專利名稱：礦用托輥動態(tài)性能實驗臺的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種礦用托輥動態(tài)性能實驗臺，特別是一種對礦用托輥不同工況下的運行狀態(tài)進行檢測的實驗臺，以實現(xiàn)對不同礦用托輥運行時振動、扭矩和軸心軌跡的測試。
背景技術(shù)：
托輥是帶式輸送機上的重要部件，不僅種類多，而且數(shù)量大，托輥承受了帶式輸送機70%以上的工作阻力。由于煤礦生產(chǎn)現(xiàn)場的環(huán)境惡劣，帶式輸送機上的托輥會頻繁損壞，其常見損壞形式是軸承損壞后卡死或?qū)е螺S承座與管體脫開，托輥管壁磨穿，軸承轉(zhuǎn)動不靈活或密封不好引起軸承被污染而發(fā)出刺耳噪音或軸承卡死、費電、磨損皮帶。托輥的作用是支撐輸送帶和物料重量，因而托輥運轉(zhuǎn)必須靈活可靠，托輥的故障會引起帶式輸送機的跑偏和皮帶撕裂等惡性故障，對煤礦的日常生產(chǎn)產(chǎn)生嚴重的影響，因此托輥的質(zhì)量尤為重 要。雖然托輥在帶式輸送機中是一個較小部件，結(jié)構(gòu)并不復(fù)雜，但制造出高質(zhì)量的托輥并不容易，托輥質(zhì)量的直接體現(xiàn)就是托輥的使用壽命。為了設(shè)計出符合使用要求的托輥，需要在設(shè)計制造過程中對托輥進行檢測和實驗，模擬托輥實際運行過程，并在實驗過程中采集托輥的動態(tài)數(shù)據(jù)進行分析，及時發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品在設(shè)計和制造上的不足，從根本上解決缺陷和不足之處，提高生產(chǎn)制造技術(shù)，改變托輥的質(zhì)量。目前針對礦用托輥而設(shè)計的檢測實驗臺測試功能單一，在一個托輥測試實驗臺上只能完成一種性能參數(shù)如旋轉(zhuǎn)阻力、軸向載荷、徑向圓跳動的測試。并且目前還沒有針對托輥的動態(tài)性能如旋轉(zhuǎn)振動、扭矩和軸心軌跡等方面的測試實驗臺，而這些性能參數(shù)又是托輥的重要性能參數(shù)，根據(jù)這幾項測試數(shù)據(jù)可以提取托輥的運行狀態(tài)與故障狀態(tài)，對于托輥的設(shè)計改進具有重要作用。目前的托輥實驗臺一般設(shè)計簡單、適用范圍較小，無法有效模擬礦用托輥實際工況，在使用與檢測過程中有諸多不便，因而設(shè)計一種集多種功能于一體的托輥動態(tài)性能實驗臺具有實際意義。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題本發(fā)明的目的是提供一種礦用托輥動態(tài)性能實驗臺，實現(xiàn)對不同礦用托輥的檢測和實驗，測試其在不同工況下運行的振動、扭矩和軸心軌跡。技術(shù)方案本發(fā)明的礦用托輥動態(tài)性能實驗臺，包括數(shù)據(jù)采集器，由電動機、彈性柱銷聯(lián)軸器、減速器、凸緣聯(lián)軸器構(gòu)成的驅(qū)動裝置，所述的驅(qū)動裝置連接有皮帶傳動裝置，皮帶傳動裝置的左側(cè)設(shè)有力加載裝置，皮帶傳動裝置的右側(cè)設(shè)有托輥固定架，皮帶傳動裝置的中部設(shè)有摩擦輪支起裝置；所述驅(qū)動裝置的電動機上設(shè)有變頻控制器，所述的托輥固定架上設(shè)有與數(shù)據(jù)采集器相連的傳感器；
