一种刮板输送机断链检测方法
【专利摘要】一种刮板输送机断链检测方法，属于刮板输送机的故障检测方法。在刮板输送机链轮若干轮齿最大受力面安装应变传感器，采集链轮轮齿受力面的应变，当刮板输送机某个链条发生断链时，与其啮合的链轮轮齿应变短时间内会发生突变，而与未发生断链链条啮合的链轮轮齿应变短时间内不会发生明显变化。通过对比与不同链条啮合的链轮轮齿受力面的应变变化，即可及时判定刮板输送机某个链条是否发生断链，从而采取必要的停机措施，避免所有链条断裂而造成设备严重损坏事故。本发明所述方法简单易行，灵敏度、准确性高，不仅可以判断刮板输送机是否发生断链，而且可以判断具体哪根链条发生断链，具有广泛的实用性。
【专利说明】一种刮板输送机断链检测方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种刮板输送机的故障检测方法，尤其是一种刮板输送机断链检测方法。
【背景技术】
[0002]刮板输送机广泛应用于矿井综采、港口运输等，通过链轮链条啮合实现链轮传动系统运作，是利用挠性牵引机构连续运输的装备。在刮板输送机实际工况中，刮板链受自身材质、磨损、腐蚀等条件影响，承受巨大冲击载荷作用，易磨损、断裂，一旦发生载荷分布不均，极易发生断链事故。断链事故是刮板输送机发生较多的事故，约占刮板输送机事故发生总数的52.2%，严重影响刮板输送机安全运行。针对不同用途的刮板输送机断链检测，尤其是矿井刮板输送机，工作环境恶劣，粉尘多，难以采用诸如光学变形检测、超声波裂纹检测等手段对链条状态进行评估，因此刮板输送机断链检测一直是一个技术难题。目前，已有刮板输送机断链检测技术主要采用驱动电机电流检测法和张紧液压缸压力检测法。这两种方法仅局限于对链条全部断裂状态进行检测；对于仅有部分链条断裂的情况，电机电流和液压缸压力不会有明显变化，这种两种方法均无法进行有效检测。刮板输送机发生断链时，往往是一根链条首先断裂，然后导致其他链条的受力突然增大，超过许用值，引起其他链条相继断裂；链条断裂会形成较大的反弹力，带动刮板反弹，对设备造成严重损坏。因此，为了避免断链造成刮板输送机损坏，要在一根链条发生断裂时就能够检测出来，并做出合理的应急措施，这是现有技术难以实现的。
【发明内容】
[0003]技术问题:本发明的目的是克服已有检测技术的不足，提供一种简单易行、灵敏度高、准确性高的刮板输送机断链检测方法，不仅可以实时检测出刮板输送机是否发生链条断裂，而且可以正确判断哪根链条发生断裂，在链条全部断裂前，发出报警信号，进行停机。
[0004]技术方案:本发明的刮板输送机断链检测方法，其步骤如下:
[0005](1)在刮板输送机与不同链条啮合的链轮上选择相同相位的轮齿，根据链轮轴的旋转方向，通过受力分析判断出轮齿的最大应变区，然后，将应变传感器贴于相同相位轮齿齿面受力变形最大的位置，应变传感器可随链轮一起转动；
[0006](2)在刮板输送机运行过程中，通过应变传感器采集与不同链条啮合的链轮轮齿受力面的应变，无线传输装置可将所有检测到的应变传输到信号分析装置，信号分析装置可实时计算两侧链轮轮齿受力面的应变变化率A (% )和判断轮齿受力面的应变是否突变，并将分析结果通过线缆传递到服务器，再传递到上位机进行进一步分析判断；供电装置用于应变传感器、信号分析装置和无线传输装置的供电；
[0007](3)上位机实时比较与不同链条啮合的链轮轮齿受力面应变变化率％(% )，与所设定应变变化率阀值Λ (%)之间的关系；若在每10s内的任意时刻出现wpji，且其他轮齿受力面应变增大或其他轮齿的Iffi <10%,则可判定刮板输送机上与应变在10s内突然减小Λ(%)以上的轮齿啮合的刮板链发生了断链。
[0008]有益效果:由于刮板输送机每根链条均与一个链轮哨合，每个链轮轮齿的应变也就直接反映了链条的受力情况，当某根链条发生断链时，对应链轮的受力会发生突变，轮齿应变也就会发生突变，而其他暂未发生断链的链轮轮齿应变不会明显变化。与已有技术相t匕，本发明通过应变传感器测量与不同链条啮合的链轮轮齿受力面的应变，手段更加直接，灵敏度更高，准确性更高，不仅可以及时检测出刮板输送机是否发生链条断裂，而且可以判断是哪根链条发生断裂，可以在链条全部断裂前，发出报警信号，进行停机来修复链条。本发明避免了刮板输送机链条全部断裂引起的设备严重损坏和经济损失。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1为本发明的刮板链断链检测流程图。
[0010]图2为本发明的一种实施方案原理图。
[0011]图3为本发明的固定装置内的元件组成图。
[0012]图中:1、受力区、2、应变传感器线缆；3、应变传感器；4、固定装置；5、信号处理系统；6、第一链轮；7、链轮轮轴；8、第二链轮。
【具体实施方式】
[0013]下面结合附图对本发明的一个实施例作进一步的描述:
[0014]断链检测方法步骤如下:
