[发明专利]基于采煤机制动器的盘内温度变化的检测方法

说明书

本发明公开了基于采煤机制动器的盘内温度变化的检测方法，制动器制动过程中盘内会急剧产生大量的热能，这些集聚在盘内的热能会影响制动器的制动性能，并且盘内的最高温度点一般出现在摩擦副组件的中间轴向边沿位置，温度达到最大的摩擦副区域是造成制动器制动性能下降及其摩擦副热疲劳的主要原因，由于采煤机制动器的结构限制，制动期间的最大温度变化区域无法直接检测只能通过其他的温度测量点间接获得。本检测方法通过对摩擦副盘内温度场进行模拟研究，找到盘内温度发变化规律，建立最高温度区域的温度变化与测量点(其他的温度点)的温度之间的关系，精确的获得最高温度区域的测量温度。

技术领域

本发明涉及制动器摩擦副的温度变化分析、机械电子中的温度检测模型，特别是探究采煤机制动器盘内轴向温度变化规律和温度检测的功能设计。

背景技术

工业是我国的第二产业，是国民经济的重要支柱，作为工业中的重要产业--煤矿业一直是我国的基础产业，在国民经济的发展中占有重要的地位和作用。采煤机作为采煤的重要工具，在煤矿开采中非常重要，它的性能和质量直接关系到煤矿生产的安全和质量问题。制动器是采煤机的重要安全制动装置，其性能的好坏和制动的响应速度，直接关系到采煤机使用安全和制动效率。采煤机用制动器是依靠制动器内部的摩擦片与制动片的相互挤压与摩擦将其采煤机的惯性动能转换成摩擦的内能，使其采煤机的位置不再发生变化。目前采煤机主要使用的制动器是盘型液压制动器，该制动器具有制动力矩大、体积小、重量轻、构造简单、调整方便等特点。其工作方式采用弹簧制动，液压释放，这种方式可靠，但自动化程度低，这种制动器不能直接与采煤机上监控中心对接，因此，无法实现其工况监控。制动器盘内温度变化对制动器的制动性能影响很大，当制动器处于工作状态过程中摩擦副之间相互挤压导致检测系统只能检测外侧盘的温度对于盘内温度变化不可预测，为了得到内部盘的温度变化需要通过有限元模拟制动器工作状态，分析出制动器盘内的变化过程。通过分析得到的盘内温度变化进行一定的数学模拟得到变化规律，再将这些变化规律应用在检测系统中，可以更好的反映盘内温度变化。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于采煤机制动器的盘内温度变化的检测方法，有效避免了制动盘内温度过高带来的不良影响，本发明结构简单，操作灵活，可以根据现场灵活实用，便于工作人员掌握，了解和分析其工作原理和工作状态。

本发明的技术方案是，一种基于采煤机制动器的盘内温度变化的检测方法，其特征是包括以下步骤

一：模拟制动器工况对制动器进行温度场分析，具体的分析过程为：

步骤101：将制动器摩擦副进行有限元建模，模型建立完成后，利用anasys中的workbench模块对其进行网格划分，为了避免不收敛现象，在选定合适的网格尺寸后要选用软件内部的自动网格生成。

步骤102：网格划分完成后，对上述模型进行力学加载一般制动器在制动过程中受到扭矩、惯性力和转动惯量的影响，将这些力和力矩加载到模型中，对模型进行后处理。

步骤103：将上述的制动器制动过程中温度场分析，由于制动盘和摩擦片的接触表面是圆形，为了得到效果更好的制动器温度变化，将对应的摩擦区域分成六个部分，即0°、60°、120°、180°、240°、300°；在这些区域进行温度采集绘制，分别得到一号接触面、二号接触面、三号接触面、四号接触面、五号接触面、六号接触面、七号接触面、八号接触面的最大温度，得到摩擦副接触面的温度变化云图和最大温度变化。

二：轴向温度变化规律化，具体过程为：

步骤201：将步骤103中得到的一号接触面、二号接触面、三号接触面、四号接触面、五号接触面、六号接触面、七号接触面、八号接触面的0°、60°、120°、180°、240°、300°不同分布区域的数据进行平均化，对应的得到一号接触面、二号接触面、三号接触面、四号接触面、五号接触面、六号接触面、七号接触面、八号接触面最大温度变化平均值。