链条张力传感器的制造方法
【专利说明】链条张力传感器
[0001]分案申请说明
[0002]本申请是申请日是2012年7月23日、申请号是201210257008.7、发明名称是“链条张力传感器”的中国发明专利申请的分案申请。
[0003]相关申请
[0004]该申请是在2011年11月15日提交的、在先提交的共同未决美国申请N0.13/297，067的部分继续申请，其为在2010年4月26日提交的、现在于2011年11月22日授权的美国专利N0.8，061，510的、在先提交的美国申请N0.12/767，411的部分继续申请，并且还要求在2011年7月22日提交的、在先提交的共同未决美国临时申请N0.61/510，839的权益，它们的全部内容均由此通过引用并入。
技术领域
[0005]本发明总体涉及开采装备，并且特别地涉及驱动链条输送机。进而更加具体地，该申请涉及一种用于感测链条输送机的刮板链条的张力的机构。
【背景技术】
[0006]输送机、诸如工作面铠装输送机是还包括截煤机和顶支撑件的集成长壁系统的一部分。当长壁系统一次一条(薄片)地从矿物块移除矿物时，在输送机上的负荷随着刀具沿着输送机移动而改变。输送机渐进地向前移动一个薄片从而将其自身重新定位以用于下一次切割。
[0007]由在输送机的每一个端部处的链轮驱动的连续链条和飞板杆组件沿着输送机的顶部沟槽拖曳被开采的矿物。更加具体地，输送机通常包括一对隔开的链条，其中飞板杆连接所述链条。在传送端处，矿物被排放到邻近的输送机上，同时连续链条进入底部沟槽，连续链条在底部沟槽处前进到返回端，在返回端处返回端鼓或者链轮颠倒链条的方向。
[0008]传统的长壁输送机通常或者以固定的总体长度运行或者可以装配有可移动的端部框架。通过向链条施加预张紧来控制在链条中的松弛量。预张紧防止链条延伸，从而减小产生的松弛量。
[0009]通过利用从互连磨损和从由于在链条上的负荷而发生的在链条中的拉伸产生的链条的增加长度，可延伸的端部框架可以被用于调节预张紧。能够通过监视在链条中的张紧量并且利用反馈环系统调节可移动的端部框架的位置而控制张力。
[0010]长壁系统的操作涉及构成输送系统的很多部件的、频繁的重新定位。保持装备与煤块共线是困难的，因为这些系统无任何可用的直接转向机构。通过调节输送机相对于煤块的位置以抵消装备逐渐地侧向蠕动的趋势，操作员必须依靠他们的经验。这导致工作面蠕变，并且，经常地操作员能够采用的唯一的纠正性动作是使得输送机从与煤块垂直偏离一些度数。该过程是缓慢的并且要求相当的技术。负荷的变化和输送系统的很多部件的重新定位导致链条张力的变化。
[0011]在某些操作情况中，链条和飞板杆组件的链条之一可能在顶部沟槽上损坏。未损坏的链条然后能够连同损坏的链条一起进入返回沟槽。单一链条能够允许在底部沟槽中的较低张力，该单一链条继续到达返回端并且然后到达返回端链轮之上。如果损坏的链条在顶部沟槽上未被识别出，则最可能地当链条的损坏部分接近排放区域时，第二链条也将失效。该另外的失效能够对相关装备引起损害。失效随后是延长的、用于进行修理的停机时间。损坏的链条的视觉识别是可能的，但是是靠不住的，因为链条被正被输送的矿物所覆盖。另外地，在大多数设施上，安全性要求禁止操作员邻近于输送机的返回端，这进一步降低了人工检测的可能性。
[0012]取自Bandy的美国专利N0.5，131，528的图1示意一种现有技术的刮板链条输送机。图1以简单的形式示意对于输送机装备环境的理解有必要的各种输送机元件。该输送机设备或者组件大体上由附图标记10示出并且包括被部分地以短划线轮廓示意的柔性输送机16的跨距分离的驱动鼓/链轮12和惰轮或者引导鼓/链轮14。如所描绘地，输送机16包括双输送机链条18和被附接到双链条18的多个隔开的飞板杆20。在输送机组件的运行期间，飞板杆20沿着下面的输送机盘21推动聚集材料，诸如开采的煤。输送机组件10通常与矿壁并置地定位，在该矿壁处，材料缝正被开采，以将材料运送到一端。该材料然后被转移到辅助输送机以进一步予以处置。
[0013]鼓/链轮12被适当地联接到输送机驱动马达22。马达22的运行引起链轮与双链条18相互啮合以推进输送机16。形成输送机组件10的“拼合框架”的第一部分的一对侧壁24用于以可旋转方式支撑鼓/链轮12。侧壁24被示意成被以伸缩方式与形成框架的第二部分的第二对侧壁26接合，并且该第二对侧壁26与侧壁24 —起构成前述拼合框架。大体上由附图标记48示意的伸缩接头允许框架部分相对于彼此移动。
[0014]惰轮鼓/链轮14被适当地安装用于在侧壁26之间进行旋转运动。在相邻侧壁24和26之间的在接头48处的相对运动引起在鼓/链轮12和14之间的距离相应地变化。依赖于支撑鼓/链轮相对于彼此的调节运动的方向，能够向双输送机链条18提供增加的或者减小的张力。为了提供该相对运动，组件10具有形式为一对液压缸28、30的张紧装置。每一个缸28、30均被安装在相邻的侧壁26上并且被固定于此。在其它实施例中(未示出)，能够仅使用单一的液压缸。缸28、30包括相应的活塞32、34，活塞中的每一个均被以任何已知的和便利的方式可操作地联接到侧壁24。
