[發明專利]基于相似理論的連采裝備履帶行駛系統動載荷估計方法

有效

• 申請號: 201910317908.8
• 申請日: 2019-04-19
• 公開（公告）號: CN110032087B
• 公開（公告）日: 2022-09-09
• 發明（設計）人: 張宏;張志宏;閆紅紅;孫小娟;陳有;李國華
• 申請（專利權）人: 太原科技大學
• 主分類號: G05B17/02
• 分類號: G05B17/02;G06F30/15;G06F30/20;G06F119/14
• 代理公司: 太原華弈知識產權代理事務所 14108
• 代理人: 王哲

本發明公開了一種基于相似理論的連采裝備履帶行駛系統動載荷估計方法，通過模型小車來模擬連采裝備履帶行駛系統，將應變片布置在驅動輪上，通過確定與連采行駛系統動載荷估計有關的物理量推導相似準則；通過小車實驗測轉速、振動加速度、應變三者的實時數據，帶入相似準則計算得出連采行駛系統的動載荷；最后把連采行駛系統三維模型導入動力學仿真軟件中進行仿真，得到鏈板銷軸的動載荷數據，與相似理論得出的數據進行比較，進而對三維模型進行修改。本發明通過測試模型小車驅動輪受到的驅動力，利用相似理論來估算連采行駛系統的動載荷，實現連采行駛系統動載荷的間接可測，解決了連采行駛系統在礦井下動載荷無法實測的問題。

技術領域

本發明屬于連采行駛系統鏈板間銷軸受力估算技術領域，涉及一種基于相似理論的連采裝備履帶行駛系統動載荷估計方法。

背景技術

連采機是一種綜合掘進、短壁開采設備，集切割、行走、轉運、噴霧滅塵于一體，是由多個機構連組裝在一起進行工作的，其中，連采裝備履帶行駛系統作為連采機的行走部分。連采裝備履帶行駛系統工作環境惡劣，長期運行于積水，凹凸不平的道路，連采行駛系統工作時承受載荷很大，工作時振動劇烈，鏈板間的銷軸本身承受的剪切力很大，長期處于這種工作環境下，使得鏈板間的銷軸很容易疲勞斷裂。

由于連采裝備履帶行駛系統自身體積很大，維修時需要將其從礦井下運到地面，不僅要把整車拆開通過軌道車運輸的，費時費力，而且礦下工作也受到很大程度的耽誤，損失極大。此外，礦井下工作環境惡劣，而且在井下向連采裝備履帶行駛系統布置傳感器十分困難，導致連采裝備履帶行駛系統的動載荷無法實測，所以要通過模型小車用相似理論估計履帶行駛系統鏈板間銷軸的動載荷。

測量鏈板間銷軸的剪切力時用的應變片是無法直接粘貼在鏈板銷軸上的。由于履帶的轉動和履帶上空間的限制，應變測試設備在鏈板上也無法安裝，所以實驗中模型小車鏈板間銷軸的剪切力很難測出。

發明內容

為了解決現有連采裝備履帶行駛系統動載荷測量困難的問題，本發明公開了一種基于相似理論的連采裝備履帶行駛系統動載荷估計方法，將應變片布置在驅動輪上，用于測試驅動輪受到的驅動力，利用相似理論，通過小車驅動輪上受到的動載荷來估算連采行駛系統的動載荷，實現連采行駛系統動載荷的間接可測。

本發明的技術方案是這樣實現的：

本發明公開了一種基于相似理論的連采裝備履帶行駛系統動載荷估計方法，通過模型小車來模擬連采裝備履帶行駛系統，具體包括如下步驟：

(1)采集與動載荷估計相關的模型小車的樣本數據；優選地，步驟(1)中的樣本數據包括：振動加速度a_g，轉速n，鏈板間張力F，電機功率P，鏈板彈性模量E，驅動輪直徑d，履帶行駛系統整體尺寸1和質量m。

(2)用量綱分析法，推導與動載荷估計有關的相似準則；(3)將步驟(1)中所采集的樣本數據通過驗證，得出模型小車與連采裝備履帶行駛系統符合相似理論的相似判據，其中d’和l’分別是模型小車驅動輪直徑和模型小車尺寸，d和l是連采裝備履帶行駛系統驅動輪直徑和連采裝備履帶行駛系統的整體尺寸。

作為一種優選實施方式，所述模型小車是由小車部分和數據采集部分組成的，所述數據采集部分所述數據采集部分包括固定在驅動輪上的電源模塊、采集模塊、減速電機、加速度傳感器、應變片、轉速傳感器和轉速模塊；所述電源模塊與采集模塊連接用于電源模塊向采集模塊單獨供電，所述采集模塊與所述應變片連接，采集模塊通過無線AP直接與計算機傳輸數據；所述加速度傳感器與DH5922N動態信號測試分析系統通過信號輸入線連接，所述DH5922N動態信號測試分析系統通過USB線與計算機連接并傳輸數據，所述光電轉速傳感器與轉速模塊通過信號輸入線連接，所述轉速模塊通過USB線與計算機連接并傳輸數據。