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1.3背景技术
多绳摩擦式提升机凭借其提升能力大，提升高度高，安全系数高，消耗功率低，机器尺寸小以及其造价便宜等一系列的显著优点，近年来这种提升机被越来越多地应用于深井及超深矿井的矿井作业当中。摩擦提升依靠摩擦衬垫与钢丝绳之间的摩擦来传递作用力，摩擦衬垫与钢丝绳构成对偶摩擦副，两者之间的摩擦系数的高与低将会直接影响到提升机的各项性能，比如工作效率、提升能力和安全性等。钢丝绳与摩擦衬垫都是弹性体，导致提升机在正常作业过程中会出现些许蠕动，蠕动即正常的弹性滑动，一般认为其速度为7mm/s ；同时由于矿用钢丝绳在工作过程中不可避免的会出现振动也会使钢丝绳与摩擦衬垫之间产生微小振幅滑动，特别是随着近年来深井高产矿井的发展，提升绳长度不断变长以及载荷不断增大，弹性滑动与振动的加剧往往会改变钢丝绳与衬垫的摩擦机制可能会发生摩擦力不足以克服摩擦轮两侧张力差造成提升机打滑的现象，另外频繁振动也会使钢丝绳与摩擦衬垫产生额外摩擦而改变其摩擦工况；摩擦式提升机中的钢丝绳若增摩油脂不仅可以适当的提高摩擦系数，而且还能够减少钢丝绳的锈蚀，但是要使钢丝绳、摩擦衬垫以及增摩油脂三者的匹配获得比较高的摩擦系数需要通过大量的实验来获取。上述的一系列因素均可能影响摩擦式提升机的摩擦传动能力及安全可靠性。因此, 研制一种模拟摩擦式提升机实际工况的摩擦衬垫的矿用钢丝绳摩擦衬垫试验平台，开展钢丝绳与衬垫间的动态摩擦行为、微滑移摩擦机理及其影响因素研究，对于探讨微滑移摩擦引起的摩擦系数变化和摩擦衬垫磨损现象，探索钢丝绳、摩擦衬垫及增摩油脂之间的匹配摩擦性能有着重要的意义。目前对于钢丝绳与摩擦衬垫的摩擦试验机已经开展了相关的研究，专利号为200510134988.1 公布了一种钢丝绳与衬垫高速摩擦实验机，采用平面法通过控制系统实
现钢丝绳与衬垫相对滑速0.5m/s 到6m/s 无极变换, 该试验机只能实现单向、匀速滑动。专利号201110436607.0 公布了一种矿井摩擦提升机衬垫滑动摩擦试验机，采用轮式法通过变频器实现不同速度、加速度下的摩擦滑动工况，但其试验纯粹是打滑工况，实际上是一种失效试验。专利申请号为201010567284.4 公开了一种“摩擦衬垫检测机”，通过一个浮动装置可以准确测量摩擦力，但试验参数比较单一。现有钢丝绳与摩擦衬垫摩擦试验机存在的问题主要有：（1）多数试验机都是采用平面法（两块衬垫夹持钢丝绳然后抽动钢丝绳）来进行衬垫摩擦试验，这与实际工况中摩擦轮上圆弧形衬垫与钢丝绳摩擦情况不符；（2）已有试验机只进行单向滑动试验，不能进行往复微滑动试验，在实际工况中，由于振动等原因导致钢丝绳张力的变化，往复的微幅滑移频繁出现；（3）已有试验机试验参数比较单一，不能实现载荷、幅值、频率及摩擦弧度的变化试验。
1.4课题任务
需要熟悉该实验平台的整体结构及其工作原理，根据国内外同类产品的现状，对矿用钢丝绳摩擦衬垫实验平台测量系统进行设计并分析，并通过一系列复杂的计算然后得出摩擦衬垫的摩擦系数。
1.5课题研究方法及技术路线
由于矿用钢丝绳摩擦衬垫实验平台总体设计的任务重，工作量大，其中包括支撑台架、加载系统、动力系统、测量系统。矿用钢丝绳摩擦衬垫实验平台这个课题研究内容主要是对其中的测量系统进行系统设计和方案设计。研究过程中所采用的研究方法和技术路线如下所示：
(1)首先拔出安全销（13），对应变片（5） 进行事先标定； (2)然后通过手动油泵供油控制液压缸（6） 收缩活塞杆并缓慢施加拉力，钢丝绳（17） 此时逐渐被拉紧；