刨煤机综采成套力学特性的测试系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及煤矿机械领域，具体地说是一种刨煤机综采成套力学特性的测试系统。
【背景技术】
[0002]随着我国经济社会的快速发展，对煤炭资源的需求量也越来越大，许多薄煤层煤炭资源之前由于各种原因未能进行有效利用。而在煤炭资源日渐珍贵的今天，薄煤层煤炭资源的有效利用就成为了煤炭企业增产增效、国家资源有效利用的利国利民的必经之路。刨煤机工作面可实现薄煤层、极薄煤层的机械化采煤，工人不必跟机操作，可在顺槽进行控制，对薄煤层、极薄煤层采煤机械化和实现遥控控制具有重要意义。
[0003]刨刀是刨煤机的常用易损配件，通常是由热锻压的齿体和硬质合金组成并通过钎焊连接。刨刀与煤层直接接触，煤层对刨刀的前、后刀面都会产生强烈的摩擦。由于煤层截割属脆性、断续切削，刨刀所受的截割力是高频、间断或周期性的。硬质合金刀头和焊接区在高频、交变截割力的作用下极易损坏。特别是当刨刀遇到煤层中的硬夹石和矸石时，截割力会急剧增加，造成刀头崩刃、脱落、刀杆折断等刨刀过早失效现象，严重影响了刨刀的寿命及刨煤机的采煤效率。因此，精确测量刨刀工况下的受力情况可估算刨刀在不同工作环境下的使用寿命，并以此为依据设计新型刨刀。
[0004]申请号为CN201120345151.6的中国专利“一种刨煤机刨头位置监测控制装置”，通过分别安装于工作面端头的刨头位置监测主控制器和安装于工作面端尾的刨头位置监测辅助控制器对刨头位置的实时监测。然而目前还没有一个直观的，对硬质合金刀头工作时受到的三向力、振动加速度值以及温度变化值实时监测的装置，针对硬质合金刀头实时三向力、振动加速度值以及温度变化值的测试技术我国还属科研空白。
[0005]刮板输送机是目前煤矿井下采煤重要的运输设备，在矿井恶劣的工作环境下，链条牵引刮板群推移物料时不仅会引起链条的纵向振动，还会引起刮板群的扭摆振动等问题，当刮板输送机刮板一端发生卡链故障或者由于载荷不均等情况造成刮板扭摆振动，一旦扭摆振动过大会发生一系列故障而停止生产，所以对刮板链条的扭摆振动进行检测十分重要。
[0006]授权公告号为CN101466015B的发明专利公开了一种“刮板输送机链条的张紧力测量装置”，采用力矩测试扳手形式，测量刮板输送机张紧后静止状态时链条的张力，这种测试只能检测链条静止状态下的张力，无法实现链条工况下张力检测；授权公告号为CN202374667U的实用新型专利公开了一种“刮板输送机链条监测装置”，采用链条带动刮板前移，经过带有霍尔元件的凸块，只有当刮板触碰凸块时检测链条，信号间断，无法实现实时监控检测；申请公布号为CN103556509A的发明专利申请公开了一种“刮板输送机张力检测装置”，通过刮板和固定在刮板上的横梁、张力检测系统及加速度检测系统实现工作时对刮板输送机链环张力的检测。
[0007]此外，井下采煤作业过程通常会涉及到煤壁垮落范围、采煤机与煤壁冲击力、应力波传播范围及传播速度的测量等参数，但由于井下环境复杂，根本不可能于开采前在煤壁中安装传感器，即使不考虑资金、施工安全、施工难度的问题，在原有煤壁内增设传感器，势必会影响原有的煤壁内结构，根本无法得到准确的测量结果。为此，亟需一种煤矿井下环境的煤壁模型。
[0008]目前，对于刨煤机综采装备的力学特性测试手段仍停留在局部测试和模拟测试阶段，由于成套装备力学特性测试设备系统庞大，需要的资金数额巨大，目前尚无完善的测试方法。
【实用新型内容】
[0009]本实用新型的目的是提供一种刨煤机综采成套力学特性的测试系统，从根本上解决了无法检测刨煤机工况下力学特性数据的问题，其具有结构简单、使用方便、易于操控、数据检测直观、检测结果可靠等优点。
[0010]本实用新型的目的是这样实现的:该刨煤机综采成套力学特性的测试系统包括分别与数据采集终端相连的刨煤机数据采集平台、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，其技术要点是:刨煤机数据采集平台包括刨刀应力检测系统、刨刀速度检测系统、刨刀振动检测系统、刨煤机定位检测系统、刨头振动检测系统、刨链拉力检测系统；
[0011 ] 刨刀应力检测系统包括刨煤机刀头、检测单元，刨煤机刀头包括刀座、设置在刀座前端的硬质合金刀头、装配在刀座上的保护罩以及设置在刀座底部的刀杆，刀座中部设有方孔，振动传感器通过强磁底座放置在方孔中；刀座的尾部与刀杆之间设有缝隙；方孔与刀座前端为四方体柱，在其四面加工应变片槽，并在左右两侧应变片槽的相对应的角上开通贯穿孔II;刀座上设有一直延伸到刀杆背部的导线槽，刀座前部安装应变片I，方孔与刀座前端之间设置贯穿孔I ;与方孔同高度的刀座左右两侧外壁上安装应变片II，刀座中部设有与贯穿孔I相垂直的贯穿孔II;方孔前内壁上安装应变片III，刀座顶部安装温度传感器，贯穿孔I与刀座顶部之间设置温度传感器导线孔；保护罩为带有钩形结构的U形壳体，通过刀座前部嵌于刀座外壁上，其钩形结构卡在刀座后部，并用沉头螺钉紧固；
[0012]检测单元包括电源、A/D转换器、数据存储器、信号发射装置；电源的正负极分别通过导线与A/D转换器、数据存储器以及信号发射装置的正负极相连；电源的正极通过导线分别与振动传感器、应变片、温度传感器的正极相连，振动传感器、应变片I?II1、温度传感器的负极通过导线与A/D转换器的信号输入正极相连，A/D转换器的信号输入负极与电源的负极相连;A/D转换器的信号输出正、负极通过导线与数据存储器的信号输入正、负极相连，数据存储器的信号输出正、负极通过导线分别与信号发射装置的信号输入正、负极相连；
[0013]刨刀速度检测系统由变速箱、转速传感器、数据处理与显示单元组成，转速传感器安装在变速箱的输出轴上，数据处理与显示单元接收来至转速传感器的信号，并将转速信号转换为刨煤机的速度值进行显示；
[0014]刨煤机定位检测系统由中部槽、感应板、位置传感器、刨头组成，感应板安装在中部槽的左上侧，位置传感器安装在刨头的左上侧；
[0015]刨头振动检测系统由三向加速度传感器、刨头、数据处理与显示单元组成，三向加速度传感器安装在刨头的中上方，其测量刨头在空间三方向的振动量，数据处理与显示单元接收来至三向加速度传感器的信息，并对测量值的大小进行显示；
[0016]刨链拉力检测系统由刨头前侧链条张力传感器、刨头后侧链条张力传感器、松边链条张紧传感器、数据处理与显示单元组成，刨头前侧链条张力传感器安装在刨头运行方向前侧的链条上，刨头后侧链条张力传感器安装在刨头运行方向后侧的链条上，松边链条张紧传感器、松边链条张紧传感器II分别安装在刨头下侧松边链条的右侧和左侧。
[0017]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