[发明专利]采煤机导向滑靴力学特性实时检测装置

说明书

技术领域

本发明涉及煤矿机械领域，具体地说是一种采煤机导向滑靴力学特性实时检测装置。

背景技术

为保证滚筒采煤作业的顺利进行，常需要对采煤机各部件的受力情况进行实时监测与记录，并将记录结果分析后用于指导新型采煤机的生产制造，为此需要在采煤机的相应部位安装相应的监测装置。现有的采煤机参数检测系统主要用于截割齿、滚筒、导向滑靴、平滑靴、刮板输送机等主要部位的检测。

导向滑靴对采煤机起到了支撑和行走导向作用，实际工作过程中受滚筒截割载荷、刮板机线路弯曲的影响，会引起导向滑靴与安装在刮板机上的销排之间产生较大冲击载荷，加之两者处于干摩擦状态，常引起导向滑靴发生底钩部分断裂、导向侧壁全部断裂、耐磨层严重磨损等事故，此外，导向滑靴的损坏还会对销排造成一定程度破坏，通过对导向滑靴的受力进行检测，能够揭示导向滑靴的受力机理，为导向滑靴的结构优化、提高使用寿命提供研究数据。

此外，井下采煤作业过程通常会涉及到煤壁垮落范围、采煤机与煤壁冲击力、应力波传播范围及传播速度的测量等参数，但由于井下环境复杂，根本不可能于开采前在煤壁中安装传感器，即使不考虑资金、施工安全、施工难度的问题，在原有煤壁内增设传感器，势必会影响原有的煤壁内结构，根本无法得到准确的测量结果。为此，亟需一种煤矿井下环境的煤壁模型。

发明内容

本发明的目的是提供一种采煤机导向滑靴力学特性实时检测装置，从根本上解决了无法检测滚筒式采煤机工况下力学特性数据的问题，其具有结构简单、使用方便、易于操控、数据检测直观、检测结果可靠等优点。

本发明的目的是这样实现的：该采煤机导向滑靴力学特性实时检测装置包括安装座、导向板、驱动齿轮、与驱动齿轮啮合的销排，其特征在于：安装座与导向板通过导向滑靴销轴铰接，导向滑靴销轴为五级阶梯筒状结构，销轴通过第一级和第五级限位在安装座上，通过第二级和第四级限位在导向板上，驱动齿轮通过两端的轴承限位在第三级上，各级阶梯筒状的连接处分别对应安装有位于销轴两端应变片组I～IV，应变片组I～IV的一部分安装在销轴截面的水平方向，应变片组的令一部分安装在销轴截面的竖直方向，，导向滑靴销轴内限位有测力螺栓，测力螺栓一端通过螺合在导向滑靴销轴内，另一端通过固定在安装座上的端板密封，导向滑靴销轴的内壁与测力螺栓的外壁之间、安装座内壁与导向板外壁之间、导向板内壁与驱动齿轮外壁之间刚好吻合，防止导向滑靴销轴在安装座的轴孔内移动或转动。

所述模拟煤壁数据采集平台包括位于模拟煤壁顶部的压板、用于驱动压板的液压缸、呈矩阵式分布在模拟煤壁内的三向内应力传感器，模拟煤壁为根据煤矿井下煤岩硬度浇筑而成的煤岩混合物。

该检测装置可同时适用于滚筒式采煤机以及刨煤机，通过采煤机各部分传感单元的联动，准确测量了成套装备各测试设备的真实力学特性数据。该测试系统不但可用于工况下采煤机相关参数的实时监测，而且配合模拟煤壁数据采集平台可在井上模拟井下复杂的作业环境。为生产厂家在研发滚筒采煤机综采成套装备过程中，提供发数据参考和理论指导。

附图说明

图1为本发明的系统结构框图；

图2为本发明滚筒的外观结构示意图；

图3为本发明截割组件的爆炸结构示意图；

图4为本发明截割头的信号传输原理示意图；

图5为本发明截割头部分信号传输电路的结构示意图；

图6为本发明平滑靴组件的剖视结构示意图；

图7为本发明平滑靴组件的主视结构示意图；

图8为本发明平滑靴销轴的受力方向示意图；

图9为本发明平滑靴销轴的主视结构示意图；

图10为本发明导向滑靴组件的剖视结构示意图；

图11为本发明导向滑靴组件的主视结构示意图；

图12为本发明导向滑靴销轴的受力方向示意图；

图13为本发明导向滑靴销轴的主视结构示意图；

图14为本发明导向滑靴销轴X方向标定时的支点及作用力位置示意图；

图15为本发明导向滑靴销轴实测时的作用力位置示意图；

图16为本发明截割传动系统的结构示意图；

图17为本发明惰轮轴传感器的受力示例图；

图18为本发明刮板组件的剖视结构示意图；

图19为本发明扭摆振动检测装置的装配结构示意图；

图20为模拟煤壁内的传感器分布位置示意图；

图21为模拟煤壁的主视结构示意图。