的数据通过数据传输口 66下载到加速度采集模块69中。
[0087]b)当刮板输送机运行时刮板链产生扭摆振动，由无线加速度采集模块69为三轴加速度传感器64提供电源，三轴加速度传感器64检测到刮板链产生振动加速度信号；
[0088]c)三轴加速度传感器64将检测到的加速度信号按规律变换成电信号输出；
[0089]d)无线加速度采集模块69采集到三轴加速度传感器64发出的信号后，存储数据；
[0090]e)无线加速度采集模块69通过无线传输的方式，将数据传输至无线网关，并统一在采集终端接收信号与其他被测数据一同显示在显示屏上。
[0091]该刮板测试装置结构简单、使用安全可靠、并可实现实时检测，以便及时监测出刮板链发生扭摆振动时对刮板输送机的影响，三轴加速度传感器与无线加速度采集模块主要应用于有线传输信号距离远受干扰严重、布线繁琐等实验现场动态应变测量，在实验过程中实验人员可以远离实验现场，保证了实验的高效安全。
[0092]实时、精确地检测井下刮板输送机工作时刮板链扭摆振动特性的变化，并存储测试得到的数据。
[0093]6)模拟煤壁数据采集平台
[0094]该模拟平台包括压板72、液压缸73、呈矩阵式分布的三向内应力传感器70、右压板74、右液压缸75、左压板76、左液压缸77、左底板78、左滑座79、左支撑板80、右底板81、右滑座82、右支撑板83、右拉移油缸84、上支撑板85、左拉移油缸86。模拟煤壁71为根据煤矿井下煤岩硬度浇筑而成的煤岩混合物，左底板78、右底板81和上支撑板85固定在地面上，右压板74通过右液压缸75压在煤壁71的右侧，右液压缸75安装在右支撑板83上，右支撑板83安装在右滑座82上，右拉移油缸84连接于右支撑板83和右底板74之间，右滑座82与右底板74之间为滑动连接，左压板78通过左液压缸77压在煤壁71的左侧，左液压缸77安装在左支撑板80上，左支撑板80安装在左滑座79上，左拉移油缸86连接于左支撑板80和左底板78之间，左滑座79与左底板78之间为滑动连接，上支撑板85的下端连接液压缸73，液压缸73的下端连接压板72，压板72压在煤壁71的上端。浇筑采用由已经开采下的未进行筛分的煤岩混合物，通过逐层浇筑得到模拟煤壁。第一层浇筑完成，放置一段时间后(保证煤壁仍有一定柔软度)将传感器呈矩阵式安装在该层上方，待混合物形成坚硬的煤壁后，进行下一层浇筑，以此类推完成整个煤壁的制备。从而模拟煤矿所在地的井下煤层环境，进而减小误差，液压缸73作用于压板72上、右液压缸75作用于右压板74上、左液压缸76作用于左压板77上可对模拟煤壁进行加压，用以模拟煤层上方的土层负载，三向内应力传感器70呈矩阵式分布于模拟煤壁71内，各三向内应力传感器70均可检测三个方向受力情况，并在数据处理与显示单元87中显示，实现采煤装备采煤过程中的模拟煤壁内应力的检测，采煤机截割一个步距循环后，左、右拉移油缸缩回一个步距的位移，将煤壁两侧让开，使采煤机能够直接截割到煤岩的最左端和最右端。通过改变压力、流量设定，即可以低成本重复模拟不同井上土层与井下煤层的环境。
[0095]在实验台上即可建立不同硬度的模拟煤壁模型，三向内应力传感器可反映采煤机在截割煤的过程中对煤壁的冲击以及截割过程中应力波的传递情况，主要监测参数如应力波的传播范围、应力波的传播速度，既而模拟井下环境采煤机与煤壁之间的力学关系。为煤炭生产厂家在采煤过程中，提供数据参考和理论指导，根据数据选择最佳的截割头材质和采煤工艺参数，做好提前支护等保护工作，为采煤作业提供技术支持，进而提高采煤效率，降低采煤机的维护成本。
【主权项】
1.一种滚筒采煤机综采成套装备力学特性的测试系统，包括分别与数据采集终端相连的采煤机数据采集平台、模拟煤壁数据采集平台、液压支架数据采集平台、刮板输送机数据采集平台；液压支架数据采集平台包括销轴/耳座应力检测系统、液压支架顶板载荷检测系统、推溜拉架位移检测系统、液压支架姿态监测系统、液压支架定位检测系统，其特征在于:采煤机数据采集平台包括截割齿受力检测系统、滚筒转速检测系统、采煤机振动检测系统、平滑靴受力检测系统、导向滑靴受力检测系统、采煤机定位检测系统、采煤机液压拉杆受力检测系统、滚筒扭矩检测系统； 