专利名称：矿用托辊动态性能实验台的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种矿用托辊动态性能实验台，特别是一种对矿用托辊不同工况下的运行状态进行检测的实验台，以实现对不同矿用托辊运行时振动、扭矩和轴心轨迹的测试。
背景技术：
托辊是带式输送机上的重要部件，不仅种类多，而且数量大，托辊承受了带式输送机70%以上的工作阻力。由于煤矿生产现场的环境恶劣，带式输送机上的托辊会频繁损坏，其常见损坏形式是轴承损坏后卡死或导致轴承座与管体脱开，托辊管壁磨穿，轴承转动不灵活或密封不好引起轴承被污染而发出刺耳噪音或轴承卡死、费电、磨损皮带。托辊的作用是支撑输送带和物料重量，因而托辊运转必须灵活可靠，托辊的故障会引起带式输送机的跑偏和皮带撕裂等恶性故障，对煤矿的日常生产产生严重的影响，因此托辊的质量尤为重 要。虽然托辊在带式输送机中是一个较小部件，结构并不复杂，但制造出高质量的托辊并不容易，托辊质量的直接体现就是托辊的使用寿命。为了设计出符合使用要求的托辊，需要在设计制造过程中对托辊进行检测和实验，模拟托辊实际运行过程，并在实验过程中采集托辊的动态数据进行分析，及时发现产品在设计和制造上的不足，从根本上解决缺陷和不足之处，提高生产制造技术，改变托辊的质量。目前针对矿用托辊而设计的检测实验台测试功能单一，在一个托辊测试实验台上只能完成一种性能参数如旋转阻力、轴向载荷、径向圆跳动的测试。并且目前还没有针对托辊的动态性能如旋转振动、扭矩和轴心轨迹等方面的测试实验台，而这些性能参数又是托辊的重要性能参数，根据这几项测试数据可以提取托辊的运行状态与故障状态，对于托辊的设计改进具有重要作用。目前的托辊实验台一般设计简单、适用范围较小，无法有效模拟矿用托辊实际工况，在使用与检测过程中有诸多不便，因而设计一种集多种功能于一体的托辊动态性能实验台具有实际意义。
发明内容
技术问题本发明的目的是提供一种矿用托辊动态性能实验台，实现对不同矿用托辊的检测和实验，测试其在不同工况下运行的振动、扭矩和轴心轨迹。技术方案本发明的矿用托辊动态性能实验台，包括数据采集器，由电动机、弹性柱销联轴器、减速器、凸缘联轴器构成的驱动装置，所述的驱动装置连接有皮带传动装置，皮带传动装置的左侧设有力加载装置，皮带传动装置的右侧设有托辊固定架，皮带传动装置的中部设有摩擦轮支起装置；所述驱动装置的电动机上设有变频控制器，所述的托辊固定架上设有与数据采集器相连的传感器；
所述的皮带传动装置包括轴承座、设在轴承座上与驱动装置相连的主动轴，主动轴上设有主动轮，主动轮的两侧设有一端固定在主动轴上的连接板，连接板的另一端固定有从动轴，从动轴上设有与主动轮皮带相连的从动轮，所述连接板的中部开有一个矩形槽，矩形槽前部的连接板的下方开有一小孔，矩形槽的两端头上部开有弧形凹槽；所述的摩擦轮支起装置包括设在连接板矩形槽内的T形支撑杆，T形支撑杆的尾部经螺栓铰接在底座上；
所述的力加载装置包括底座、可在底座上往复移动的齿条、与齿条相啮合的摇柄齿轮，齿条的下部设有配重，配重上插装有支杆，支杆的一端插装在底座内，另一端铰接固定在皮带传动装置的下方，支杆上设有与连接板下部小孔相连的钢丝绳；
所述的托辊固定架包括固定在待检测托辊两端的矩形连接板、连接矩形连接板的燕尾形连接板，燕尾形连接板的燕尾部分别设有钢柱导轨，钢柱导轨的两端固定在机架上。所述的从动轴的一侧上设有摩擦轮。有益效果本发明通过托辊固定架可固定不同尺寸和类型的托辊，实现在一个实验台上完成多种型号托辊的检测实验，其通用性较好。通过力加载装置控制摩擦轮与托辊·之间的压力，通过变频控制器控制电动机转速从而获得不同的托辊转速，实现对托辊不同工况的模拟。通过振动、扭矩和轴心轨迹传感器测得托辊的转动信号并传送至计算机，经过分析计算获得托辊的运行状态和故障状态，得到托辊振动、扭矩和轴心轨迹各方面的性能参数，实现在一个实验台上完成多种性能参数的测试。