[0015](1)在刮板输送机与不同链条啮合的链轮上选择相同相位的轮齿，根据链轮轴的旋转方向，通过受力分析判断出轮齿的最大应变区，然后，将应变传感器贴于相同相位轮齿齿面受力变形最大的位置，应变传感器可随链轮一起转动；
[0016](2)在刮板输送机运行过程中，通过应变传感器采集与不同链条啮合的链轮轮齿受力面的应变，无线传输装置可将所有检测到的应变传输到信号分析装置，信号分析装置可实时计算两侧链轮轮齿受力面的应变变化率A (% )和判断轮齿受力面的应变是否突变，并将分析结果通过线缆传递到服务器，再传递到上位机进行进一步分析判断；供电装置用于应变传感器、信号分析装置和无线传输装置的供电；
[0017](3)上位机实时比较与不同链条啮合的链轮轮齿受力面应变变化率％(% )，与所设定应变变化率阀值Λ (%)之间的关系；若在每10s内的任意时刻出现wpji，且其他轮齿受力面应变增大或其他轮齿的| Wi <10%,则可判定刮板输送机上与应变在10s内突然减小Λ(%)以上的轮齿啮合的刮板链发生了断链。
[0018]实施例:如图1所示，本发明的刮板输送机断链检测方法，若干组应变传感器贴于与不同链条啮合的链轮轮齿根部，用于采集轮齿的应变。断链检测系统检测流程如下:
[0019](1)初始化断链检测系统，通过上位机设置应变变化率阀值Λ (% )，可取Λ =40% ；
[0020](2)应变传感器采集轮齿应变，并由无线传输装置将应变信号传输至信号分析装置；
[0021](3)信号分析装置实时计算链轮轮齿应变变化率1(% )，并将分析结果传输至上位机；
[0022](4)上位机进行判断:若在每10s内的任意时刻出现WAJi，且其他轮齿受力面应变增大或其他轮齿的Iw」〈10%，则可判定刮板输送机上与应变在10s内突然减小Λ(% )以上的轮齿啮合的刮板链发生了断链；当检测到发生了断链时，上位机立即发生动作，预警并停机处理，否则上位机不发生动作，循环执行检测过程。
[0023]图2为本发明的一种实施方案原理图。以边双链刮板输送机为例阐述本发明的一种实施方式。边双链刮板输送机链轮链窝位置变形最大，按图2所示方向旋转的链轮组件，其受力区1为阴影部分，本发明将应变传感器3贴于如图所示相同相位的第一链轮6、第二链轮8轮齿根部，以防止应变传感器受损且便于应变传感器贴片。以一组应变传感器布线为例。为了有效避免垂直于链轮轴方向的立式链条引起线缆破坏，应变传感器线缆2从链轮轮齿间横链槽的中部引出，并在链轮轴上通过轴向凹槽导引，最终连接到链轮轴轴端的固定装置4内部的数据采集仪上。如图3所示，固定装置4中配有数据采集仪、无线路由器和供电装置，供电装置为数据采集仪和无线路由器供电。数据采集仪采集应变传感器3传来的应变信号并进行转换，然后通过固定装置4内的无线路由器进行信号发射。位于信号处理系统5中的无线路由器接收来自固定装置4的无线信号，并将其传送给信号分析装置进行分析。信号分析装置实时计算两侧链轮轮齿受力面的应变变化率A (% )和判断轮齿受力面的应变是否突变，并将分析结果通过线缆传递到服务器。位于信号处理系统5的上位机实时对存储在服务器中的数据进行进一步分析判断。上位机实时比较存储在服务器中的来自信号分析装置的分析结果(与不同链条啮合的链轮轮齿受力面应变变化率1(% ))，与所设定的应变变化率阀值Λ (% )之间的关系；若在每10s内的任意时刻出现，且其他轮齿受力面应变增大或其他轮齿的| Wi |〈10%，则可判定刮板输送机上与应变在10s内突然减小1(%)以上的轮齿啮合的刮板链发生了断链。当检测到发生断链时，上位机还可及时采取停机措，防止所有链条断裂引起重大安全事故。
【权利要求】
1.一种刮板输送机断链检测方法，其特征在于:其步骤如下: (1)在刮板输送机与不同链条啮合的链轮上选择相同相位的轮齿，根据链轮轴的旋转方向，通过受力分析判断出轮齿的最大应变区，然后，将应变传感器贴于相同相位轮齿齿面受力变形最大的位置，应变传感器可随链轮一起转动； (2)在刮板输送机运行过程中，通过应变传感器采集与不同链条啮合的链轮轮齿受力面的应变，无线传输装置可将所有检测到的应变传输到信号分析装置，信号分析装置可实时计算两侧链轮轮齿受力面的应变变化率[(%)和判断轮齿受力面的应变是否突变，并将分析结果通过线缆传递到服务器，再传递到上位机进行进一步分析判断；供电装置用于应变传感器、信号分析装置和无线传输装置的供电； (3)上位机实时比较与不同链条啮合的链轮轮齿受力面应变变化率&(%)，与所设定的应变变化率阀值Λ (%)之间的关系；若在每10s内的任意时刻出现rp/i，且其他轮齿受力面应变增大或其他轮齿的IA I〈10%，则可判定刮板输送机上与应变在10s内突然减小A(%)以上的轮齿啮合的刮板链发生了断链。
【文档编号】B65G43/06GK104229427SQ201410503491
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年9月26日 优先权日:2014年9月26日
【发明者】李伟, 朱真才, 邱明权, 张行, 周公博, 卢昊, 曹国华, 沈刚, 彭玉兴 申请人:中国矿业大学