所述的皮帶傳動裝置包括軸承座、設(shè)在軸承座上與驅(qū)動裝置相連的主動軸，主動軸上設(shè)有主動輪，主動輪的兩側(cè)設(shè)有一端固定在主動軸上的連接板，連接板的另一端固定有從動軸，從動軸上設(shè)有與主動輪皮帶相連的從動輪，所述連接板的中部開有一個矩形槽，矩形槽前部的連接板的下方開有一小孔，矩形槽的兩端頭上部開有弧形凹槽；所述的摩擦輪支起裝置包括設(shè)在連接板矩形槽內(nèi)的T形支撐桿，T形支撐桿的尾部經(jīng)螺栓鉸接在底座上；
所述的力加載裝置包括底座、可在底座上往復(fù)移動的齒條、與齒條相嚙合的搖柄齒輪，齒條的下部設(shè)有配重，配重上插裝有支桿，支桿的一端插裝在底座內(nèi)，另一端鉸接固定在皮帶傳動裝置的下方，支桿上設(shè)有與連接板下部小孔相連的鋼絲繩；
所述的托輥固定架包括固定在待檢測托輥兩端的矩形連接板、連接矩形連接板的燕尾形連接板，燕尾形連接板的燕尾部分別設(shè)有鋼柱導(dǎo)軌，鋼柱導(dǎo)軌的兩端固定在機架上。所述的從動軸的一側(cè)上設(shè)有摩擦輪。有益效果本發(fā)明通過托輥固定架可固定不同尺寸和類型的托輥，實現(xiàn)在一個實驗臺上完成多種型號托輥的檢測實驗，其通用性較好。通過力加載裝置控制摩擦輪與托輥·之間的壓力，通過變頻控制器控制電動機轉(zhuǎn)速從而獲得不同的托輥轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)對托輥不同工況的模擬。通過振動、扭矩和軸心軌跡傳感器測得托輥的轉(zhuǎn)動信號并傳送至計算機，經(jīng)過分析計算獲得托輥的運行狀態(tài)和故障狀態(tài)，得到托輥振動、扭矩和軸心軌跡各方面的性能參數(shù)，實現(xiàn)在一個實驗臺上完成多種性能參數(shù)的測試。


圖I為礦用托輥動態(tài)性能實驗臺整體結(jié)構(gòu)俯視 圖2為圖I中A-A向的剖視圖。圖中電動機-1，彈性柱銷聯(lián)軸器-2，減速器-3，凸緣聯(lián)軸器-4，軸承座-5，主動輪_6，主動軸_7，連接板-8，從動輪-9，摩擦輪-10，從動軸-11，托輥-12，鋼柱導(dǎo)軌-13，變頻控制器-14，傳感器-15，矩形連接板-16，燕尾形連接板-17，機架-18，搖柄齒輪-19，齒條-20，支桿-21，配重-22，鋼絲繩-23，T形支撐桿-24，螺栓-25，底座-26，底座-27，皮帶傳動裝置-28，摩擦輪支起裝置-29，皮帶-30，托輥固定架-31。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖將本發(fā)明的具體實施作進一步的描述
如附圖1、2所示，本發(fā)明的礦用托輥動態(tài)性能實驗臺，主要由數(shù)據(jù)采集器、驅(qū)動裝置構(gòu)成，驅(qū)動裝置由電動機I、彈性柱銷聯(lián)軸器2、減速器3、凸緣聯(lián)軸器4構(gòu)成，所述的驅(qū)動裝置連接有皮帶傳動裝置28，皮帶傳動裝置28包括軸承座5、設(shè)在軸承座5上與驅(qū)動裝置相連的主動軸7，主動軸7上設(shè)有主動輪6，主動輪6的兩側(cè)設(shè)有一端固定在主動軸7上的連接板8，連接板8的另一端固定有從動軸11，從動軸11的一側(cè)上設(shè)有摩擦輪10，從動軸11通過摩擦輪10將動力傳遞至托輥12。