图I为矿用托辊动态性能实验台整体结构俯视 图2为图I中A-A向的剖视图。图中电动机-1，弹性柱销联轴器-2，减速器-3，凸缘联轴器-4，轴承座-5，主动轮_6，主动轴_7，连接板-8，从动轮-9，摩擦轮-10，从动轴-11，托辊-12，钢柱导轨-13，变频控制器-14，传感器-15，矩形连接板-16，燕尾形连接板-17，机架-18，摇柄齿轮-19，齿条-20，支杆-21，配重-22，钢丝绳-23，T形支撑杆-24，螺栓-25，底座-26，底座-27，皮带传动装置-28，摩擦轮支起装置-29，皮带-30，托辊固定架-31。
具体实施例方式下面结合附图将本发明的具体实施作进一步的描述
如附图1、2所示，本发明的矿用托辊动态性能实验台，主要由数据采集器、驱动装置构成，驱动装置由电动机I、弹性柱销联轴器2、减速器3、凸缘联轴器4构成，所述的驱动装置连接有皮带传动装置28，皮带传动装置28包括轴承座5、设在轴承座5上与驱动装置相连的主动轴7，主动轴7上设有主动轮6，主动轮6的两侧设有一端固定在主动轴7上的连接板8，连接板8的另一端固定有从动轴11，从动轴11的一侧上设有摩擦轮10，从动轴11通过摩擦轮10将动力传递至托辊12。从动轴11上设有与主动轮6皮带相连的从动轮9，所述连接板8的中部开有一个矩形槽，矩形槽前部的连接板8的下方开有一小孔，矩形槽的两端头上部开有弧形凹槽；皮带传动装置28的左侧设有力加载装置，所述的力加载装置包括底座27、可在底座27上往复移动的齿条20、与齿条20相啮合的摇柄齿轮19，齿条20的下部设有配重22，配重22上插装有支杆21，支杆21的一端插装在底座27的小孔内，另一端铰接固定在皮带传动装置28的下方，底座27的小孔尺寸略大于支杆21，支杆21安装后有间隙以使力加载装置正常对连接板8施加拉力，支杆21上设有与连接板8下部小孔相连的钢丝绳23，通过力加载装置27实现控制摩擦轮10与托辊12之间的压力；皮带传动装置28的右侧设有托辊固定架31，托辊固定架31包括固定在待检测托辊12两端的矩形连接板16、连接矩形连接板16的燕尾形连接板17，矩形连接板16和燕尾形连接板17之间通过螺栓连接，燕尾形连接板17的燕尾部有两个小孔分别设有钢柱导轨13，钢柱导轨13的两端固定在机架18上，燕尾形连接板17可以在钢柱导轨13上移动以适应不同长度的托辊，移动到合适位置时通过燕尾形连接板17上的销钉进行固定；皮带传动装置28的中部设有摩擦轮支起装置29，摩擦轮支起装置29包括设在连接板8矩形槽内的T形支撑杆24，T形支撑杆24的尾部经螺栓25铰接在底座26上，T形支撑杆24的横向部分安装于皮带传动装置28的连接板8的矩形槽中，并可以在连接板8的两个弧形凹槽之间切换以便于支撑起摩擦轮10实现更换待测试的托辊12 ;所述驱动装置的电动机I上设有变频控制器14，所述的托辊固定架31上设有与数据采集器相连的传感器15 ；
