采煤工作面刮板输送机断链的监测装置和方法
【专利摘要】本发明涉及一种采煤工作面刮板输送机断链的监测装置和方法。其特点是：包括安装在刮板输送机机头架两个弧块上的压力负载传感器，从而测量出刮板输送机工作过程中每个弧块与链轮轴组轴承座之间的压力信号，该压力负载传感器还与刮板输送机监控箱内的PLC连接，该PLC还通过组合开关与刮板输送机的机头电机、机尾电机连接。本发明提供了一种采煤工作面刮板输送机断链的监测装置和方法。经过试用证明，采用该监测方法，可以根据安装在机头架两个弧块上的压力负载传感器，测量刮板输送机工作过程中弧块与链轮轴组轴承座之间的压力信号，从而实时监测并控制链条的运行状况。
【专利说明】采煤工作面刮板输送机断链的监测装置和方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种采煤工作面刮板输送机断链的监测装置和方法。
【背景技术】
[0002]目前煤矿井下采煤工作面刮板输送机断链监测方法有两种，一种方法为工人经验判断。刮板输送机工作中，发生堆链及原煤堆积现象，操作工人以此经验判断链条断裂，然后停机检修。一般情况下，发现堆链及原煤堆积，链条已经断裂一段时间，已被拖拽一段距离，及时性差且增加了接链及检修强度。刮板输送机工作中，发生刮板偏斜，操作工人以此经验判断两条链条的节距变化不一致，两条链条受力不平衡，然后更换链条，判断人为因素大、准确率低。断链后不能及时发现也可能会导致另一条链条张力过大被拉断，导致维修难度增加。
[0003]另一种方法为利用伸缩机尾两个油缸，测定两个油缸工作时的压强，判断是否断链。伸缩机尾使用的工况环境恶劣且复杂，例如，采煤机割底不平，阻尼大、伸缩机尾固定槽与伸缩槽卡入矸石无法伸缩、伸缩机尾滑道摩擦系数波动范围大等情况都会影响测量值的准确度。实时监测更加不可行。
【发明内容】
[0004]本发明的目的之一是提供一种采煤工作面刮板输送机断链的监测装置，能够及时监控链条的运行状态，从而减少设备的检修强度，延长设备使用寿命；
[0005]本发明的目的之二是提供一种能够实现上述方法的装置。
[0006]一种采煤工作面刮板输送机断链的监测装置，其特别之处在于:包括安装在刮板输送机机头架两个弧块上的压力负载传感器，从而测量出刮板输送机工作过程中每个弧块与链轮轴组轴承座之间的压力信号，该压力负载传感器还与刮板输送机监控箱内的PLC连接，该PLC还通过组合开关与刮板输送机的机头电机、机尾电机连接。
[0007]其中PLC还通过MPI接口与人机界面连接。
[0008]其中在监控箱内还安装有相连接的电源、继电器和接线端子；所述PLC包括CPU模块以及与该CPU模块连接的模拟量信号采集模块、A/D转换模块、安全隔离栅模块。
[0009]其中在每个弧块上安装有一个压力负载传感器。
[0010]一种采煤工作面刮板输送机断链的监测方法，其特别之处在于，包括如下步骤:当检测到链轮轴组作用在刮板输送机机头架两个弧块上的力的差值与正常工作时的力的比值大于35%时，则判定一条链条断裂，此时监控箱输出指令来控制组合开关，组合开关控制刮板输送机停机检修；当检测到两个力的差值与正常工作的力的比值为15%?35%时，判定两条链条的张力不平衡或者两条链条长度差值过大，监控箱输出指令控制报警器报警，需停机检修链条；当检测到两个力的差值与正常工作的力的比值小于15%时，则判定链条工作正常。
[0011]本发明提供了一种采煤工作面刮板输送机断链的监测装置和方法。经过试用证明，采用该监测方法，可以根据安装在机头架两个弧块上的压力负载传感器，测量刮板输送机工作过程中弧块与链轮轴组轴承座之间的压力信号，由监控箱PLC中的模拟量信号采集模块采集压力信号，通过CPU模块进行内部运算和处理并输出指令，从而实时监测并控制链条的运行状况。本发明装置的及时性强，精度、准确率高，减少检修强度，延长设备使用寿命O
【专利附图】
【附图说明】
[0012]附图1为本发明中链轮轴组的受力简图；
[0013]附图2本发明中测力传感器安装位置及监测原理示意图。
【具体实施方式】
[0014]如图1、2所示，本发明提供了一种采煤工作面刮板输送机断链的监测装置，包括安装在刮板输送机机头架两个弧块上的压力负载传感器(每个弧块安装一个传感器，共2个传感器)，从而测量出刮板输送机工作过程中每个弧块与链轮轴组轴承座之间的压力信号，该压力负载传感器还与刮板输送机监控箱内的PLC连接，该PLC还通过组合开关与刮板输送机的机头电机、机尾电机连接。其中在监控箱内还设有PLC，所述PLC通过压力负载传感器采集信号，计算处理后输出指令给组合开关，数据还通过MPI接口与人机界面连接。其中监控箱内安装有电源、PLC、继电器、接线端子等，所述PLC由模拟量信号采集模块、A/D转换模块、CPU模块、安全隔离栅模块等组成，PLC分别与压力负载传感器、人机界面、组合开关等连接。
[0015]本发明还提供了一种采煤工作面刮板输送机断链的监测方法，包括如下步骤:当检测到链轮轴组作用在刮板输送机机头架两个弧块上的力的差值与正常工作时的力的比值大于35%时，则判定一条链条断裂，此时监控箱输出指令来控制组合开关，组合开关控制刮板输送机停机检修；当检测到两个力的差值与正常工作的力的比值为15%?35%时，判定两条链条的张力不平衡或者两条链条长度差值过大，监控箱输出指令控制报警器报警，需停机检修链条；当检测到两个力的差值与正常工作的力的比值小于15%时，则判定链条工作正常。经过试用证明，采用上述方法可以准确判断出链条的工作状态，完全可以实现实时监测，并且监测结果的准确率高达90%以上。
