷絲鋼絲繩的斷絲分布規(guī)律 369
10.4.2 表面斷絲鋼絲繩的損傷量值 371
10.4.3 表面斷絲捻距內(nèi)鋼絲繩的宏觀形貌分析 372
10.4.4 表面斷絲捻距內(nèi)鋼絲繩的SEM形貌分析 373
10.4.5 鋼絲繩內(nèi)部的微動磨痕形貌分析 375
10.5 表面磨損對鋼絲繩的彎曲疲勞性能影響 376
10.5.1 表面磨損鋼絲繩斷絲分布規(guī)律 376
10.5.2 表面磨損鋼絲繩的損傷量值 377
10.5.3 表面磨損捻距內(nèi)鋼絲繩的宏觀形貌分析 378
10.5.4 表面磨損捻距內(nèi)鋼絲繩的SEM形貌分析 379
10.5.5 鋼絲繩內(nèi)部的微動磨痕形貌分析 382
10.6 表面腐蝕對鋼絲繩的彎曲疲勞性能影響 383
10.6.1 表面腐蝕鋼絲繩的損傷行為和斷裂機(jī)理分析 383
10.6.2 表面腐蝕捻距內(nèi)鋼絲繩的SEM形貌分析 387
10.7 本章小結(jié) 389
參考文獻(xiàn) 390
第11章 提升鋼絲繩的摩擦疲勞可靠性預(yù)測 391
11.1 鋼絲磨損預(yù)測模型 391
11.2 鋼絲繩安全系數(shù)的預(yù)測模型 394
11.2.1 提升鋼絲繩微動磨損參數(shù)計算 39