[發(fā)明專利]滾筒采煤機綜采成套裝備力學(xué)特性的測試系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510213425.5
• 申請日: 2015-04-29
• 公開（公告）號: CN104792563B
• 公開（公告）日: 2017-09-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張東升;毛君;田立勇;郝志勇;張強;盧進南;陳洪月;濮津;李國平;宋秋爽;袁智
• 申請（專利權(quán)）人: 遼寧工程技術(shù)大學(xué);中國煤礦機械裝備有限責任公司
• 主分類號: G01M99/00
• 分類號: G01M99/00
• 代理公司: 沈陽科威專利代理有限責任公司21101
• 代理人: 王勇

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及煤礦機械領(lǐng)域，具體地說是一種滾筒采煤機綜采成套裝備力學(xué)特性的測試系統(tǒng)。

背景技術(shù)

為保證滾筒采煤作業(yè)的順利進行，常需要對采煤機各部件的受力情況進行實時監(jiān)測與記錄，并將記錄結(jié)果分析后指導(dǎo)新型采煤機的生產(chǎn)制造，為此需要在采煤機的相應(yīng)部位安裝相應(yīng)的監(jiān)測裝置。采煤機參數(shù)檢測系統(tǒng)主要用于截割齒、滾筒、導(dǎo)向滑靴、平滑靴、刮板輸送機等主要部位的檢測。

采煤機截齒組件是采煤及巷道掘進機械中的易損件之一，是落煤及碎煤的主要工具。截齒在切割煤巖時周期性受到壓應(yīng)力、切應(yīng)力以及沖擊負荷的影響，常發(fā)生截齒摩擦磨損和斷齒現(xiàn)象，如要提高截齒的使用壽命，需對截齒工作過程的受力進行測試和分析。現(xiàn)有的測試平臺均為實驗臺上的模擬測試，無法獲得工況下截齒的實際受力數(shù)據(jù)，因此存在一定誤差，并不能直接用于指導(dǎo)改進截齒的生產(chǎn)工藝。如申請公布號為CN102941626A的發(fā)明專利申請公開了“一種截齒對巖石截割機理試驗平臺”，其包括基座，基座上設(shè)置石料移動導(dǎo)軌和刀架移動導(dǎo)軌，石料移動導(dǎo)軌上設(shè)置石料移動裝置，石料移動裝置包括石料臺，石料臺外側(cè)通過石料臺驅(qū)動絲杠連接石料臺驅(qū)動電機，石料臺上設(shè)置石料裝夾裝置，刀架移動導(dǎo)軌上設(shè)置刀架移動裝置以及截齒驅(qū)動機構(gòu)。該技術(shù)方案雖然在一定程度上逼近真實的現(xiàn)場工況，但是其仍舊局限在實驗室環(huán)境下，并且僅是針對單一截割頭的測量，控制精度仍需改進，數(shù)據(jù)可靠性仍無法滿足實際需要。

平滑靴作為采煤機的主要承載件，與導(dǎo)向滑靴共同承擔采煤機重量及滾筒截割力對機身的沖擊。由于采煤機的工作環(huán)境及受力狀態(tài)極為復(fù)雜，常引起平滑靴與刮板底板間發(fā)生嚴重的干摩擦，導(dǎo)致平滑靴損壞，通過檢測采煤機平滑靴在實際工況下的受力狀態(tài)，可為研究平滑靴的磨損和壽命預(yù)測提供依據(jù)。

導(dǎo)向滑靴對采煤機起到了支撐和行走導(dǎo)向作用，實際工作過程中受滾筒截割載荷、刮板機線路彎曲的影響，會引起導(dǎo)向滑靴與安裝在刮板機上的銷排之間產(chǎn)生較大沖擊載荷，加之兩者處于干摩擦狀態(tài)，常引起導(dǎo)向滑靴發(fā)生底鉤部分斷裂、導(dǎo)向側(cè)壁全部斷裂、耐磨層嚴重磨損等事故，此外，導(dǎo)向滑靴的損壞還會對銷排造成一定程度破壞，通過對導(dǎo)向滑靴的受力進行檢測，能夠揭示導(dǎo)向滑靴的受力機理，為導(dǎo)向滑靴的結(jié)構(gòu)優(yōu)化、提高使用壽命提供研究數(shù)據(jù)。

采煤機滾筒主要完成截煤和裝煤任務(wù)，現(xiàn)有的方法通過檢測電動機運行過程中的電參數(shù)，從而確定滾筒的工作扭矩。由于電參數(shù)在采煤過程中波動小，根本無法用電動機的電參數(shù)計算得到，因此采用該方法所得到的測量結(jié)果誤差極大，無法用于指導(dǎo)實際生產(chǎn)。在作業(yè)過程中常遇到不同硬度的煤巖，在遇到硬度較高的煤炭、巖石時，傳動系統(tǒng)的扭矩會突然增大，如不及時調(diào)整扭矩和轉(zhuǎn)速，極易使零部件受到損壞，為避免機械傳動系統(tǒng)工況下嚴重超載，往往選擇安全系數(shù)(最大扭矩/額定扭矩)較高的電動機，勢必提高了制造成本。

對于滾筒扭矩的測試，現(xiàn)有的扭矩測試方法主要分為接觸式和非接觸式兩種。接觸式扭矩傳感器是在被測軸上粘貼電阻應(yīng)變片或在被測軸間安裝聯(lián)軸器，通過應(yīng)變片電阻值的變化測量扭矩；非接觸式扭矩傳感器一類是基于光學(xué)方法利用扭矩和扭轉(zhuǎn)角關(guān)系測量，一類是基于磁學(xué)原理利用扭應(yīng)力產(chǎn)生磁效應(yīng)測量。以上扭矩測試傳感器的共同點是需要對動力輸出軸進行改裝或在軸上安裝相應(yīng)工具。

刮板輸送機是煤礦井下采煤重要的運輸設(shè)備，在礦井惡劣的工作環(huán)境下，鏈條牽引刮板群推移物料時不僅會引起鏈條的縱向振動，還會引起刮板群的扭擺振動等問題，當刮板輸送機的刮板一端發(fā)生卡鏈故障或者由于載荷不均等情況造成刮板扭擺振動時，常會引起鏈輪斷裂，所以對刮板鏈條的扭擺振動進行檢測十分重要。

授權(quán)公告號為CN101692015B的發(fā)明專利公開了一種“刮板輸送機鏈條的張緊力測量裝置”，采用力矩測試扳手形式，測量刮板輸送機張緊后靜止狀態(tài)時鏈條的張力，這種測試只能檢測鏈條靜止狀態(tài)下的張力，無法實現(xiàn)鏈條工況下張力檢測；授權(quán)公告號為CN202575327U的實用新型專利公開了一種“刮板輸送機鏈條監(jiān)測裝置”，采用鏈條帶動刮板前移，經(jīng)過帶有霍爾元件的凸塊，只有當刮板觸碰凸塊時檢測鏈條，信號間斷，無法實現(xiàn)實時監(jiān)控檢測；申請公布號為CN103771109A的發(fā)明專利申請公開了一種“刮板輸送機張力檢測裝置”，通過刮板和固定在刮板上的橫梁、張力檢測系統(tǒng)及加速度檢測系統(tǒng)實現(xiàn)工作時對刮板輸送機鏈環(huán)張力的檢測。