一种用于采煤机摇臂的油质监测系统的制作方法

本实用新型属于矿山设备技术领域，具体地说涉及一种用于采煤机摇臂的油质监测系统。

背景技术：

采煤机是煤矿中重要的采煤设备，采煤机依靠摇臂上的切割刀具切割原煤，摇臂内减速装置一旦出现故障，很容易导致采煤机整体停机，影响生产进程。

现有技术中，采煤机的摇臂内设置有第一齿轮和第二齿轮，第一齿轮位于摇臂上靠近切割刀具的一端(摇臂低速区)，第二齿轮位于摇臂上远离切割刀具的一端(摇臂高速区)，在开采顶煤时，第一齿轮位于第二齿轮的上部，第一齿轮润滑不充分，需要第二齿轮旋转带动润滑油飞溅至第一齿轮上进行润滑；当采煤机开采底煤时，第二齿轮位于第一齿轮的上部，第二齿润滑不充分，需要第一齿轮旋转带动润滑油飞溅至第二齿轮上进行润滑。在以上润滑的过程中，操作人员需要不间断地从齿轮箱内取样测试润滑油的油质，以保证润滑油质量的可靠性。但是，人工取样后检测所需时间长，增加了化验检测周期，且频繁取样容易污染润滑油。

技术实现要素：

针对现有技术的种种不足，为了解决上述问题，现提出一种用于采煤机摇臂的、可实时在线监测油质及判断设备磨损或故障的油质监测系统。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种用于采煤机摇臂的油质监测系统，包括信号采集单元、控制器和显示屏，所述信号采集单元位于摇臂上，所述控制器分别与信号采集单元、显示屏通讯连接；

所述信号采集单元包括摇臂倾角传感器、振动传感器、金属磨粒传感器Ⅰ、金属磨粒传感器Ⅱ和流体特性传感器，所述摇臂靠近切割刀具的一端为摇臂低速区，其远离切割刀具的一端为摇臂高速区，位于摇臂低速区和摇臂高速区之间为摇臂中速区，所述摇臂倾角传感器、振动传感器、金属磨粒传感器Ⅰ均位于摇臂高速区，所述流体特性传感器位于摇臂中部，所述中部位于摇臂低速区和摇臂高速区之间，所述金属磨粒传感器Ⅱ位于摇臂低速区。

进一步，所述振动传感器通过电流变送器与控制器通讯连接，其用于检测摇臂高速区内齿轮的振动幅度，以监测采煤机运行状态是否良好、振幅线性度是否在安全范围，振动传感器采集的振动信号通过电流变送器转换为电流信号输送给控制器模拟输入引脚。

进一步，所述金属磨粒传感器Ⅰ、金属磨粒传感器Ⅱ用于测量流经其的液体单位体积内金属颗粒数，可测量最小直径为125μm的颗粒，且两者分别通过485总线向控制器发送信号。

进一步，当所述摇臂倾角传感器测量出的摇臂角度大于0°时，金属磨粒传感器Ⅰ测量出的数据有效；反之，当摇臂角度小于0°时，金属磨粒传感器Ⅱ测量出的数据有效。

进一步，所述流体特性传感器用于测量流经其的润滑油的温度、粘度、密度、介电常数，保证摇臂举起到落下时其内部均有润滑油流过，其通过CAN总线向控制器发送数据。

进一步，所述控制器为采煤机控制器，其内部集成有WiFi芯片，且所述WiFi芯片通过路由器与远程控制终端连接，所述显示屏集成于采煤机电控箱上。

进一步，所述显示屏为采煤机显示屏，所述显示屏上增设摇臂油质监测功能块，控制器将信号采集单元采集的数据上传并实时显示在显示屏。

本实用新型的有益效果是：

在与采煤机共用控制器和显示屏的基础上，增设摇臂油质监测功能块和信号采集单元，以实现摇臂润滑油油质监测，且监测结果及数据可在显示屏中直观的显示出来，简化润滑油监测操作，自动化程度高，为换油提供科学依据，同时，用户根据监测结果及数据可实时监测设备运行状况，确定维修工期，减少维修时间，维护采煤机的正常运行，降低风险。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图；

