57安裝在左支撐板60上，左支撐板60安裝在左滑座59上，左拉移油缸66連接于左支撐板60和左底板58之間，左滑座59與左底板58之間為滑動連接，上支撐板65的下端連接液壓缸53，液壓缸53的下端連接壓板52，壓板52壓在煤壁65的上端。澆筑采用由已經(jīng)開采下的未進行篩分的煤巖混合物，通過逐層澆筑得到模擬煤壁。第一層澆筑完成，放置一段時間后(保證煤壁仍有一定柔軟度)將傳感器呈矩陣式安裝在該層上方，待混合物形成堅硬的煤壁后，進行下一層澆筑，以此類推完成整個煤壁的制備。從而模擬煤礦所在地的井下煤層環(huán)境，進而減小誤差，液壓缸53作用于壓板52上、右液壓缸55作用于右壓板54上、左液壓缸56作用于左壓板57上可對模擬煤壁進行加壓，用以模擬煤層上方的土層負載，三向內(nèi)應力傳感器50呈矩陣式分布于模擬煤壁51內(nèi)，各三向內(nèi)應力傳感器50均可檢測三個方向受力情況，并在數(shù)據(jù)處理與顯示單元67中顯示，實現(xiàn)采煤裝備采煤過程中的模擬煤壁內(nèi)應力的檢測，采煤機截割一個步距循環(huán)后，左、右拉移油缸縮回一個步距的位移，將煤壁兩側讓開，使采煤機能夠直接截割到煤巖的最左端和最右端。通過改變壓力、流量設定，即可以低成本重復模擬不同井上土層與井下煤層的環(huán)境。
[0066]在實驗臺上即可建立不同硬度的模擬煤壁模型，三向內(nèi)應力傳感器可反映采煤機在截割煤的過程中對煤壁的沖擊以及截割過程中應力波的傳遞情況，主要監(jiān)測參數(shù)如應力波的傳播范圍、應力波的傳播速度，既而模擬井下環(huán)境采煤機與煤壁之間的力學關系。為煤炭生產(chǎn)廠家在采煤過程中，提供數(shù)據(jù)參考和理論指導，根據(jù)數(shù)據(jù)選擇最佳的截割頭材質(zhì)和采煤工藝參數(shù)，做好提前支護等保護工作，為采煤作業(yè)提供技術支持，進而提高采煤效率，降低采煤機的維護成本。
【主權項】
1.一種刨煤機綜采成套力學特性的測試系統(tǒng)，包括分別與數(shù)據(jù)采集終端相連的刨煤機數(shù)據(jù)采集平臺、模擬煤壁數(shù)據(jù)采集平臺、液壓支架數(shù)據(jù)采集平臺、刮板輸送機數(shù)據(jù)采集平臺；液壓支架數(shù)據(jù)采集平臺包括銷軸/耳座應力檢測系統(tǒng)、液壓支架頂板載荷檢測系統(tǒng)、推溜拉架位移檢測系統(tǒng)、液壓支架姿態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)、液壓支架定位檢測系統(tǒng)，其特征在于：刨煤機數(shù)據(jù)采集平臺包括刨刀應力檢測系統(tǒng)、刨刀速度檢測系統(tǒng)、刨刀振動檢測系統(tǒng)、刨煤機定位檢測系統(tǒng)、刨頭振動檢測系統(tǒng)、刨鏈拉力檢測系統(tǒng)； 刨刀應力檢測系統(tǒng)包括刨煤機刀頭、檢測單元，刨煤機刀頭包括刀座、設置在刀座前端的硬質(zhì)合金刀頭、裝配在刀座上的保護罩以及設置在刀座底部的刀桿，刀座中部設有方孔，振動傳感器通過強磁底座放置在方孔中；刀座的尾部與刀桿之間設有縫隙；方孔與刀座前端為四方體柱，在其四面加工應變片槽，并在左右兩側應變片槽的相對應的角上開通貫穿孔II;刀座上設有一直延伸到刀桿背部的導線槽，刀座前部安裝應變片I，方孔與刀座前端之間設置貫穿孔I;與方孔同高度的刀座左右兩側外壁上安裝應變片II，刀座中部設有與貫穿孔I相垂直的貫穿孔II;方孔前內(nèi)壁上安裝應變片III，刀座頂部安裝溫度傳感器，貫穿孔I與刀座頂部之間設置溫度傳感器導線孔；保護罩為帶有鉤形結構的U形殼體，通過刀座前部嵌于刀座外壁上，其鉤形結構卡在刀座后部，并用沉頭螺釘緊固； 檢測單元包括電源、A/D轉(zhuǎn)換器、數(shù)據(jù)存儲器、信號發(fā)射裝置；電源的正負極分別通過導線與A/D轉(zhuǎn)換器、數(shù)據(jù)存儲器以及信號發(fā)射裝置的正負極相連；電源的正極通過導線分別與振動傳感器、應變片、溫度傳感器的正極相連，振動傳感器、應變片I?III、溫度傳感器的負極通過導線與A/D轉(zhuǎn)換器的信號輸入正極相連，A/D轉(zhuǎn)換器的信號輸入負極與電源的負極相連;A/D轉(zhuǎn)換器的信號輸出正、負極通過導線與數(shù)據(jù)存儲器的信號輸入正、負極相連，數(shù)據(jù)存儲器的信號輸出正、負極通過導線分別與信號發(fā)射裝置的信號輸入正、負極相連； 