工作原理及过程将所检测的托辊12安装于托辊固定架31的两个矩形连接板16之间，在钢柱导轨13上调整燕尾形连接板17的位置以适应托辊12的长度，合适后拧紧燕尾 形连接板17上的固定螺钉以使托辊位置固定，调整摩擦轮支起装置29的T形支撑杆24，将摩擦轮10压紧托辊12，调整力加载装置27的摇柄齿轮19，使齿条20移动到合适位置，以使钢丝绳23通过连接板8对摩擦轮10施加合适的压力，调整电动机变频控制器14以使电动机I运行于需要的转速。实验台在运转过程中，可以通过调节变频控制器14和摇柄齿轮19来改变托辊12运行的转速和阻力，以模拟托辊运行的不同工况。根据实验需要，在托辊12—端安装振动、扭矩或涡流传感器采集托辊运行时的信号，将该信号传输至计算机，通过振动、扭矩和轴心轨迹的分析可以明确托辊的性能特点、故障所在以便改进设计方法，提高托辊12的工作性能。通过力加载装置控制摩擦轮10与托辊12之间的压力，通过变频控制器14对电动机I转速进行控制，通过摩擦轮支起装置实现摩擦轮10与托辊12的分离以更换不同托辊进行实验，通过传感器15和数据采集器采集托辊运行的振动、扭矩和轴心轨迹信息。
权利要求
1.一种矿用托辊动态性能实验台，包括数据采集器，由电动机(I)、弹性柱销联轴器(2)、减速器(3)、凸缘联轴器(4)构成的驱动装置，其特征在于所述的驱动装置连接有皮带传动装置(28)，皮带传动装置(28)的左侧设有力加载装置，皮带传动装置(28)的右侧设有托辊固定架(31)，皮带传动装置(28)的中部设有摩擦轮支起装置(29);所述驱动装置的电动机(I)上设有变频控制器(14)，所述的托辊固定架(31)上设有与数据采集器相连的传感器(15)； 所述的皮带传动装置(28)包括轴承座(5)、设在轴承座(5)上与驱动装置相连的主动轴(7)，主动轴(7)上设有主动轮￠)，主动轮(6)的两侧设有一端固定在主动轴(7)上的连接板(8)，连接板(8)的另一端固定有从动轴(11)，从动轴(11)上设有与主动轮(6)皮带相连的从动轮(9)，所述连接板(8)的中部开有一个矩形槽，矩形槽前部的连接板(8)的下方开有一小孔，矩形槽的两端头上部开有弧形凹槽； 所述的摩擦轮支起装置(29)包括设在连接板(8)矩形槽内的T形支撑杆(24)，T形支撑杆(24)的尾部经螺栓(25)铰接在底座(26)上； 所述的力加载装置包括底座(27)、可在底座(27)上往复移动的齿条(20)、与齿条(20)相啮合的摇柄齿轮(19)，齿条(20)的下部设有配重(22)，配重(22)上插装有支杆(21)，支杆(21)的一端插装在底座(27)内，另一端铰接固定在皮带传动装置(28)的下方，支杆(21)上设有与连接板(8)下部小孔相连的钢丝绳(23)； 所述的托辊固定架(31)包括固定在待检测托辊(12)两端的矩形连接板(16)、连接矩形连接板(16)的燕尾形连接板(17)，燕尾形连接板(17)的燕尾部分别设有钢柱导轨(13)，钢柱导轨(13)的两端固定在机架(18)上。
2.根据权利要求I所述的矿用托辊动态性能实验台，其特征在于所述的从动轴(11)的一侧上设有摩擦轮(10)。
全文摘要
本发明公开的一种矿用托辊动态性能实验台，包括驱动装置、皮带传动装置、力加载装置、托辊固定架、摩擦轮支起装置、数据采集器、变频控制器和传感器。该实验台通过皮带传动装置和摩擦轮将电动机的动力传递至托辊，通过力加载装置对摩擦轮、托辊之间的压力进行控制，通过变频控制器对电动机转速进行控制，实现对托辊不同工况的模拟，传感器在线检测托辊的运转信号，对托辊运转信号的分析处理得到托辊的动态性能和参数。该实验台通用性好，适用于不同尺寸和不同安装结构的托辊，托辊运行受力均匀，检测结果精度较高，对于托辊的质量检测、故障诊断和设计改进具有实用意义。
文档编号G01M13/00GK102944411SQ20121049038
公开日2013年2月27日 申请日期2012年11月28日 优先权日2012年11月28日
发明者李伟, 王泽文, 朱真才, 龚男, 江帆, 周公博, 沈刚, 曹国华, 王重秋, 毛亚勇 申请人:中国矿业大学