CN104609133A - 一种用于刮板运输机中部槽中板磨损的检测系统及其检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于刮板运输机中部槽中板磨损的检测系统及其检测方法，包括物料箱、皮带运输机和磨损检测装置；物料箱的底端设置有落料口，皮带运输机贯穿物料箱，磨损检测装置设置在待检测的刮板运输机中部槽上，将待检测的刮板运输机中部槽放置于物料箱底端落料口的下方，通过皮带运输机将物料运输到物料箱内，物料通过落料口落入到刮板运输机中部槽内，在检测过程中，通过磨损检测装置实现对中部槽中板磨损量的检测。该检测系统利用大小活塞的面积变换实现小位移到大位移的转变，可以简单有效的找到中部槽中板磨损量最大的位置并进行精确的测量，为中部槽中板工作过程中的磨损提供了可靠的测试手段。

Description

一种用于刮板运输机中部槽中板磨损的检测系统及其检测方法

技术领域

本发明涉及一种用于刮板运输机中部槽中板磨损的检测系统及其检测方法，属于刮板运输机辅助设备技术领域。

背景技术

目前，刮板运输机被广泛应用于煤矿井下作业，刮板运输机是煤矿企业中使用最广、磨损破坏最为严重的设备之一。其中，中部槽是刮板输送机的重要组成部分，由槽帮钢、中板、连接销组焊而成，中部槽与中部槽之间通过连接销实现纵向连接。

作为主要的磨损部件，刮板运输机中部槽中板的磨损是导致刮板运输机中部槽废弃的主要原因,中部槽中板的磨损失效给煤矿生产造成的损失十分严重。如何对刮板运输机中部槽中板的磨损情况进行检测，并建立损伤试验数据库，这对于刮板运输机中部槽中板的设计和制造均具有重要的指导意义，目前未见有针对中部槽中板的磨损检测方法与检测装置的报道。

因此，亟需设计一种针对刮板运输机中部槽中板磨损检测的检测系统和检测方法。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种用于刮板运输机中部槽中板磨损的检测系统。

本发明还提供上述用于刮板运输机中部槽中板磨损的检测系统的检测方法。

本发明的技术方案如下：

一种用于刮板运输机中部槽中板磨损的检测系统，所述检测系统包括物料箱、皮带运输机和磨损检测装置；

所述物料箱呈倾斜设置，所述物料箱的底端设置有落料口，所述皮带运输机贯穿于所述的物料箱，所述磨损检测装置设置在待检测的刮板运输机中部槽上，将待检测的刮板运输机中部槽放置于所述物料箱底端落料口的下方；

所述磨损检测装置包括移动滑块、导向立柱、导向横梁、连接滑块和检测器，所述导向立柱贯穿设置于所述的导向横梁上，所述导向立柱的一端与所述的移动滑块固定连接，所述连接滑块设置在导向横梁上，所述检测器与连接滑块的一侧固定连接，所述检测器与刮板运输机的中部槽中板相接触；

通过皮带运输机将物料运输到物料箱内，物料通过物料箱底端的落料口落入到刮板运输机中部槽内；在检测过程中，通过检测器上下的位移量实现对刮板运输机的中部槽中板磨损量的检测。

优选的，所述检测器包括本体、小活塞、与小活塞连为一体的小活塞杆、弹簧、大活塞和与大活塞连为一体的检测头；所述本体包括一贯穿本体的通腔，所述通腔包括上部分的小腔和下部分的大腔，在所述小腔内由上至下依次设置所述的小活塞杆和小活塞，在所述大腔内由上至下依次设置所述的弹簧、大活塞和检测头，所述通腔内充有液压油。

优选的，所述小活塞杆上和小腔外表面均设置刻度值。此设计的优点在于，通过小活塞杆自身的刻度值方便观察记录小活塞杆上下活动的位移量；在小腔外表面标记刻度值，通过与连接滑块的相对位置变化，可以很方便地调节整个检测器的位置高度。

优选的，所述物料箱设置成上端敞口的长方形箱体，所述长方形箱体的箱底上设置有通道和所述的落料口，所述通道供所述的皮带运输机穿过。

进一步优选的，所述通道包括垂直于箱底的通道壁，所述通道壁的上端设置成锥形。此设计的优点在于，当皮带运输机的物料落入到物料箱内时，物料在下滑到物料箱底端出料口的过程中，通道壁上端的锥形结构设计有利于物料的下滑，避免通道壁阻挡物料滞留在物料箱内。