刨刀速度檢測系統(tǒng)由變速箱、轉(zhuǎn)速傳感器、數(shù)據(jù)處理與顯示單元組成，轉(zhuǎn)速傳感器安裝在變速箱的輸出軸上，數(shù)據(jù)處理與顯示單元接收來至轉(zhuǎn)速傳感器的信號，并將轉(zhuǎn)速信號轉(zhuǎn)換為刨煤機的速度值進行顯示； 刨煤機定位檢測系統(tǒng)由中部槽、感應板、位置傳感器、刨頭組成，感應板安裝在中部槽的左上側，位置傳感器安裝在刨頭的左上側； 刨頭振動檢測系統(tǒng)由三向加速度傳感器、刨頭、數(shù)據(jù)處理與顯示單元組成，三向加速度傳感器安裝在刨頭的中上方，其測量刨頭在空間三方向的振動量，數(shù)據(jù)處理與顯示單元接收來至三向加速度傳感器的信息，并對測量值的大小進行顯示； 刨鏈拉力檢測系統(tǒng)由刨頭前側鏈條張力傳感器、刨頭后側鏈條張力傳感器、松邊鏈條張力傳感器、松邊鏈條張緊傳感器I、數(shù)據(jù)處理與顯示單元組成，刨頭前側鏈條張力傳感器安裝在刨頭運行方向前側的鏈條上，刨頭前側鏈條張力傳感器安裝在刨頭運行方向后側的鏈條上，松邊鏈條張力傳感器、松邊鏈條張緊傳感器I分別安裝在刨頭下側松邊鏈條的右側和左側； 刮板輸送機數(shù)據(jù)采集平臺包括鏈條受力檢測系統(tǒng)、刮板鏈條速度檢測系統(tǒng)、刮板輸送機電壓/電流/功率檢測系統(tǒng)、刮板輸送機振動檢測系統(tǒng)、刮板輸送機中部槽受力檢測系統(tǒng)、刮板輸送機啞鈴受力檢測系統(tǒng)、刮板輸送機定位檢測系統(tǒng)；刮板輸送機振動檢測系統(tǒng)包括刮板、固定于刮板底部的檢測擋板、固定在刮板內(nèi)的扭擺振動檢測裝置、通過螺栓和螺母固定在刮板上的橫梁，刮板內(nèi)設有若干鏈環(huán)槽，鏈環(huán)槽內(nèi)設有張力檢測裝置，刮板兩端的底部分別設有凹槽；扭擺振動檢測裝置包括殼體、固定在殼體上的檢測擋板，檢測擋板內(nèi)限位有三軸加速度傳感器，殼體內(nèi)限位有與三軸加速度傳感器輸出端相連的加速度采集模塊，檢測擋板上設有與加速度采集模塊數(shù)據(jù)傳輸口、充電孔相對應的空槽，以便檢測裝置充電和數(shù)據(jù)傳輸下載，空槽上設有鉸接與檢測底板上的密封塞；通過螺栓固定檢測擋板將扭擺振動檢測裝置固定在刮板側面的兩端；無線加速度采集模塊外部留有一數(shù)據(jù)傳輸口。
2.根據(jù)權利要求I所述的刨煤機綜采成套力學特性的測試系統(tǒng)，其特征在于：所述模擬煤壁數(shù)據(jù)采集平臺包括位于模擬煤壁頂部的壓板、用于驅(qū)動壓板的液壓缸、呈矩陣式分布在模擬煤壁內(nèi)的三向內(nèi)應力傳感器，模擬煤壁為根據(jù)煤礦井下煤巖硬度澆筑而成的煤巖混合物。
【專利摘要】一種刨煤機綜采成套力學特性的測試系統(tǒng)，從根本上解決了無法檢測刨煤機工況下力學特性數(shù)據(jù)的問題，其包括分別與數(shù)據(jù)采集終端相連的刨煤機數(shù)據(jù)采集平臺、模擬煤壁數(shù)據(jù)采集平臺、液壓支架數(shù)據(jù)采集平臺、刮板輸送機數(shù)據(jù)采集平臺；液壓支架數(shù)據(jù)采集平臺包括銷軸/耳座應力檢測系統(tǒng)、液壓支架頂板載荷檢測系統(tǒng)、推溜拉架位移檢測系統(tǒng)、液壓支架姿態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)、液壓支架定位檢測系統(tǒng)，其技術要點是：刨煤機數(shù)據(jù)采集平臺包括刨刀應力檢測系統(tǒng)、刨刀速度檢測系統(tǒng)、刨刀振動檢測系統(tǒng)、刨煤機定位檢測系統(tǒng)、刨頭振動檢測系統(tǒng)、刨鏈拉力檢測系統(tǒng)。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。
【IPC分類】G01M99-00
【公開號】CN104792565
【申請?zhí)枴緾N201510213918
【發(fā)明人】毛君, 郝志勇, 謝苗, 盧進南, 陳洪月, 田立勇, 張東升, 張強, 宋秋爽, 郝勇
【申請人】遼寧工程技術大學, 中國煤礦機械裝備有限責任公司
【公開日】2015年7月22日
【申請日】2015年4月29日