[發明專利]一種基于相似理論的刮板輸送機試驗平臺及試驗方法

在審

• 申請號: 202210133374.5
• 申請日: 2022-02-14
• 公開（公告）號: CN114526933A
• 公開（公告）日: 2022-05-24
• 發明（設計）人: 李博;高宇杰;李嘉浩;王學文;夏蕊;麻豪洲;董英偉;劉備;張鵬
• 申請（專利權）人: 太原理工大學
• 主分類號: G01M99/00
• 分類號: G01M99/00
• 代理公司: 太原晉科知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 14110
• 代理人: 任林芳

本發明屬于礦山機械設備技術領域，具體是一種基于相似理論的刮板輸送機試驗平臺及試驗方法。包括控制系統、動態信號測試系統、運載系統、循環系統、T型臺以及輔助系統，控制系統通過動態信號系統與運載系統相連，運載系統固定到T型臺，通過控制運載系統進行運載系統操作；運載系統上安裝有動態信號測試系統，實現對煤散料以及運載系統中零部件動力學數據的實時測量；運載系統通過輔助系統固定在T型臺，用于模擬刮板輸送機中煤散料的運動過程；運載系統一側放置有循環系統，循環系統固定在T型臺和輔助系統上，實現煤散料的循環。本發明能夠更深入探究刮板輸送機零部件的受力特性及故障機理。

技術領域

本發明屬于礦山機械設備技術領域，具體是一種基于相似理論的刮板輸送機試驗平臺及試驗方法。

背景技術

刮板輸送機是現代化煤炭綜采工作面必不可少的機械設備之一，由于刮板輸送機的工作環境惡劣、搬運條件復雜，經常發生一些生產故障，嚴重阻礙了煤炭開采的正常進行。近幾年有學者將離散元法引入刮板輸送機，通過建立虛擬樣機，模擬煤料在中部槽中的運輸過程，使研究更加接近于真實工況。但由于井下工況復雜，出于對安全的考慮，虛擬樣機很難進行可靠性試驗驗證，且對于仿真結果無法進一步進行試驗研究。現有的一些試驗平臺，無法兼顧刮板輸送機的運動特性、煤料的載荷特性以及特定的礦井條件，更多得到的是刮板輸送機本身的力學特性，忽略了在實際運煤工況下的力學表現。

基于相似理論建立試驗平臺，利用縮比模型試驗取代全尺寸模型試驗,一方面是可以獲取可靠的全尺寸模型力學特性信息和分析經驗，可以分析得到實際運輸工況下刮板輸送機的載荷特性，研究在復雜工況下煤散料的載荷特性及與相關部件相互作用的力學特性，能夠更深入理解刮板輸送機零部件的受力特性及故障機理，改進刮板機結構設計和分析方法，對于提高刮板輸送機的運輸效率，使用壽命等具有重要意義；另一方面是發展有效的試驗方法，為研究結果提供試驗數據支持，能夠大幅節省資金、時間和人力成本。

發明內容

本發明為了解決上述問題，提供一種基于相似理論的刮板輸送機試驗平臺及試驗方法。

本發明采取以下技術方案：一種基于相似理論的刮板輸送機試驗平臺，包括控制系統、動態信號測試系統、運載系統、循環系統、T型臺以及輔助系統，控制系統通過動態信號系統與運載系統相連，運載系統固定到T型臺，通過控制運載系統進行運載系統操作；運載系統上安裝有動態信號測試系統，實現對煤散料以及運載系統中零部件動力學數據的實時測量；運載系統通過輔助系統固定在T型臺，用于模擬刮板輸送機中煤散料的運動過程；運載系統一側放置有循環系統，循環系統固定在T型臺和輔助系統上，實現煤散料的循環。

進一步的，運載系統包括刮板、中部槽、啞鈴銷、鏈條、中板、鏈輪以及鏈輪軸，中部槽設置有多節，中部槽之間通過啞鈴銷連接，中部槽上部兩側設置有可拆卸的中板，中部槽上通過軸承固定座固定鏈輪軸，鏈輪軸通過鍵連接鏈輪，鏈條設置有兩條，鏈條上固定有刮板，整個運載系統通過輔助系統固定于T型臺。

進一步的，控制系統包括變頻器、電動機以及減速器，電動機通過減速器與鏈輪軸連接，電動機由變頻器控制，減速器與變頻器用于控制電機轉速，調速范圍1400r/min-1800r/min。

進一步的，動態信號測試系統包括扭矩轉速傳感器、無線振動傳感器、無線應變傳感器和壓力傳感器，扭矩轉速傳感器通過聯軸器固定于減速器輸出軸與鏈輪軸之間；壓力傳感器設置于可拆卸的中板底部，壓力傳感器連接接收儀表組成壓力采集系統；無線應變傳感器中的應變片貼在鏈條平環上，應變片的導線通過穿孔和走線槽的方式與無線應變采集模塊連接；無線振動傳感器中的采集模塊固定在刮板上表面，無線振動的采集模塊將數據進行存儲，并發送至無線網關，通過網口將數據傳送到 PC 機上。

進一步的，循環系統包括入料倉、出料倉以及皮帶機，入料倉和出料倉分別放置于中部槽兩端，入料倉通過支架固定在T型臺上，皮帶機一端放置在入料倉的頂部，一端放置在出料倉的底部，與T型臺呈25°的夾角，皮帶利用電機驅動，實現整個煤散料的循環。