65的左侧，左液压缸57安装在左支撑板60上，左支撑板60安装在左滑座59上，左拉移油缸66连接于左支撑板60和左底板58之间，左滑座59与左底板58之间为滑动连接，上支撑板65的下端连接液压缸53，液压缸53的下端连接压板52，压板52压在煤壁65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53作用于压板52上、右液压缸55作用于右压板54上、左液压缸56作用于左压板57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50呈矩阵式分布于模拟煤壁51内，各三向内应力传感器50均可检测三个方向受力情况，并在数据处理与显示单元67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。
[0066]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，其特征在于: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； 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； 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； 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； 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； 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； 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1、松边链条张紧传感器I1、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1、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； 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，空槽上设有铰接于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所述的刨煤机综采成套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浇筑而成的煤岩混合物。
【专利摘要】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。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。
【IPC分类】G01M99/00
【公开号】CN204731038
【申请号】CN201520269310
【发明人】毛君, 郝志勇, 谢苗, 卢进南, 陈洪月, 田立勇, 张东升, 张强, 宋秋爽, 郝勇
【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10月28日
【申请日】2015年4月29日