從動軸11上設(shè)有與主動輪6皮帶相連的從動輪9，所述連接板8的中部開有一個矩形槽，矩形槽前部的連接板8的下方開有一小孔，矩形槽的兩端頭上部開有弧形凹槽；皮帶傳動裝置28的左側(cè)設(shè)有力加載裝置，所述的力加載裝置包括底座27、可在底座27上往復(fù)移動的齒條20、與齒條20相嚙合的搖柄齒輪19，齒條20的下部設(shè)有配重22，配重22上插裝有支桿21，支桿21的一端插裝在底座27的小孔內(nèi)，另一端鉸接固定在皮帶傳動裝置28的下方，底座27的小孔尺寸略大于支桿21，支桿21安裝后有間隙以使力加載裝置正常對連接板8施加拉力，支桿21上設(shè)有與連接板8下部小孔相連的鋼絲繩23，通過力加載裝置27實現(xiàn)控制摩擦輪10與托輥12之間的壓力；皮帶傳動裝置28的右側(cè)設(shè)有托輥固定架31，托輥固定架31包括固定在待檢測托輥12兩端的矩形連接板16、連接矩形連接板16的燕尾形連接板17，矩形連接板16和燕尾形連接板17之間通過螺栓連接，燕尾形連接板17的燕尾部有兩個小孔分別設(shè)有鋼柱導(dǎo)軌13，鋼柱導(dǎo)軌13的兩端固定在機架18上，燕尾形連接板17可以在鋼柱導(dǎo)軌13上移動以適應(yīng)不同長度的托輥，移動到合適位置時通過燕尾形連接板17上的銷釘進行固定；皮帶傳動裝置28的中部設(shè)有摩擦輪支起裝置29，摩擦輪支起裝置29包括設(shè)在連接板8矩形槽內(nèi)的T形支撐桿24，T形支撐桿24的尾部經(jīng)螺栓25鉸接在底座26上，T形支撐桿24的橫向部分安裝于皮帶傳動裝置28的連接板8的矩形槽中，并可以在連接板8的兩個弧形凹槽之間切換以便于支撐起摩擦輪10實現(xiàn)更換待測試的托輥12 ;所述驅(qū)動裝置的電動機I上設(shè)有變頻控制器14，所述的托輥固定架31上設(shè)有與數(shù)據(jù)采集器相連的傳感器15 ；
工作原理及過程將所檢測的托輥12安裝于托輥固定架31的兩個矩形連接板16之間，在鋼柱導(dǎo)軌13上調(diào)整燕尾形連接板17的位置以適應(yīng)托輥12的長度，合適后擰緊燕尾 形連接板17上的固定螺釘以使托輥位置固定，調(diào)整摩擦輪支起裝置29的T形支撐桿24，將摩擦輪10壓緊托輥12，調(diào)整力加載裝置27的搖柄齒輪19，使齒條20移動到合適位置，以使鋼絲繩23通過連接板8對摩擦輪10施加合適的壓力，調(diào)整電動機變頻控制器14以使電動機I運行于需要的轉(zhuǎn)速。實驗臺在運轉(zhuǎn)過程中，可以通過調(diào)節(jié)變頻控制器14和搖柄齒輪19來改變托輥12運行的轉(zhuǎn)速和阻力，以模擬托輥運行的不同工況。根據(jù)實驗需要，在托輥12—端安裝振動、扭矩或渦流傳感器采集托輥運行時的信號，將該信號傳輸至計算機，通過振動、扭矩和軸心軌跡的分析可以明確托輥的性能特點、故障所在以便改進設(shè)計方法，提高托輥12的工作性能。通過力加載裝置控制摩擦輪10與托輥12之間的壓力，通過變頻控制器14對電動機I轉(zhuǎn)速進行控制，通過摩擦輪支起裝置實現(xiàn)摩擦輪10與托輥12的分離以更換不同托輥進行實驗，通過傳感器15和數(shù)據(jù)采集器采集托輥運行的振動、扭矩和軸心軌跡信息。
權(quán)利要求