优选的，所述物料箱与水平面的夹角为25度至30度。此设计的优点在于，物料箱倾斜设置，有利于物料依靠自身重力下滑，实现物料持续不断地落入到刮板运输机的中部槽内。

优选的，所述检测系统还包括支撑架和支撑平台，所述支撑架用以支撑皮带运输机和物料箱，所述支撑平台用以水平放置待检测的刮板运输机中部槽。

优选的，所述连接滑块的一侧固定设置环形抱箍，所述检测器贯穿所述的环形抱箍与连接滑块的一侧固定连接。此设计的优点在于，通过环形抱箍用以固定夹紧检测器，方便上下调节检测器的位置高度，以适应不同规格的待检测刮板运输机中部槽。

优选的，所述移动滑块的一侧设置有开口，所述移动滑块通过所述的开口设置在刮板运输机中部槽旁侧的导轨上。

一种用于刮板运输机中部槽中板磨损的检测系统的检测方法，包括以下步骤，

(1)将刮板运输机中部槽放置在支撑平台上，并使刮板运输机中部槽的末端位于物料箱底端的出料口正下方，刮板运输机中部槽的前端位于皮带运输机的正上方；

(2)将磨损检测装置上的移动滑块通过所述的开口设置在刮板运输机中部槽旁侧的导轨上，使检测器的检测头与中板接触后，通过环形抱箍调节检测器的位置高度，使检测器内的弹簧处于完全压缩状态，此时锁紧环形抱箍以固定检测器，并记录下此时小活塞杆露出小腔的刻度值L₁以及小腔相对连接滑块的位置高度T₁，然后松开环形抱箍向上提起检测器使检测头与中板分离；

(3)启动皮带运输机和刮板运输机的刮板链，通过皮带运输机运输物料，物料到达皮带运输机顶端后落入物料箱，物料滑落到物料箱底端，通过物料箱底端的出料口落入到刮板运输机中部槽内，通过刮板链循环运行带动物料沿着中部槽移动；

(4)在刮板运输机刮板链持续运转的过程中，刮板运输机中部槽内的物料到达前端时落入到皮带运输机上，物料再次由皮带运输机进入到物料箱内，以此形成物料循环；在进行检测时，刮板运输机刮板链停止运转，取下刮板并清理中板，松开环形抱箍落下检测器使小腔相对连接滑块的位置高度为初始位置高度T₁，此时检测头与中板接触，记录下此时小活塞杆露出小腔的刻度值L₂；

(5)在已知大活塞工作面面积和小活塞工作面面积的情况下，根据公式

$M=\frac{(L_2-L_1)A_2}{A_1}$

计算出中部槽中板该位置的磨损量，其中：M为中部槽中板该位置的磨损量，A₁为大活塞工作面面积，A₂为小活塞工作面面积，L₁为小活塞杆初始位置的刻度值，L₂为小活塞杆检测时位置的刻度值。

本发明的有益效果在于：

1、本发明检测系统及其检测方法，利用大小活塞的面积变换实现小位移到大位移的转变，可以简单有效的找到中部槽中板磨损量最大的位置并进行精确的测量，从而为中部槽中板工作过程中的磨损提供了可靠的测试手段。

2、本发明检测系统及其检测方法针对不同煤层的地质条件提供的不同物料进行试验，可以得到不同工作环境下刮板运输机中部槽中板的磨损程度，为复杂服役环境下刮板运输机中部槽中板损伤数据库的构建提供了数据基础。

3、本发明检测系统设计构思巧妙，结构简单，安装使用方便，作用明显，效果显著，其检测方法简单易行，操作方便，检测结果准确可靠，对于刮板运输机中部槽中板的设计和制造均具有重要的指导意义。

附图说明

图1为本发明检测系统各部分的位置结构关系示意图；

图2为本发明中磨损检测装置的结构示意图；

图3为本发明中检测器的剖视图；

图4为本发明中磨损检测装置在刮板运输机中部槽上的安装位置示意图；

图5为本发明中物料箱的结构俯视图；

图6为待检测的刮板运输机中部槽的结构俯视图。

其中：1、物料箱，2、皮带运输机，3、支撑架，4、支撑平台，5、刮板运输机中部槽，6、移动滑块，7、导向立柱，8、导向横梁，9、连接滑块，10、检测器，11、导轨，12、小活塞杆，13、小腔，14、小活塞，15、弹簧，16、大腔，17、检测头，18、大活塞，19、落料口，20、通道，21、被测刮板运输机中部槽中板，22、刮板，23、驱动电机。

