采煤機截齒力學特性在線測試系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及煤礦機械領域，具體地說是一種采煤機截齒力學特性在線測試系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]為保證滾筒采煤作業(yè)的順利進行，常需要對采煤機各部件的受力情況進行實時監(jiān)測與記錄，并將記錄結果分析后用于指導新型采煤機的生產(chǎn)制造，為此需要在采煤機的相應部位安裝相應的監(jiān)測裝置?，F(xiàn)有的采煤機參數(shù)檢測系統(tǒng)主要用于截割齒、滾筒、導向滑靴、平滑靴、刮板輸送機等主要部位的檢測。
[0003]采煤機截齒組件是采煤及巷道掘進機械中的易損件之一，是落煤及碎煤的主要工具。截齒在切割煤巖時周期性受到壓應力、切應力以及沖擊負荷的影響，常發(fā)生截齒摩擦磨損和斷齒現(xiàn)象，如要提高截齒的使用壽命，需對截齒工作過程的受力進行測試和分析。現(xiàn)有的測試平臺均為實驗臺上的模擬測試，無法獲得工況下截齒的實際受力數(shù)據(jù)，因此存在一定誤差，并不能直接用于指導改進截齒的生產(chǎn)工藝。如申請公布號為CN102941626A的發(fā)明專利申請公開了“一種截齒對巖石截割機理試驗平臺”，其包括基座，基座上設置石料移動導軌和刀架移動導軌，石料移動導軌上設置石料移動裝置，石料移動裝置包括石料臺，石料臺外側(cè)通過石料臺驅(qū)動絲杠連接石料臺驅(qū)動電機，石料臺上設置石料裝夾裝置，刀架移動導軌上設置刀架移動裝置以及截齒驅(qū)動機構。該技術方案雖然在一定程度上逼近真實的現(xiàn)場工況，但是其仍舊局限在實驗室環(huán)境下，并且僅是針對單一截割頭的測量，控制精度仍需改進，數(shù)據(jù)可靠性仍無法滿足實際需要。
[0004]綜采工作面井下采煤作業(yè)過程通常會涉及到煤壁垮落范圍、采煤機與煤壁沖擊力、應力波傳播范圍及傳播速度的測量，但由于井下環(huán)境復雜，根本不可能于開采前在煤壁中安裝傳感器，即使不考慮資金、施工安全、施工難度的問題，在原有煤壁內(nèi)增設傳感器，勢必會影響原有的煤壁內(nèi)結構，根本無法得到準確的測量結果，為此，建立一個與實際煤壁在空間上滿足1:1比例、物理性能參數(shù)與實際煤巖相同、內(nèi)部按矩陣形式布置多組三向力傳感器的模擬煤壁，并建立相應的數(shù)據(jù)采集、處理平臺，以實現(xiàn)對煤壁沖擊力、煤壁內(nèi)應波傳遞、煤壁內(nèi)應波傳播速度、煤壁內(nèi)應波傳播范圍等進行檢測，檢測結果可為采煤工藝參數(shù)確定和相關安全管理措施的制定提供指導。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型的目的是提供一種采煤機截齒力學特性在線測試系統(tǒng)，從根本上解決了無法檢測滾筒式采煤機工況下力學特性數(shù)據(jù)的問題，其具有結構簡單、使用方便、易于操控、數(shù)據(jù)檢測直觀、檢測結果可靠等優(yōu)點。
[0006]本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的:該采煤機截齒力學特性在線測試系統(tǒng)包括截割組件、A/D轉(zhuǎn)換器、數(shù)據(jù)存儲器、發(fā)射模塊、接收模塊、顯示屏等部件，其技術要點是:所述截割組件包括螺旋滾筒以及沿周向固定在滾筒上的截齒單元，截齒單元包括硬質(zhì)合金頭、卡環(huán)、齒套、齒座、卡塊等零件，截齒單元通過卡塊固定在滾筒的螺旋葉片上；硬質(zhì)合金頭末端插入齒座內(nèi)，并通過外部套接卡環(huán)與齒套固定；齒座底部設有圓盤結構，圓盤底部車出直徑小于圓盤的圓柱結構，圓柱結構中部銑出內(nèi)接在圓柱圓形截面內(nèi)的正八邊形柱結構，圓柱結構下部外壁上加工位于正八邊形柱各側(cè)面中線上的導線槽，在正八邊形柱的相同位置上分別間隔安裝應變片和應變花；卡塊為帶有內(nèi)腔的半封閉結構，卡塊上加工一對與內(nèi)腔相通的卡塊銷孔及導線孔，圓柱結構底部加工安裝塊，安裝塊上設有一對與卡塊銷孔相配合的安裝塊銷孔，齒座底部的安裝塊插入卡塊內(nèi)腔中，并通過固定銷限位，另一端通過圓盤結構限位將卡塊內(nèi)腔密封；應變片與應變花的導線沿導線槽向下布線，匯總后由卡塊的導線孔引出與位于滾筒內(nèi)的A/D轉(zhuǎn)換器相連；