1.一種礦用托輥動態(tài)性能實驗臺，包括數(shù)據(jù)采集器，由電動機(I)、彈性柱銷聯(lián)軸器(2)、減速器(3)、凸緣聯(lián)軸器(4)構(gòu)成的驅(qū)動裝置，其特征在于所述的驅(qū)動裝置連接有皮帶傳動裝置(28)，皮帶傳動裝置(28)的左側(cè)設(shè)有力加載裝置，皮帶傳動裝置(28)的右側(cè)設(shè)有托輥固定架(31)，皮帶傳動裝置(28)的中部設(shè)有摩擦輪支起裝置(29);所述驅(qū)動裝置的電動機(I)上設(shè)有變頻控制器(14)，所述的托輥固定架(31)上設(shè)有與數(shù)據(jù)采集器相連的傳感器(15)； 所述的皮帶傳動裝置(28)包括軸承座(5)、設(shè)在軸承座(5)上與驅(qū)動裝置相連的主動軸(7)，主動軸(7)上設(shè)有主動輪￠)，主動輪(6)的兩側(cè)設(shè)有一端固定在主動軸(7)上的連接板(8)，連接板(8)的另一端固定有從動軸(11)，從動軸(11)上設(shè)有與主動輪(6)皮帶相連的從動輪(9)，所述連接板(8)的中部開有一個矩形槽，矩形槽前部的連接板(8)的下方開有一小孔，矩形槽的兩端頭上部開有弧形凹槽； 所述的摩擦輪支起裝置(29)包括設(shè)在連接板(8)矩形槽內(nèi)的T形支撐桿(24)，T形支撐桿(24)的尾部經(jīng)螺栓(25)鉸接在底座(26)上； 所述的力加載裝置包括底座(27)、可在底座(27)上往復(fù)移動的齒條(20)、與齒條(20)相嚙合的搖柄齒輪(19)，齒條(20)的下部設(shè)有配重(22)，配重(22)上插裝有支桿(21)，支桿(21)的一端插裝在底座(27)內(nèi)，另一端鉸接固定在皮帶傳動裝置(28)的下方，支桿(21)上設(shè)有與連接板(8)下部小孔相連的鋼絲繩(23)； 所述的托輥固定架(31)包括固定在待檢測托輥(12)兩端的矩形連接板(16)、連接矩形連接板(16)的燕尾形連接板(17)，燕尾形連接板(17)的燕尾部分別設(shè)有鋼柱導(dǎo)軌(13)，鋼柱導(dǎo)軌(13)的兩端固定在機架(18)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的礦用托輥動態(tài)性能實驗臺，其特征在于所述的從動軸(11)的一側(cè)上設(shè)有摩擦輪(10)。
全文摘要
本發(fā)明公開的一種礦用托輥動態(tài)性能實驗臺，包括驅(qū)動裝置、皮帶傳動裝置、力加載裝置、托輥固定架、摩擦輪支起裝置、數(shù)據(jù)采集器、變頻控制器和傳感器。該實驗臺通過皮帶傳動裝置和摩擦輪將電動機的動力傳遞至托輥，通過力加載裝置對摩擦輪、托輥之間的壓力進行控制，通過變頻控制器對電動機轉(zhuǎn)速進行控制，實現(xiàn)對托輥不同工況的模擬，傳感器在線檢測托輥的運轉(zhuǎn)信號，對托輥運轉(zhuǎn)信號的分析處理得到托輥的動態(tài)性能和參數(shù)。該實驗臺通用性好，適用于不同尺寸和不同安裝結(jié)構(gòu)的托輥，托輥運行受力均勻，檢測結(jié)果精度較高，對于托輥的質(zhì)量檢測、故障診斷和設(shè)計改進具有實用意義。
文檔編號G01M13/00GK102944411SQ20121049038
公開日2013年2月27日 申請日期2012年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月28日
發(fā)明者李偉, 王澤文, 朱真才, 龔男, 江帆, 周公博, 沈剛, 曹國華, 王重秋, 毛亞勇 申請人:中國礦業(yè)大學