具体实施方式

下面通过实施例并结合附图对本发明做进一步说明，但不限于此。

实施例1：

本发明提供一种用于刮板运输机中部槽中板磨损的检测系统，所述检测系统包括物料箱1、皮带运输机2和磨损检测装置；

物料箱1呈25度倾角设置，物料箱1设置成上端敞口的长方形箱体，长方形箱体的箱底上开设有落料口和通道，落料口设置在箱底的最低端，通道设置在箱底的上半部分，通道供所述的皮带运输机2穿过，皮带运输机2通过通道贯穿物料箱后与水平面呈倾斜设置。为了增加皮带运输机2和物料箱1的稳定性，使用一铁制支撑架3用以支撑皮带运输机和物料箱。

将待检测的一节刮板运输机中部槽5水平放置在一支撑平台4上，并将待检测的刮板运输机中部槽5的一端放置于所述物料箱1底端落料口的下方，刮板运输机中部槽5的另一端位于皮带运输机2底端的上方。

磨损检测装置包括移动滑块6、导向立柱7、导向横梁8、连接滑块9和检测器10，导向立柱7贯穿设置于所述的导向横梁8上，导向立柱7的一端与所述的移动滑块6固定连接，连接滑块9设置在导向横梁8上实现在导向横梁8上左右移动，检测器10与连接滑块9的一侧固定连接，检测器10的末端直接与中板表面接触，通过导向横梁8在导向立柱7上上下移动和连接滑块9在导向横梁8上的左右移动，可以实现检测器10的上下左右移动。移动滑块6的一侧设置有开口，移动滑块通过该开口扣在刮板运输机中部槽旁侧的导轨11上，磨损检测装置通过开口在导轨上移动可以相应地调整检测器10与中板接触的位置。

检测器10作为核心检测部件，主要包括本体、小活塞14、与小活塞连为一体的小活塞杆12、弹簧15、大活塞18和与大活塞连为一体的检测头17；本体的外形设置成具有台肩的长圆柱体，即长圆柱体包括下部分的大圆柱体和上部分的小圆柱体，在长圆柱体的中轴线上设置一贯穿整个长圆柱体的通腔，且要求小圆柱体部分的通腔的直径小于大圆柱体部分的通腔的直径，即通腔包括上部分的小腔13和下部分的大腔16，在所述小腔内由上至下装配所述的小活塞杆12和小活塞14，小活塞杆12上设有刻度值且小活塞杆12有一部分暴露在通腔外面，在小腔13的外表面也设置刻度值，以便调节小腔与连接滑块的相对位置，进而实现整个检测器位置高度的调节。在所述大腔内由上至下装配所述的弹簧15、大活塞18和检测头17，检测头17暴露在通腔外面直接与中板的表面接触。整个通腔为密封结构设计，通腔内充有液压油。

通过皮带运输机2沿B方向运转将物料运输到物料箱1内，物料通过物料箱1底端的落料口落入到刮板运输机中部槽5内，在驱动电机23驱动刮板运输机刮板22沿A方向运行的过程中，检测头10与被测刮板运输机中部槽中板21表面直接接触，在试验过程中，当中部槽的中板发生磨损后，在弹簧的作用下，检测头的位置高度会发生变化，通过对检测头的位置高度(距离的测量)实现中部槽中板磨损量的测量。

该检测器利用大小活塞的面积变换实现小位移到大位移的转变，例如，设计时，将大活塞工作面面积设计成小活塞工作面面积的四倍，小活塞杆的运动距离就是检测头实际运动距离的四倍，从而实现小位移到大位移的转换，通过小活塞杆上的刻度值用肉眼就可以进行观察和记录，从而实现了简单而精确的测量。

实施例2：

本发明提供一种用于刮板运输机中部槽中板磨损的检测系统，结构如实施例1所述，其不同之处在于：物料箱1与水平面的夹角为30度。

通道20包括垂直于箱底的通道壁，通道壁的上端设置成锥形或三角形，通道壁各个拐角的连接处均成光滑过渡。这样设计的好处是，当皮带运输机2的物料落入到物料箱1内时，物料在下滑到物料箱1底端出料口的过程中，通道壁上端的锥形结构或三角形结构的设计有利于物料的下滑，避免通道壁阻挡物料滞留在物料箱内。

