、55蓋板、56螺栓、57螺母、58鏈環(huán)槽、59張力檢測裝置、60刮板、61橫梁、62扭擺振動檢測裝置、63檢測擋板、64三軸加速度傳感器、65充電孔、66數(shù)據(jù)傳輸口、67密封塞、68空槽、69加速度采集模塊、70三向內(nèi)應(yīng)力傳感器、71模擬煤壁、72壓板、73液壓缸、74右壓板、75右液壓缸、76左壓板、77左液壓缸、78左底板、79左滑座、80左支撐板、81右底板、82右滑座、83右支撐板、84右拉移油缸、85上支撐板、86左拉移油缸、87數(shù)據(jù)處理與顯示單元。
【具體實施方式】
[0031]以下結(jié)合圖1?21，通過具體實施例詳細(xì)說明本實用新型的內(nèi)容。該采煤機截齒力學(xué)特性在線測試系統(tǒng)包括分別與數(shù)據(jù)采集終端相連的采煤機數(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。
[0032]其中，采煤機數(shù)據(jù)采集平臺包括截割齒受力檢測系統(tǒng)、滾筒轉(zhuǎn)速檢測系統(tǒng)、采煤機振動檢測系統(tǒng)、平滑靴受力檢測系統(tǒng)、導(dǎo)向滑靴受力檢測系統(tǒng)、采煤機定位檢測系統(tǒng)、采煤機液壓拉桿受力檢測系統(tǒng)、滾筒扭矩檢測系統(tǒng)。
[0033]模擬煤壁數(shù)據(jù)采集平臺包括煤壁沖擊力檢測系統(tǒng)、煤壁內(nèi)應(yīng)波傳遞檢測系統(tǒng)、煤壁內(nèi)應(yīng)波傳播速度檢測系統(tǒng)、煤壁內(nèi)應(yīng)波傳播范圍檢測系統(tǒng)。
[0034]液壓支架數(shù)據(jù)采集平臺包括銷軸/耳座應(yīng)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)。
[0035]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)。
[0036]I)截割齒受力檢測系統(tǒng)
[0037]該系統(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17、接收模塊18、顯示屏19等部件。其中，截割組件包括螺旋滾筒I以及沿周向固定在滾筒I上的截齒單元2，截齒單元包括硬質(zhì)合金頭4、卡環(huán)5、齒套6、齒座7、卡塊14等部件，截齒單元通過卡塊固定在滾筒I的螺旋葉片3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(shè)有圓盤結(jié)構(gòu)，圓盤底部車出直徑小于圓盤的圓柱結(jié)構(gòu)，圓柱結(jié)構(gòu)中部銑出內(nèi)接在圓柱圓形截面內(nèi)的正八邊形柱結(jié)構(gòu)，圓柱結(jié)構(gòu)下部外壁上加工位于正八邊形柱各側(cè)面中線上的導(dǎo)線槽10，在正八邊形柱的相同位置上分別間隔安裝應(yīng)變片9和應(yīng)變花8。卡塊15為帶有內(nèi)腔(圖中角度未示出)的半封閉結(jié)構(gòu)，卡塊15上加工一對與內(nèi)腔相通的卡塊銷孔13及導(dǎo)線孔14，圓柱結(jié)構(gòu)底部加工安裝塊16，安裝塊16上設(shè)有一對與卡塊銷孔13相配合的安裝塊銷孔11，齒座底部的安裝塊16插入卡塊15內(nèi)腔中，并通過固定銷15限位，另一端通過圓盤結(jié)構(gòu)限位將卡塊內(nèi)腔密封。應(yīng)變片9與應(yīng)變花8的導(dǎo)線沿導(dǎo)線槽10向下布線，匯總后由卡塊14的導(dǎo)線孔16引出與位于滾筒內(nèi)的A/D轉(zhuǎn)換器相連。
[0038]電源模塊20的正負(fù)極通過導(dǎo)線分別與A/D轉(zhuǎn)換器21、數(shù)據(jù)存儲器22、發(fā)射模塊17的正負(fù)極相連，為A/D轉(zhuǎn)換器21供電、數(shù)據(jù)存儲器22供電、發(fā)射模塊供電。電源模塊20的正極通過導(dǎo)線與應(yīng)變片9或應(yīng)變花8 (圖中未示出，其連接關(guān)系同應(yīng)變片)的正極相連，應(yīng)變片23或應(yīng)變花的負(fù)極通過導(dǎo)線與A/D轉(zhuǎn)換器21的信號輸入端負(fù)極相連，A/D轉(zhuǎn)換器21的信號輸入端正極與電源模塊20的負(fù)極相連，此回路構(gòu)成了三向力檢測的模擬量采集回路。A/D轉(zhuǎn)換器21的信號輸出端正極通過導(dǎo)線與數(shù)據(jù)存儲器22的信號輸入端正極相連，A/D轉(zhuǎn)換器21的信號輸出端負(fù)極通過導(dǎo)線與數(shù)據(jù)存儲器22的信號輸入端負(fù)極相連，此回路通過A/D轉(zhuǎn)換器21得到的三向力測量值實時存儲到數(shù)據(jù)存儲器22中，數(shù)據(jù)存儲器22的信號輸出端正極通過導(dǎo)線與發(fā)射模塊的信號輸入端正極相連，數(shù)據(jù)存儲器22的信號輸出端負(fù)極通過導(dǎo)線與發(fā)射模塊的信號輸入端負(fù)極相連，此回路將數(shù)據(jù)存儲器22中的三向力測量值實時傳輸至位于機房內(nèi)的信號接收模塊，實現(xiàn)遠(yuǎn)程接收數(shù)據(jù)。
