采煤机截齿力学特性在线测试系统的制作方法_3

文档序号:8485192阅读:来源:国知局
两端的轴承32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 39?41,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37内限位有测力螺栓36,测力螺栓36 —端通过螺纹连接在导向滑靴销轴37内,另一端通过固定在安装座30上的端板35密封,导向滑靴销轴37的内壁与测力螺栓36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37在安装座30的轴孔内移动或转动。采煤工作时,导向滑靴与刮板机上的销排34间产生相互作用,这时导向滑靴上的各零件所受的力均作用在测力销轴上,从而使销轴产生变形,测力销轴变形的同时引起各应变片和测力螺栓变形。
[0051]该采煤机导向滑靴力学特性的测试方法包括以下步骤:
[0052]I)对测力销轴的X方向标定:一级中部为支点1,二级中部为支点2,四级中部为支点3,五级中部为支点4 ;F1与支点2位置相对,F2和F3位于销轴第三级的两端,F4与支点3位置相对。
[0053]a)固定支点1,向?1分别施加0、10、20、30、40吨力,记录对应不同?1下应变片组I的应变值Tl ;
[0054]b)固定支点2,向F2分别施加0、10、20、30、40吨力,记录对应不同F2下应变片组2的应变值T2 ;
[0055]c)固定支点3,向F3分别施加0、10、20、30、40吨力,记录对应不同F3下应变片组3的应变值T3 ;
[0056]d)固定支点4,向?4分别施加0、10、20、30、40吨力,记录对应不同?4下应变片组4的应变值T4 ;
[0057]e)然后对标定的数据进行分析和拟合,得到每个应变片组单位应变值与外部施力之间的关系:FC1 = 31.8016XT1-0.0115 ;FC2 = 34.6444XT2-0.5656 ;FC3 =35.0556XT3-0.4283 ;FC4 = 25.2937XT4-0.1059。
[0058]2)采用X方向相同的方法对销轴的Y方向标定:记录不同Fl?F4下应变片组I ?4 的应变值 Ml ?M4,得到 FMl = 31.3193XM1+0.0665 ;FM2 = 35.1973XM2-0.6587 ;FM3 = 36.6102XM3-0.4863 ;FM4 = 31.8852XM4-0.0718。
[0059]3)安装座左侧板与测力销轴间的相互作用力为RX1、RY1 ;安装座右侧板与测力销轴间的相互作用力为RX2、RY2 ;导向板左侧与测力销轴间的相互作用力为FX1、FYl ;驱动轮左侧与测力销轴间的相互作用力为FX2、FY2 ;驱动轮左侧与测力销轴间的相互作用力为FX3、FY3 ;导向板右侧与测力销轴间的相互作用力为FX4、FY4,则:
[0060]RXl = [FC2 X b+FCl X (a+b) ] /b ;RX2 = [FC3 X d+FC4 X (d+e) ] /d ;
[0061 ] RYl = [FM2 X b+FMl X (a+b) ] /b ;RY2 = [FM3 X d+FM4 X (d+e) ] /d ;
[0062]FXl = FCl ;FX2 = [RX1X (b+c)+FY4X (d+e)-FXl X (a+b+c) - RX2 Xd]/ (b+c);
[0063]FX3 = RX1+RX2-FX1-FX2-FX4 ;FX4 = FC4 ;
[0064]FYl = FMl ;FY2 = [RY1X (b+c)+FM4X (d+e)-FYl X (a+b+c) - RY2 Xd]/ (b+c);
[0065]FY3 = RY1+RY2-FY1-FY2-FY4 ;FY4 = FM4。
[0066]式中的a、b、c、d、e表示各力间的距离,如图14所示。
[0067]导向滑靴工作过程中,沿测力导向滑靴销轴37的轴向力可由安装在测力导向滑靴销轴37内的测力螺栓测出。能够准确有效测量采煤机工作过程中导向滑靴的受力特性,为导向滑靴的结构优化提供依据,对提高采煤机的可靠性和使用寿命具有实际意义。
[0068]4)滚筒扭矩检测系统
[0069]该系统包括截割电机42、电机输出轴齿轮43、与电机输出轴齿轮43顺次嗤合的主动轮I 44和主动轮II 45、与主动轮II 45同轴设置的主动轮III 46、与主动轮III 46顺次啮合的惰轮I?III 47?49、与惰轮III 49啮合的行星轮51、与行星轮51同轴设置的滚筒齿轮50、由滚筒齿轮50驱动的滚筒等部分。其中,惰轮III 49 (与滚筒的行星轮51相邻)的转轴为销轴传感器53,销轴传感器53外设有轴承52,轴承52限位在盖板55内,销轴传感器53的一端通过销轴定位螺杆54限位在盖板55上。
[0070]销轴传感器受剪力作用,分析可得,(I)Ft=Ftl+Ft2; (2)F t= Frl-Fr2; (3)F tl= T/d?Ft为周向合力,F A径向合力,Ftl和Ft2为惰轮III所受圆周力,FjP F u为惰轮III所受径向力,T为惰轮III所受扭矩,d为惰轮III的直径。
[0071]通过对销轴传感器采集到两个方向的受力数据Ft (Y方向)、FJX方向),其中Ftl和Ft2为惰轮III所受圆周力,其中Ftl为惰轮1148作用给惰轮III 49的力,Ft2为行星轮51反作用给惰轮III 49的力,采煤机截割过程中Ftl和Ft2两个力大小相等方向相同,由公式
(I)得到周向力Ftl= Ft2= F t/2,由公式⑵得到径向合力Fr因为如图17,Frl向右,F ^向左,FjP F U同时作用于轴心,方向相反,且大小相等,即Fri= 所以Fr= 0,由公式(3)得到实际扭矩T,即Ftl= 2T/d,即扭矩T = F t.d/2。)
[0072]近滚筒侧惰轮III的销轴传感器与惰轮轴外形相近,并且满足强度等力学要求。销轴传感器具有径向测力功能,根据销轴传感器对径向力的测量,结合惰轮转速实现惰轮扭矩的测量,在通过减速比计算得到滚筒的扭矩。从而避免了传统方法通过检测电机电流波动测定扭矩方法中的误差,有效排除了外界因素的干扰,实时监测滚筒工况下的瞬态输出扭矩和转速,一旦出现扭矩发生异常情况,便迅速调整工作状态,避免损坏传动系统,对于提高滚筒式采煤机运转可靠性和保护主传动系统具有重要意义。
[0073]5)刮板输送机振动检测系统
[0074]该系统包括刮板60、固定于刮板底部的检测挡板63、固定在刮板内的扭摆振动检测装置62、通过螺栓56和螺母57固定在刮板60上的横梁61,刮板内设有若干链环槽58,链环槽内设有张力检测装置59 (带有应变片的链环),刮板两端的底部分别设有凹槽。扭摆振动检测装置62包括壳体、固定在壳体上的检测挡板63,检测挡板内限位有三轴加速度传感器64,壳体内限位有与三轴加速度传感器64输出端相连的加速度采集模块69,检测挡板上设有与加速度采集模块69数据传输口 66、充电孔65相对应的空槽68,以便检测装置充电和数据传输下载,空槽68上设有铰接与检测底板上的密封塞67。当测试过程中或不使用时,用密封塞67将其塞住,当需要将数据进行传输时,将密封塞67打开
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