截割齿受力检测系统包括截割组件、A/D转换器、数据存储器、发射模块、接收模块、显示屏等部件；其中，截割组件包括螺旋滚筒以及沿周向固定在滚筒上的截齿单元，截齿单元包括硬质合金头、卡环、齿套、齿座、卡块等部件，截齿单元通过卡块固定在滚筒的螺旋叶片上；硬质合金头末端插入齿座内，并通过外部套接卡环的齿套固定；齿座底部设有圆盘结构，圆盘底部车出直径小于圆盘的圆柱结构，圆柱结构中部铣出内接在圆柱圆形截面内的正八边形柱结构，圆柱结构下部外壁上加工位于正八边形柱各侧面中线上的导线槽，在正八边形柱的相同位置上分别间隔安装应变片和应变花；卡块为带有内腔的半封闭结构，卡块上加工一对与内腔相通的卡块销孔及导线孔，圆柱结构底部加工安装块，安装块上设有一对与卡块销孔相配合的安装块销孔，齿座底部的安装块插入卡块内腔中，并通过固定销限位，另一端通过圆盘结构限位将卡块内腔密封；应变片与应变花的导线沿导线槽向下布线，汇总后由卡块的导线孔引出与位于滚筒内的A/D转换器相连； 平滑靴受力检测系统包括支撑腿、轴套、平滑靴、压板、全桥电路、数据处理转换装置，平滑靴通过销轴铰接在支撑腿上，并通过压板将平滑靴销轴限位，销轴与平滑靴之间设有轴套，销轴为筒状结构，销轴外壁上设有两个环形槽，凹槽内各安装一应变片组；应变片组一部分安装在销轴截面的水平方向，应变片组的令一部分安装在销轴截面的竖直方向；支撑腿内壁与销轴外壁之间、平滑靴内壁与销轴外壁之间刚好吻合，防止平滑靴销轴在轴孔内移动或转动；数据处理转换装置包括用数据处理和转换的PLC装置以及显示屏； 导向滑靴受力检测系统包括安装座、导向板、驱动齿轮、与驱动齿轮啮合的销排，安装座与导向板通过导向滑靴销轴铰接，导向滑靴销轴为五级阶梯筒状结构，销轴通过第一级和第五级限位在安装座上，通过第二级和第四级限位在导向板上，驱动齿轮通过两端的轴承限位在第三级上，各级阶梯筒状的连接处分别对应安装有位于销轴两端应变片组I?IV，应变片组I?IV的一部分安装在销轴截面的水平方向，应变片组的令一部分安装在销轴截面的竖直方向，导向滑靴销轴内限位有测力螺栓，测力螺栓一端通过螺合在导向滑靴销轴内，另一端通过固定在安装座上的端板密封，导向滑靴销轴的内壁与测力螺栓的外壁之间、安装座内壁与导向板外壁之间、导向板内壁与驱动齿轮外壁之间刚好吻合，防止导向滑靴销轴在安装座的轴孔内移动或转动； 滚筒扭矩检测系统包括截割电机、电机输出轴齿轮、与电机输出轴齿轮顺次嗤合的主动轮I和主动轮I1、与主动轮II同轴设置的主动轮II1、与主动轮III顺次啮合的惰轮I?II1、与惰轮III啮合的行星轮、与行星轮同轴设置的滚筒齿轮、由滚筒齿轮驱动的滚筒等部分；其中，惰轮III的转轴为销轴传感器，销轴传感器外设有轴承，轴承限位在盖板内，销轴传感器的一端通过销轴定位螺杆限位在盖板上； 刮板输送机数据采集平台包括链条受力检测系统、刮板链条速度检测系统、刮板输送机电压/电流/功率检测系统、刮板输送机振动检测系统、刮板输送机中部槽受力检测系统、刮板输送机哑铃受力检测系统、刮板输送机定位检测系统；刮板输送机振动检测系统包括刮板、固定于刮板底部的检测挡板、固定在刮板内的扭摆振动检测装置、通过螺栓和螺母固定在刮板上的横梁，刮板内设有若干链环槽，链环槽内设有张力检测装置，刮板两端的底部分别设有凹槽；扭摆振动检测装置包括壳体、固定在壳体上的检测挡板，检测挡板内限位有三轴加速度传感器，壳体内限位有与三轴加速度传感器输出端相连的加速度采集模块，检测挡板上设有与加速度采集模块数据传输口、充电孔相对应的空槽，以便检测装置充电和数据传输下载，空槽上设有铰接与检测底板上的密封塞；通过螺栓固定检测挡板将扭摆振动检测装置固定在刮板侧面的两端；无线加速度采集模块外部留有一数据传输口。
2.根据权利要求1所述的滚筒采煤机综采成套装备力学特性的测试系统，其特征在于:所述模拟煤壁数据采集平台包括位于模拟煤壁顶部的压板、用于驱动压板的液压缸、呈矩阵式分布在模拟煤壁内的三向内应力传感器，模拟煤壁为根据煤矿井下煤岩硬度饶筑而成的煤岩混合物。
【专利摘要】一种滚筒采煤机综采成套装备力学特性的测试系统，从根本上解决了现有滚筒式采煤机力学特性检测误差大、检测参数数量少、检测结果无法应用于实际生产等问题，其包括分别与数据采集终端相连的采煤机数据采集平台、模拟煤壁数据采集平台、刮板输送机数据采集平台，其技术要点是：采煤机数据采集平台包括截割齿受力检测系统、滚筒转速检测系统、采煤机振动检测系统、平滑靴受力检测系统、导向滑靴受力检测系统、采煤机液压拉杆受力检测系统、滚筒扭矩检测系统；刮板输送机数据采集平台包括刮板输送机电压/电流/功率检测系统、刮板输送机振动检测系统、刮板输送机中部槽受力检测系统、刮板输送机哑铃受力检测系统、刮板输送机定位检测系统。
【IPC分类】G01M99-00
【公开号】CN104792563
【申请号】CN201510213425
【发明人】毛君, 田立勇, 张东升, 郝志勇, 张强, 卢进南, 陈洪月, 濮津, 李国平, 宋秋爽, 袁智
【申请人】辽宁工程技术大学, 中国煤矿机械装备有限责任公司
【公开日】2015年7月22日
【申请日】2015年4月29日