[0015]活塞32、34的运动引起由侧壁24代表的、输送机16的第一部分相对于第二部分和侧壁26纵向地移动，因此根据需要放松或者张紧链条18。活塞32和34的运动的控制由在图1中大体上由数字40标注的、传统的液压张紧控制电路实现。
[0016]如上所述，输送机链条18的一定张紧量对于输送机组件10的、正确的和有效率的操作是必要的。太小的张力可以引起输送机链条骑到链轮的齿上，并且最终变为脱离。相反，太大的张力可以引起输送机部件被过度压迫，从而增加在输送机设备的各种部件中的机械故障的风险。
[0017]取自Weigel等人的美国专利N0.7，117，989的图2示意一种用于控制在输送机中的刮板链条中的张力的现有技术机构。图2示出可以由驱动器(未示出)供以动力的可张紧的返回站51，该可张紧的返回站51形成工作面输送机的辅助驱动器并且辐条式链条轮52位于该可张紧的返回站51上。
[0018]所有的通道段70和机器框架51以及在可适用的情况下位于它们之间的任何中间或者过渡性通道均具有顶部沟槽54A和底部沟槽54B。在顶部沟槽54A中，借助于刮板20将所要输送的材料(例如煤)输送为远至主驱动器，并且在底部沟槽54B中，刮板返回至辅助驱动器。在顶部沟槽54A中的一直改变的负荷条件引起在输送机16的顶部沟槽54A和底部沟槽54B中的张力变化。
[0019]为了检测输送机16的张力，总体由60示意的传感器位于形成辅助驱动器的返回站51的框架上。该传感器具有带有弯曲滑动表面61的滑动本体或者传感器本体62，传感器本体62与轴63联接使得传感器本体62不能被转动，所述轴倾斜地延伸在链条输送机的机器框架51的顶部沟槽54A中的、用于刮板输送机16的输送槽和返回槽之上。轴63被支撑在轴承座64中，在返回站51的后侧端面处概略地示意了轴承座之一。传感器本体62的重量引起它的滑动表面61在测量区段的区域中直接地与刮板20的上端面或者与竖直链节57的上端面接触。同时，被支撑在轴承座64中使得它能够旋转的轴63形成测量轴，并且利用轴编码器65，测量轴63的相对位置并且因此还有被与其刚性地联接的传感器本体62的相对位置或者旋转位置可以被检测并且经由信号线路71而被传输到评价和控制单元72。根据轴编码器65的测量信号，评价和控制单元72然后经由信号线路75致动返回站51的张紧驱动器55。
[0020]在位于返回站51的顶部沟槽54A内的并且在于图中利用双箭头标记的点67和68之间延伸的在下面被称作测量区段的广阔区段中，刮板输送机16具有竖直游隙。换言之，沿着在顶部沟槽54A中的轨道在点67和点68之间，输送机16基本上能够沿着竖直方向即垂直于顶部沟槽73、74的底部自由地移动。
[0021]在所示实施例中，刮板链条带有最佳张力地行进，即，在测量区段中的某些链节被提升为稍微远离顶部沟槽74的底部。另一方面，当链条摇摆时，在测量区段的区域内且在机器框架的区域中的链节57、58和刮板59在每一个点处均与返回站51的顶部沟槽73或者74的底部接触，并且传感器本体62处于它的最大向下偏转状态。该状态由评价和控制装置72检测并且张紧驱动器55延伸。如果刮板输送机16的张力增加，则由于不存在限制性的引导和存在的竖直游隙(67或者68)，刮板输送机16的竖直和水平链节57、58与刮板59 一起可以在测量区段中更高地移动，这引起传感器本体62顺时针旋转并且该偏转将被轴编码器65检测到并且作为测量信号而被传输到评价和控制装置72。如果链条达到对应于紧链条的张力的预设张力，则由于传感器本体62的更大偏转，这直接地被轴编码器65检测到，并且评价和控制装置72然后通过信号线路75在某些情形中经由闭环控制算法致动张紧驱动器55，使得张紧缸56缩回以减小在刮板输送机16中的张力。
[0022]用于监视链条张力的其它机构包括在美国专利N0.5，505, 293中和在美国专利N0.4，657，131中示出的那些机构。
[0023]在某些现有构造中，负荷感测垫片位于可移动的端部框架中的顶部凸缘上的磨损条中。然而，这种定位将垫片暴露于摩擦引起的过热。这些负荷垫片还经受从经过负荷垫片的每一个飞板构件产生的全部冲击力。另外，在这种构造中，链条通常需要被设定为最高负荷以准确地测量当链条行进时产生的松弛量，并且在最高加载下设置张力增加了互连磨损，由此降低了链条的寿命。
【发明内容】
[0024]本公开的出发点是上述典型的长壁输送机，其中传送端被固定并且返回端具有伸缩滑动框架。本公开的目的可以是提供一种用于检测和调节刮板链条的张力的装置，该装置可靠地并且简单地确定张力。本公开的另一个目的可以是提供可靠地感测链条张力而在同时并不会不利地影响链