[0007]電源模塊的正負極通過導線分別與A/D轉(zhuǎn)換器、數(shù)據(jù)存儲器、發(fā)射模塊的正負極相連，電源模塊的正極通過導線與應變片或應變花的正極相連，應變片或應變花的負極通過導線與A/D轉(zhuǎn)換器的信號輸入端負極相連，A/D轉(zhuǎn)換器的信號輸入端正極與電源模塊的負極相連;A/D轉(zhuǎn)換器的信號輸出端正極通過導線與數(shù)據(jù)存儲器的信號輸入端正極相連，A/D轉(zhuǎn)換器的信號輸出端負極通過導線與數(shù)據(jù)存儲器的信號輸入端負極相連；數(shù)據(jù)存儲器的信號輸出端正極通過導線與發(fā)射模塊的信號輸入端正極相連，數(shù)據(jù)存儲器的信號輸出端負極通過導線與發(fā)射模塊的信號輸入端負極相連。
[0008]本實用新型的測試系統(tǒng)通過采煤機各部分傳感單元的聯(lián)動，準確測量了成套裝備各測試設備的真實力學特性數(shù)據(jù)。該測試系統(tǒng)不但可用于工況下采煤機相關參數(shù)的實時監(jiān)測，而且配合模擬煤壁數(shù)據(jù)采集平臺可在井上模擬井下復雜的作業(yè)環(huán)境。為生產(chǎn)廠家在研發(fā)滾筒采煤機綜采成套裝備過程中，提供發(fā)數(shù)據(jù)參考和理論指導。
【附圖說明】
[0009]圖1為本實用新型的系統(tǒng)結構框圖；
[0010]圖2為本實用新型滾筒的外觀結構示意圖；
[0011]圖3為本實用新型截割組件的爆炸結構示意圖；
[0012]圖4為本實用新型截割頭的信號傳輸原理示意圖；
[0013]圖5為本實用新型截割頭部分信號傳輸電路的結構示意圖；
[0014]圖6為本實用新型平滑靴組件的剖視結構示意圖；
[0015]圖7為本實用新型平滑靴組件的主視結構示意圖；
[0016]圖8為本實用新型平滑靴銷軸的受力方向示意圖；
[0017]圖9為本實用新型平滑靴銷軸的主視結構示意圖；
[0018]圖10為本實用新型導向滑靴組件的剖視結構示意圖；
[0019]圖11為本實用新型導向滑靴組件的主視結構示意圖；
[0020]圖12為本實用新型導向滑靴銷軸的受力方向示意圖；
[0021]圖13為本實用新型導向滑靴銷軸的主視結構示意圖；
[0022]圖14為本實用新型導向滑靴銷軸X方向標定時的支點及作用力位置示意圖；
[0023]圖15為本實用新型導向滑靴銷軸實測時的作用力位置示意圖；
[0024]圖16為本實用新型截割傳動系統(tǒng)的結構示意圖；
[0025]圖17為本實用新型惰輪軸傳感器的受力示例圖；
[0026]圖18為本實用新型刮板組件的剖視結構示意圖；
[0027]圖19為本實用新型扭擺振動檢測裝置的裝配結構示意圖；
[0028]圖20為模擬煤壁內(nèi)的傳感器分布位置示意圖；
[0029]圖21為模擬煤壁的主視結構示意圖。
[0030]附圖標記說明:1滾筒、2截齒單元、3螺旋葉片、4硬質(zhì)合金頭、5卡環(huán)、6齒套、7齒座、8應變花、9應變片、10導線槽、11安裝塊銷孔、12固定銷、13卡塊銷孔、14導線孔、15卡士夬、16安裝塊、17發(fā)射模塊、18接收模塊、19顯示屏、20電源模塊、21A/D轉(zhuǎn)換器、22數(shù)據(jù)存儲器、23支撐腿、24軸套、25平滑靴銷軸、26壓板、27平滑靴、28環(huán)形槽、29應變片組、30安裝座、31驅(qū)動齒輪、32軸承、33導向板、34銷排、35端板、36測力螺栓、37導向滑靴銷軸、38應變片組1、39應變片組11、40應變片組111、41應變片組IV、42截割電機、43電機輸出軸齒輪、44主動輪1、45主動輪11,46主動輪111,47惰輪1、48惰輪11,49惰輪111,50滾筒齒輪、51行星輪、52軸承、53銷軸傳感器、54惰輪軸定位螺桿