实施例3：

本发明提供一种用于刮板运输机中部槽中板磨损的检测系统，结构如实施例1所述，其不同之处在于：在开始检测前，为了方便快速调节检测器10的检测头17高度，以达到使检测头17快速与中板表面接触的目的，在连接滑块9的一侧焊接设置环形抱箍，环形抱箍的开口通过螺栓进行连接，检测器贯穿所述的环形抱箍后通过上紧螺塞来固定住检测器，使检测器与连接滑块的一侧固定连接。通过松放螺栓可以快速调节检测器10的高度，以适应不同规格的待检测刮板运输机中部槽。

实施例4：

一种用于刮板运输机中部槽中板磨损的检测系统的检测方法，包括以下步骤，

(1)将刮板运输机中部槽5水平放置在支撑平台4上，并使刮板运输机中部槽5的末端位于物料箱1底端的出料口正下方，刮板运输机中部槽5的前端位于皮带运输机2底端的正上方；

(2)将磨损检测装置上的移动滑块6通过所述的开口设置在刮板运输机中部槽旁侧的导轨11上，使检测器的检测头17与中板21接触后，通过环形抱箍调节检测器10的位置高度，使检测器10内的弹簧处于完全压缩状态，此时锁紧环形抱箍以固定检测器10，并记录下此时小活塞杆12露出小腔的刻度值L₁以及小腔相对连接滑块9的位置高度T₁，然后松开环形抱箍向上提起检测器10使检测头17与中板21分离；

(3)启动皮带运输机2和刮板运输机中刮板链，通过皮带运输机2运输物料，通过皮带运输机2沿B方向运转运输物料，物料到达皮带运输机2的顶端后落入物料箱1，物料滑落到物料箱1底端，通过出料口落入到刮板运输机中部槽5内，通过刮板链循环运行带动物料沿着中部槽移动；

(4)在刮板运输机刮板链持续运转的过程中，刮板运输机中部槽5内的物料到达前端时落入到皮带运输机2上，物料再次由皮带运输机2进入到物料箱1内，以此形成物料循环；在进行检测时，皮带运输机2和刮板运输机刮板链停止运转，取下刮板22，清理中板21，松开环形抱箍落下检测器10使小腔13相对连接滑块9的位置高度为初始位置高度T₁，此时检测头17与中板21接触，记录下此时小活塞杆12露出小腔的刻度值L₂；

(5)在已知大活塞18工作面面积和小活塞14工作面面积的情况下，根据公式

$M=\frac{(L_2-L_1)A_2}{A_1}$

计算出中部槽中板该位置的磨损量，其中：M为中部槽中板的磨损量，A₁为大活塞工作面面积，A₂为小活塞工作面面积，L₁为小活塞杆初始位置的刻度值，L₂为小活塞杆检测时位置的刻度值。

在实际检测过程中，为保证整个系统的循环运行和后续测量的精确性，应注意以下几点：

a.皮带运输机的物料回运速度大于或等于落料口的落料速度以保证落料的连续性和记录的准确性；

b.刮板运输机和皮带运输机的护帮能保证物料不会在运输过程中有溅落；

c.皮带运输机的上端与物料箱不发生干涉且能保证物料不会溅落；

d.驱动电机供电的稳定性。

此检测方法简单可行，易于操作，便于观察和记录，且检测结果准确可靠，为中部槽中板工作过程中的磨损检测提供了可靠的测试手段。

实施例5：

为考量整个中板的磨损情况，可根据实施例4所述的步骤对中板多个不同位置进行磨损量的检测，然后取其多个位置的磨损量平均值以获得整个中板的磨损情况。例如：通过移动移动滑块6在导轨11上的5个不同位置W₁、W₂、W₃、W₄、W₅，按照实施例4所述的步骤分别测量W₁、W₂、W₃、W₄、W₅位置时的中板磨损量M₁、M₂、M₃、M₄、M₅，最后求得M₁、M₂、M₃、M₄、M₅的算术平均值，通过该算术平均值即可了解到该中板的整体磨损情况。通过增加检测点的样本取样，可进一步提高对中板整体磨损情况的检测精度。

Claims (10)

1.一种用于刮板运输机中部槽中板磨损的检测系统，其特征在于，所述检测系统包括物料箱、皮带运输机和磨损检测装置；

所述物料箱呈倾斜设置，所述物料箱的底端设置有落料口，所述皮带运输机贯穿于所述的物料箱，所述磨损检测装置设置在待检测的刮板运输机中部槽上，将待检测的刮板运输机中部槽放置于所述物料箱底端落料口的下方；

所述磨损检测装置包括移动滑块、导向立柱、导向横梁、连接滑块和检测器，所述导向立柱贯穿设置于所述的导向横梁上，所述导向立柱的一端与所述的移动滑块固定连接，所述连接滑块设置在导向横梁上，所述检测器与连接滑块的一侧固定连接，所述检测器与刮板运输机的中部槽中板相接触；