[0016]本发明提供了一种适用于煤矿井下采煤工作面刮板输送机断链监测方法，通过安装在机头架两个弧块上的压力负载传感器，测量刮板输送机工作过程中弧块与链轮轴组轴承座之间的压力信号，由监控箱PLC中的模拟量信号采集模块采集压力信号，通过CPU模块进行内部运算和处理并输出指令，从而实时监测并控制链条的运行状况。
[0017]由于中双链刮板输送机的机头架为对称布置，链条在槽宽内为分中对称布置，正常工作过程中，链轮轴组作用在机头架弧块的力为两个大小相同、方向相反的力，当两条链条的张力不同时，链轮轴组作用在机头架弧块的力也会不同。
[0018]根据此原理，在机头架两个弧块上安装压力负载传感器，测量刮板输送机工作过程中弧块与链轮轴组轴承座之间的压力信号，压力信号反馈给监控箱，当两个力的差值与正常工作的力的比值大于35%时，判定一条链条断裂，监控箱输出指令控制组合开关，组合开关控制刮板输送机停机检修；当两个力的差值与正常工作的力的比值为15%?35%时，判定两条链条的张力不平衡，监控箱输出指令控制报警器报警；当两个力的差值与正常工作的力的比值小于15%时，链条工作正常。
[0019]下面结合附图来对本发明作进一步详细的说明。
[0020]如图1所示为链轮轴组受力简图所示，其中A点、B点为链轮轴组支撑座位置，也是压力负载传感器安装位置，C点、D点为链条作用在链轮轴组的施力点。Fi^Feb为链轮轴组支反力，F。、Fd为两根链条的拉力。S为两条链条的中心距，L为链轮轴组的支撑距，也是传感器的安装跨距。链轮轴组支反力和链条拉力都以槽宽中心对称分布。
[0021]由静力平衡方程可得，正常工作时=Fea= Feb = -Fc = _Fd。当一条链条断裂时Fc=0，Fd = 2F，则:
[0022]Feb = Fd (S+L) /2L
[0023]Fea = Fd (L-S) /2L
[0024]比值％ = I (Feb-Fea) I /F = 2S/L
[0025]反之，当另一条链条断裂时Fd = 0，Fc = 2F，则:
[0026]Feb = Fc (L-S) /2L
[0027]Fea = Fd (L+S) /2L
[0028]比值％ = I (Feb-Fea) I /F = 2S/L
[0029]从上式可以看出两个力差值的绝对值与正常工作的力的比值可以判断链条的工作状态。
[0030]如图2所示，F为单条链条正常工作时的拉力。在机头架两个弧块上安装压力负载传感器A、压力负载传感器B，测量刮板输送机工作过程中弧块与链轮轴组轴承座之间的压力信号，压力信号反馈给监控箱，当两个力差值的绝对值与正常工作的力的比值大于35%时，判定一条链条断裂，监控箱输出指令控制组合开关，组合开关控制刮板输送机停机检修；当两个力差值的绝对值与正常工作的力的比值为15%?35%时，判定两条链条的张力不平衡，监控箱输出指令控制报警器报警；当两个力差值的绝对值与正常工作的力的比值小于15%时，链条工作正常。很明显，当监控箱与刮板输送机机头、机尾电机或其变频控制器连接后可以实现根据监测结果对刮板输送机运行的自动控制。
【权利要求】
1.一种采煤工作面刮板输送机断链的监测装置，其特征在于:包括安装在刮板输送机机头架两个弧块上的压力负载传感器，从而测量出刮板输送机工作过程中每个弧块与链轮轴组轴承座之间的压力信号，该压力负载传感器还与刮板输送机监控箱内的PLC连接，该PLC还通过组合开关与刮板输送机的机头电机、机尾电机连接。
2.如权利要求1所述的采煤工作面刮板输送机断链的监测装置，其特征在于:其中PLC还通过MPI接口与人机界面连接。
3.如权利要求1所述的采煤工作面刮板输送机断链的监测装置，其特征在于:其中在监控箱内还安装有相连接的电源、继电器和接线端子；所述PLC包括CPU模块以及与该CPU模块连接的模拟量信号采集模块、A/D转换模块、安全隔离栅模块。
4.如权利要求1所述的采煤工作面刮板输送机断链的监测装置，其特征在于:其中在每个弧块上安装有一个压力负载传感器。
5.一种采煤工作面刮板输送机断链的监测方法，其特征在于，包括如下步骤:当检测到链轮轴组作用在刮板输送机机头架两个弧块上的力的差值与正常工作时的力的比值大于35%时，则判定一条链条断裂，此时监控箱输出指令来控制组合开关，组合开关控制刮板输送机停机检修；当检测到两个力的差值与正常工作的力的比值为15%?35%时，判定两条链条的张力不平衡或者两条链条长度差值过大，监控箱输出指令控制报警器报警，需停机检修链条；当检测到两个力的差值与正常工作的力的比值小于15%时，则判定链条工作正常。
【文档编号】B65G43/06GK104444227SQ201410520265
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年9月30日 优先权日:2014年9月30日
【发明者】张 林, 王进军, 郭建明, 宋智丽, 王继国, 王金平, 刘建伟, 孔进, 王彩君 申请人:宁夏天地奔牛实业集团有限公司