[发明专利]基于采煤机制动器的盘内温度变化的检测方法

摘要

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。

主权项

1.一种基于采煤机制动器的盘内温度变化的检测方法，其特征是面对制动器制动期间摩擦片温度过高会导致制动器出现热疲劳甚至制动失效的原因，利用有限元模拟制动器工作状态，分析制动器盘内的温度变化状况，利用一定量的数据来模拟出制动器轴向温度变化曲线，并将这些分析出来的数据进行公式化，得到制动器制动过程中盘内轴向温度变化过程；具体包括以下步骤步骤一：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：对制动器摩擦副进行有限元建立模型，利用anasys中的workbench模块对其进行网格划分；步骤102：网格划分完成后，对步骤101建立的模型进行力学加载，对模型进行后期处理；步骤103：将制动盘和摩擦片之间对应的接触面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，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，并对采集的最大温度进行绘制，得到摩擦副接触面的温度变化云图和最大温度变化；步骤二：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；步骤202：将步骤201中八个接触面的最大温度变化平均值这些数据在xoy平面中分布，并将这些点彼此连接，得到对应的多线段曲线；步骤203：将步骤202中得到的多线段曲线进行曲线拟合，拟合的曲线通过Maple软件进行模拟的曲线公式化，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、八号接触面这八个面之间的最大温度变化规律，即得到轴向温度变化规律；步骤三：温度检测装置设计，具体过程如下：步骤301：在一号接触面安放温度传感器，通过对一号接触面的温度采集，依据制动器轴向温度变化关系得到五号接触面的盘内最大温度变化，通过对温度信号的采集、装换、显示来直观的将制动器摩擦片的温度变化情况进行检测分析；步骤302：温度检测装置包括三个铂电阻传感器，通过粘贴的方式布置在制动器的前端盖上，选择MAX6675作为温度检测装置的检测端，根据制动器端盖及摩擦副轴向位置、温度的回归方程，通过检测制动器前端盖的温度，通过查表方式来计算摩擦副核心的温度，温度检测装置检测出温度的值不定，通过ANASYS选定其最大温度区域，对其传递的信号要进行必要的滤波，排除不必要的其他信号的干扰，同时对其内部C语言程序进行一定的设计分析，通过流程图对其C语言程序结构优化，选定最佳程序方案进行一定的程序调试，然后在进行固化运行；步骤303：选用STC89C52单片机作为信号的接收与处理装置，HX711作为A/D转换装置；步骤304：单片机将采集到的温度进行上位机显示，为了实时监测制动器温度值的变化，提高智能监控的可视化程度，利用VB语言编程人机界面，实现单片机与上位机的通信，上位机窗体界面主要来实现第一个接触面的实时温度曲线的显示，也利用步骤二中的轴向温度变化规律显示中间第四个接触面的实时温度变化。