[发明专利]刮板输送机链条张紧状态监测装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种煤矿井下刮板输送机链条状态监测装置及方法，尤其是一种刮板输送机链条张紧状态监测装置及方法。

背景技术

刮板输送机是煤矿综采工作面的关键设备之一。在刮板输送机工作过程中，链条张力会由于负载不恒定、液压支架推移等原因不断变化，导致链条不是过松就是过紧。链条过松，会破坏链轮与链条的啮合，引起链条堆积扭结；链条过紧，会加大功率损耗，引起元件过度磨损。一旦链条的伸缩量超出允许范围，将严重影响链条的寿命和刮板输送机的正常运行。因此，刮板输送机链条张紧状态的监测是保证刮板输送机始终处于最佳运行状态，确保整个煤矿高产、高效、安全生产的关键技术。

目前，国内综采工作面对刮板输送机链条张紧状态的实际监测，主要是依靠使用经验，通过人工观察链条运行过程中的松紧状况、机头链轮与下链分离点处链条的悬垂情况、刮板链与溜槽的摩擦大小，做出定性的结论。该经验监测方法因人而异，具有很大的局限性。

国外在刮板输送机链条张力监测方面的研究起步较早，但由于链条张力的直接监测具有一定难度。因此，在现有技术中，大多是间接获取链条张力值，主要形成了以下三种监测链条张力的方法：

1、利用功率-张力关系监测链条张力。该技术为英国MECO公司(现改名为国际长壁公司)开发，利用刮板输送机链条张力与所耗功率之间的特定关系，在机头、机尾电动机上安装功率变送器，通过测量所耗功率间接获取链条张力。

2、利用悬垂量-张力关系监测链条张力。该技术为德国威斯特伐利亚·贝考瑞特公司开发。利用特种传感器监测链条最小张力点处的悬垂量来间接获取链条张力。

3、利用机尾伸缩油缸压力-张力关系监测链条张力。该技术为英国伽立克公司(现已并入国际长壁公司)开发，在机尾伸缩油缸中安装压力传感器，通过监测伸缩调节张力油缸的压力值而间接获得链条张力。

以上三种刮板输送机链条张力的监测方法都是利用单一信息源进行独立监测，一旦传感器出现故障，则无法向控制器提供信息，导致系统不能工作。此外，从单个角度对刮板输送机链条张力的监测方法缺乏对多元信息的综合处理和有效利用，因而在监测的可靠性、准确性和实用性方面都存在不同程度的缺陷。

发明内容

本发明的目的是要提供一种刮板输送机链条张紧状态监测装置及方法，解决从单个角度对刮板输送机链条张力的监测方法缺乏对多元信息的综合处理和有效利用，因而在监测的可靠性、准确性和实用性方面都存在不同程度缺陷的问题。

本发明的目的是这样实现的：该链条张紧状态监测的装置为：包括机头功率变送器、机头驱动电机、机头液力耦合器、机头减速器、机尾功率变送器、机尾驱动电机、机尾液力耦合器、机尾减速器、机尾链轮组件、第一机尾伸缩油缸、第二机尾伸缩油缸、第一压力传感器、第二压力传感器、刮板、第一链条、第二链条、机头链轮组件、第一悬垂量传感器、第二悬垂量传感器、信号调理单元、初级融合中心和链条状态显示控制器，机头功率变送器连接在机头驱动电机上，机头驱动电机通过机头液力耦合器与机头减速器连接，机头链轮组件与机头减速器连接；机尾功率变送器连接在机尾驱动电机上，机尾驱动电机通过机尾液力耦合器与机尾减速器连接，机尾链轮组件与机尾减速器连接；在机头链轮组件和机尾链轮组件之间连接有第一链条和第二链条，在第一链条和第二链条上设有刮板；在机头链轮组件处连接有第一悬垂量传感器和第二悬垂量传感器，在近机尾链轮组件处连接有第一压力传感器和第二压力传感器；机头功率变送器、机尾功率变送器、第一压力传感器、第二压力传感器、第一悬垂量传感器和第二悬垂量传感器均通过信号调理单元与初级融合中心连接，初级融合中心与链条状态显示控制器连接。

链条张紧状态监测的方法为：机头功率变送器、机尾功率变送器，第一压力传感器、第二压力传感器，第一悬垂量传感器、第二悬垂量传感器的输出信号经过信号调理单元进行放大、滤波等预处理，预处理后的相同类型传感器数据进入初级融合中心，初级融合中心利用其自带的A/D转换器将传感器数据转换为数字信号，采用相应模糊贴近度算法作初步处理，输出初步融合结果，然后送入链条状态显示控制器，链条状态显示控制器对来自初级融合中心的不同类型链张力特征信息进行二级融合，最后通过五盏指示灯显示链条张紧状态；

所述的模糊贴近度算法的融合过程包括：

（1）对监测同一参数的相同类型传感器输出数据                                               ，求其平均值和方差；

（2）将测量值和平均值模糊化，得到和；