[0039]由于應(yīng)變片與應(yīng)變花密封在卡塊內(nèi)，無需擔(dān)心惡劣的工況環(huán)境對測量精度造成影響，提高了測量精確度，同時防止測力原件的損壞，將維護費用降到最低。在滾筒內(nèi)安裝的數(shù)據(jù)處理與發(fā)射模塊對得到的信息進行加工。為了能夠正確的測出截齒的力學(xué)特性，齒座連接部的圓柱面和與滾筒的卡塊留有縫隙，不與卡塊接觸；連接部的尾端加工成方形并與卡塊配合，并在尾端的方柱側(cè)面加工有通孔，可以起到連接作用。此裝置直接封裝在滾筒的卡塊內(nèi)部，可以防止井下惡劣的環(huán)境對裝置造成的破壞。無需改變截齒切削部分的結(jié)構(gòu)，無需改變截齒與齒座之間的連接方式。與普通截齒的安裝方式相同，也為提高采煤機的生產(chǎn)效率和保障采煤作業(yè)的安全提供了有力的保障。
[0040]工作時，滾筒隨著采掘機安裝在采煤機上隨主軸轉(zhuǎn)動，截齒截割煤巖時受力產(chǎn)生應(yīng)變，帶動截齒座圓柱結(jié)構(gòu)產(chǎn)生應(yīng)變，固定在正八邊形柱形結(jié)構(gòu)的應(yīng)變片及應(yīng)變花隨之產(chǎn)生應(yīng)變，應(yīng)變片及應(yīng)變花變形后電阻發(fā)生變化，產(chǎn)生相應(yīng)的電信號，信號經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器將模擬量轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的三向力數(shù)字量儲到數(shù)據(jù)存儲器中，存儲在數(shù)據(jù)存儲器中的信息通過發(fā)射模塊發(fā)送至機房內(nèi)的接收模塊，經(jīng)計算機數(shù)據(jù)處理后實時反映在顯示屏上，可在不改變截齒實際工作條件的情況下測量出截齒實際工況下的力學(xué)特性，并能全部記錄或?qū)崟r傳回到計算機上，在采煤機工作狀態(tài)下實時精確地測量截齒在截割煤巖過程中三向受力情況，測量方法簡便，結(jié)果可靠，適應(yīng)性強，應(yīng)用該測量方法的測量裝置安裝操作方便，結(jié)果真實可靠，測量成本低。
[0041]2)平滑靴受力檢測系統(tǒng)
[0042]該系統(tǒng)包括支撐腿23、軸套24、平滑靴27、壓板26、全橋電路、數(shù)據(jù)處理轉(zhuǎn)換裝置，平滑靴27通過銷軸4鉸接在支撐腿23上，并通過壓板26將平滑靴銷軸25限位，銷軸與平滑靴之間設(shè)有軸套24，銷軸4為筒狀結(jié)構(gòu)，銷軸外壁上設(shè)有兩個環(huán)形槽28，凹槽內(nèi)各安裝一應(yīng)變片組29，應(yīng)變片組的一部分安裝在銷軸截面的水平方向，應(yīng)變片組的另一部分安裝在銷軸截面的豎直方向，支撐腿內(nèi)壁與銷軸外壁之間、平滑靴內(nèi)壁與銷軸外壁之間剛好吻合，防止平滑靴銷軸25在軸孔內(nèi)移動或轉(zhuǎn)動。數(shù)據(jù)處理轉(zhuǎn)換裝置包括用數(shù)據(jù)處理和轉(zhuǎn)換的PLC裝置以及顯示屏。
[0043]該采煤機平滑靴力學(xué)特性的測試方法包括以下步驟:
[0044]I)使用全橋連接方式，在空載的情況下，記錄各個應(yīng)變片的初始應(yīng)變大??；
[0045]2)分別對采煤機平滑靴的Y向和Z向施加10000N，20000N，30000N，40000N的固定載荷，并記錄下相對應(yīng)變值(即實際應(yīng)變值減去初始應(yīng)變值)
[0046]3)運用數(shù)學(xué)分析軟件計算出加載值與應(yīng)變值的關(guān)系式，最后將關(guān)系式輸入到PLC中。
[0047]4)將標(biāo)定好的銷軸安裝到平滑靴上，工況下，應(yīng)變片經(jīng)過全橋電路，將應(yīng)變大小傳輸?shù)絇LC中，經(jīng)PLC中程序處理成平滑靴Y向和Z向受力大小，并在屏幕上實時顯示，F(xiàn)y方向受力信號為Sy，F(xiàn)z方向受力信號為Sz。
[0048]3)導(dǎo)向滑靴受力檢測系統(tǒng)
[0049]該系統(tǒng)包括安裝座30、導(dǎo)向板33、驅(qū)動齒輪31、與驅(qū)動齒輪嚙合的銷排，安裝座30與導(dǎo)向板33通過導(dǎo)向滑靴銷軸37鉸接，導(dǎo)向滑靴銷軸37為五級階梯筒狀結(jié)構(gòu)(軸徑最小端為一級)，銷軸通過第一級和第五級限