图2是信号采集单元的安装位置示意图。

附图中：1-摇臂、2-控制器、3-振动传感器、4-电流变送器、5-摇臂倾角传感器、6-金属磨粒传感器Ⅰ、7-金属磨粒传感器Ⅱ、8-流体特性传感器、9-显示屏、10-摇臂高速区、11-摇臂低速区。

具体实施方式

为了使本领域的人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合本实用新型的附图，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整的描述，基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其它类同实施例，都应当属于本申请保护的范围。此外，以下实施例中提到的方向用词，例如“上”“下”“左”“右”等仅是参考附图的方向，因此，使用的方向用词是用来说明而非限制本发明创造。

下面结合附图和较佳的实施例对本实用新型作进一步说明。

实施例一：

参考图1-图2所示，一种用于采煤机摇臂的油质监测系统，包括信号采集单元、控制器2和显示屏9，所述控制器2分别与信号采集单元、显示屏9通讯连接，其中，所述控制器2为采煤机控制器，所述显示屏9为采煤机显示屏，也就是说，油质监测系统与采煤机共用控制器和显示屏，不需要额外增设，节约成本。

所述信号采集单元位于摇臂1上，其中，所述摇臂1靠近切割刀具的一端为摇臂低速区11，其远离切割刀具的一端为摇臂高速区10。具体的，信号采集单元包括摇臂倾角传感器5、振动传感器3、金属磨粒传感器Ⅰ6、金属磨粒传感器Ⅱ7和流体特性传感器8，其中，所述摇臂倾角传感器5、振动传感器3、金属磨粒传感器Ⅰ6均位于摇臂高速区10，所述流体特性传感器8位于摇臂中部，所述中部位于摇臂低速区11、摇臂高速区10之间，所述金属磨粒传感器Ⅱ7位于摇臂低速区11。

所述振动传感器3通过电流变送器4与控制器2通讯连接，其用于检测摇臂高速区10内齿轮的振动幅度，以监测采煤机运行状态是否良好、振幅线性度是否在安全范围，振动传感器3采集的振动信号通过电流变送器4转换为电流信号输送给控制器2模拟输入引脚。所述金属磨粒传感器Ⅰ6、金属磨粒传感器Ⅱ7用于测量流经其的液体单位体积内金属颗粒数，可测量最小直径为125μm的颗粒，且两者分别通过485总线向控制器2发送信号。摇臂倾角传感器5用来测量摇臂1当前倾角，通过电压信号输入给控制器2。当所述摇臂倾角传感器5测量出的摇臂角度大于0°时，金属磨粒传感器Ⅰ6测量出的数据有效；反之，当摇臂角度小于0°时，金属磨粒传感器Ⅱ7测量出的数据有效。所述流体特性传感器8用于测量流经其的润滑油的温度、粘度、密度、介电常数，保证摇臂1举起到落下时其内部均有润滑油流过，其通过CAN总线向控制器2发送数据。

此外，控制器2其内部集成有WiFi芯片，所述显示屏9集成于采煤机电控箱上，远程控制终端通过网址无线连接WiFi芯片，写入SSID和密码，连接建立后，WiFi芯片连接到路由器，远程控制终端连接到无线路由器，并安装和运行虚拟串口程序，实现远程控制终端与显示屏9通信。控制器2用来接收处理信号采集单元的输入信号，并用公式转换成所测参数值及判断摇臂1振幅及其范围、单位时间内通过的磨损金属颗粒统计及趋势分析、相应温度下润滑油粘度、密度、介电常数是否达标，超出时均判定为报警并往显示屏9发送相关信息进行显示和监控，如报警种类、数值、可能故障原因等。所述显示屏9上增设摇臂油质监测功能块，用鼠标点击或用遥控操作即可进入油质监测系统，控制器2通过485总线传输摇臂角度、单位时间内流经管路金属磨粒数、振幅、润滑油温度及其粘度、密度、介电常数至显示屏9并实时显示。显示屏9上包含有各参数曲线界面，并在曲线中显示红色报警线，可直观看到参数变化及其是否超出报警界限，同时，显示屏9上还包含有各参数报警界面对报警事项详细分析。

以上已将本实用新型做一详细说明，以上所述，仅为本实用新型之较佳实施例而已，当不能限定本实用新型实施范围，即凡依本申请范围所作均等变化与修饰，皆应仍属本实用新型涵盖范围内。