通过皮带运输机将物料运输到物料箱内，物料通过物料箱底端的落料口落入到刮板运输机中部槽内；在检测过程中，通过检测器上下的位移量实现对刮板运输机的中部槽中板磨损量的检测。

2.如权利要求1所述的用于刮板运输机中部槽中板磨损的检测系统，其特征在于，所述检测器包括本体、小活塞、与小活塞连为一体的小活塞杆、弹簧、大活塞和与大活塞连为一体的检测头；所述本体包括一贯穿本体的通腔，所述通腔包括上部分的小腔和下部分的大腔，在所述小腔内由上至下依次设置所述的小活塞杆和小活塞，在所述大腔内由上至下依次设置所述的弹簧、大活塞和检测头，所述通腔内充有液压油。

3.如权利要求2所述的用于刮板运输机中部槽中板磨损的检测系统，其特征在于，所述小活塞杆上和小腔外表面均设置刻度值。

4.如权利要求1所述的用于刮板运输机中部槽中板磨损的检测系统，其特征在于，所述物料箱设置成上端敞口的长方形箱体，所述长方形箱体的箱底上设置有通道和所述的落料口，所述通道供所述的皮带运输机穿过。

5.如权利要求4所述的用于刮板运输机中部槽中板磨损的检测系统，其特征在于，所述通道包括垂直于箱底的通道壁，所述通道壁的上端设置成锥形。

6.如权利要求1或2所述的用于刮板运输机中部槽中板磨损的检测系统，其特征在于，所述物料箱与水平面的夹角为25度至30度。

7.如权利要求1或2所述的用于刮板运输机中部槽中板磨损的检测系统，其特征在于，所述检测系统还包括支撑架和支撑平台，所述支撑架用以支撑皮带运输机和物料箱，所述支撑平台用以水平放置待检测的刮板运输机中部槽。

8.如权利要求1或2所述的用于刮板运输机中部槽中板磨损的检测系统，其特征在于，所述连接滑块的一侧固定设置环形抱箍，所述检测器贯穿所述的环形抱箍与连接滑块的一侧固定连接。

9.如权利要求1或2所述的用于刮板运输机中部槽中板磨损的检测系统，其特征在于，所述移动滑块的一侧设置有开口，所述移动滑块通过所述的开口设置在刮板运输机中部槽旁侧的导轨上。

10.一种如权利要求1至9任一项所述的用于刮板运输机中部槽中板磨损的检测系统的检测方法，包括以下步骤，

(1)将刮板运输机中部槽放置在支撑平台上，并使刮板运输机中部槽的末端位于物料箱底端的出料口正下方，刮板运输机中部槽的前端位于皮带运输机的正上方；

(2)将磨损检测装置上的移动滑块通过所述的开口设置在刮板运输机中部槽旁侧的导轨上，使检测器的检测头与中板接触后，通过环形抱箍调节检测器的位置高度，使检测器内的弹簧处于完全压缩状态，此时锁紧环形抱箍以固定检测器，并记录下此时小活塞杆露出小腔的刻度值L₁以及小腔相对连接滑块的位置高度T₁，然后松开环形抱箍向上提起检测器使检测头与中板分离；

(3)启动皮带运输机和刮板运输机的刮板链，通过皮带运输机运输物料，物料到达皮带运输机顶端后落入物料箱，物料滑落到物料箱底端，通过物料箱底端的出料口落入到刮板运输机中部槽内，通过刮板链循环运行带动物料沿着中部槽移动；

(4)在刮板运输机刮板链持续运转的过程中，刮板运输机中部槽内的物料到达前端时落入到皮带运输机上，物料再次由皮带运输机进入到物料箱内，以此形成物料循环；在进行检测时，刮板运输机刮板链停止运转，取下刮板并清理中板，松开环形抱箍落下检测器使小腔相对连接滑块的位置高度为初始位置高度T₁，此时检测头与中板接触，记录下此时小活塞杆露出小腔的刻度值L₂；

(5)在已知大活塞工作面面积和小活塞工作面面积的情况下，根据公式

$M=\frac{(L_2-L_1)A_2}{A_1}$

计算出中部槽中板该位置的磨损量，其中：M为中部槽中板该位置的磨损量，A₁为大活塞工作面面积，A₂为小活塞工作面面积，L₁为小活塞杆初始位置的刻度值，L₂为小活塞杆检测时位置的刻度值。