[发明专利]采煤机导向滑靴力学特性实时检测装置

摘要

一种采煤机导向滑靴力学特性实时检测装置，从根本上解决了现有滚筒式采煤机力学特性检测误差大、检测参数数量少、检测结果无法应用于实际生产等问题，包括安装座、导向板、驱动齿轮、与驱动齿轮啮合的销排，其技术要点是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。

主权项

一种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；采煤机导向滑靴力学特性实时检测装置还包括模拟煤壁数据采集平台，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；所述采煤机导向滑靴力学特性实时检测装置的测试方法包括以下步骤：步骤1）对测力销轴的X方向标定：一级中部为支点1，二级中部为支点2，四级中部为支点3，五级中部为支点4；F1与支点2位置相对，F2和F3位于销轴第三级的两端，F4与支点3位置相对；a)固定支点1，向F1分别施加0、10、20、30、40吨力，记录对应不同F1下应变片组1的应变值T1；b)固定支点2，向F2分别施加0、10、20、30、40吨力，记录对应不同F2下应变片组2的应变值T2；c)固定支点3，向F3分别施加0、10、20、30、40吨力，记录对应不同F3下应变片组3的应变值T3；d)固定支点4，向F4分别施加0、10、20、30、40吨力，记录对应不同F4下应变片组4的应变值T4；e)然后对标定的数据进行分析和拟合，得到每个应变片组单位应变值与外部施力之间的关系：FC1＝31.8016×T1‑0.0115；FC2＝34.6444×T2‑0.5656；FC3＝35.0556×T3‑0.4283；FC4＝25.2937×T4‑0.1059；步骤2)采用X方向相同的方法对销轴的Y方向标定：记录不同F1～F4下应变片组1～4的应变值M1～M4，得到FM1＝31.3193×M1+0.0665；FM2＝35.1973×M2‑0.6587；FM3＝36.6102×M3‑0.4863；FM4＝31.8852×M4‑0.0718；步骤3)安装座左侧板与测力销轴间的相互作用力为RX1、RY1；安装座右侧板与测力销轴间的相互作用力为RX2、RY2；导向板左侧与测力销轴间的相互作用力为FX1、FY1；驱动轮左侧与测力销轴间的相互作用力为FX2、FY2；驱动轮左侧与测力销轴间的相互作用力为FX3、FY3；导向板右侧与测力销轴间的相互作用力为FX4、FY4，则：RX1＝[FC2×b+FC1×(a+b)]/b；RX2＝[FC3×d+FC4×(d+e)]/d；RY1＝[FM2×b+FM1×(a+b)]/b；RY2＝[FM3×d+FM4×(d+e)]/d；FX1＝FC1；FX2＝[RX1×(b+c)+FY4×(d+e)‑FX1×(a+b+c)–RX2×d]/(b+c)；FX3＝RX1+RX2‑FX1‑FX2‑FX4；FX4＝FC4；FY1＝FM1；FY2＝[RY1×(b+c)+FM4×(d+e)‑FY1×(a+b+c)–RY2×d]/(b+c)；FY3＝RY1+RY2‑FY1‑FY2‑FY4；FY4＝FM4；式中的a、b、c、d、e表示各力间的距离。