CN105329643B - 链条张力传感器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及链条张力传感器。具体的，本申请提供了一种用于链条输送机的链条张力传感器，该输送机包括框架和具有多个飞板的链条。该张力传感器包括反作用臂和负荷感测销。该反作用臂包括第一端、与第一端相对的第二端、和负荷垫片。该第一端被限定枢转轴线的枢轴销以可枢转方式联接到框架。该负荷垫片邻近输送机链条并且被定位成接触经过负荷垫片的飞板。接触负荷垫片的飞板沿着垂直于枢转轴线的方向在反作用臂上施加力。该负荷感测销被联接到反作用臂，使得负荷感测销感测由飞板施加的力。

Description

链条张力传感器

分案申请说明

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。

相关申请

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No.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No.8,061,510的、在先提交的美国申请No.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No.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

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

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。

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。

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。

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。

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。

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。

取自Bandy的美国专利No.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。

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24一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。

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。

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。

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。

取自Weigel等人的美国专利No.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。

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。

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。

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。

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。

用于监视链条张力的其它机构包括在美国专利No.5,505,293中和在美国专利No.4,657,131中示出的那些机构。

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

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条路径的这样一种装置。

本公开还可以提供一种当它离开返回链轮并且进入输送机的顶部沟槽时识别损坏的链条的装置。当检测到损坏的链条时，链条能够自动地被工作面铠装输送机控制系统停止，以避免进一步损坏的可能性，并且警告操作员链条需要进行维修。

本公开的另一个目的可以是在输送机的两端处设置滑动框架以允许输送机端部被独立地调节至煤块的每一个端部，同时维持良好的链条张力和控制。

通过允许操作员快速地调节输送机的两端的位置，为传送和返回端框架提供伸缩区段解决了工作面蠕变的问题，因此抵消了工作面蠕变的影响。在传统的端部排放输送机系统中这可能是重要的，其中在长壁排放输送机和辅助横向输送机(梁式分段装载器)之间的正确关系必须得以维持。该问题在下述情况下呈现增加的挑战，即存在并排地操作的两个长壁输送机的情况，对于分段崩落挖掘或者长壁到煤炭的挖掘来说，经常是这种情形。

在一个独立实施例中，为链条输送机设置了链条张力传感器，该链条输送机包括框架和具有多个飞板的链条。该张力传感器可以基本包括反作用臂和负荷感测销。反作用臂可以包括被限定枢转轴线的枢轴销以可枢转方式联接到框架的第一端、与第一端相对的第二端和负荷垫片。该负荷垫片可以邻近链条并且被定位成接触经过负荷垫片的飞板。接触负荷垫片的飞板可以沿着垂直于枢转轴线的方向在反作用臂上施加力。负荷感测销可以被联接到反作用臂从而负荷感测销感测由飞板施加的力。

在另一独立实施例中，链条输送机可以基本包括输送机框架、具有多个飞板的链条和张力传感器。该输送机框架包括第一端和第二端，第一端能够相对于第二端移动。该链条包括多个飞板并且被框架支撑从而链条在第一端和第二端之间循环。

该张力传感器包括反作用臂和负荷感测销。该反作用臂可以靠近输送机框架的第一端定位并且包括被限定枢转轴线的枢轴销以可枢转方式联接到输送机框架的铰链端、与铰链端相对的传感器端和邻近输送机链条的负荷垫片。该负荷垫片可以被定位成当飞板在输送机框架的第一端和第二端之间行进时接触飞板，该飞板沿着垂直于枢转轴线的方向在反作用臂上施加力。该负荷感测销可以被联接到反作用臂从而负荷感测销感测由飞板施加的力。

在又一个实施例中，传感器组件被设置用于检测在环形输送机中的链条损坏，该输送机包括框架、两个隔开的链条和连接在链条之间的多个飞板。该传感器组件可以基本包括检测示意一个链条的张力的特性的第一传感器、以及检测示意另一链条的张力的特性的第二传感器，在一个链条的张力和另一链条的张力之间的差异被评价。

在再一个独立实施例中，提供了一种用于在输送机链条中检测链条张力的方法，该链条被输送机框架支撑并且包括多个链条飞板。该方法可以基本包括提供张力传感器，该张力传感器包括反作用臂，该反作用臂具有被以可枢转方式联接到框架的第一端、与第一端相对的第二端、和邻近链条的负荷垫片，该张力传感器包括被联接到框架和反作用臂的第二端的负荷感测销；使得负荷垫片与飞板接触；在负荷感测销上施加剪切力；感测在负荷感测销上施加的剪切力；以及确定链条中的张力。

在再一个独立实施例中，为环形输送机中的传感器组件提供弹簧组件。该输送机包括框架、至少一个链条、和被联接到链条的多个飞板。该传感器组件包括可移动臂和传感器。该弹簧组件可以基本包括通过该臂的销、用于相对于销固定该臂的螺母、和用于在该臂上施加预载力的弹簧元件，并且该弹簧元件可以是可调节的以改变预载力。

在另一独立实施例中，为链条输送机提供链条张力传感器，该链条输送机具有框架和具有多个飞板的链条。该张力传感器包括被以可枢转方式联接到框架的反作用臂，接触该反作用臂的飞板沿着第一方向在反作用臂上施加力；被联接到反作用臂并且能够被操作用于感测在反作用臂上施加的力的负荷感测销；和联接在框架和反作用臂之间以远离框架地偏压反作用臂的弹簧组件。

通过考虑详细说明、权利要求和附图，本发明的独立的方面将变得显而易见。

附图说明

图1是现有技术的传送排放端部刮板链条输送机布置的平面视图。

图2是用于检测和张紧刮板链条的现有技术的张力传感器的概略视图。

图3是一种改进的张力传感器的平面视图。

图4是图3所示张力传感器的一种可替代实施例的透视图。

图5是如安装在输送机的返回端处的、图4所示张力传感器的透视图。

图6是在图4和5的张力传感器中使用的测压元件的透视图。

图7是链条、两个张力传感器和张力控制器的概略顶视图。

图8是输送机和二级或者辅助输送机的顶视图。

图9是图8所示输送机和辅助输送机的侧视图。

图10A是双输送机系统的一部分的顶视图。

图10B是双输送机系统的另一部分的顶视图。

图11是链条输送机的端部框架的透视图。

图12是图11的链条输送机的端部框架的放大视图。

图13是传感器组件的透视图。

图14是图13所示传感器组件的组装视图。

图15是图13所示传感器组件的沿着线15-15截取的截面视图。

图16是图15所示传感器组件的放大截面视图。

图17是图15所示传感器组件的放大截面视图。

图18是弹簧组件的分解视图。

图19是图18所示传感器组件的截面视图。

图20是传感器组件的放大截面视图。

具体实施方式

在详细地解释本发明的任何独立实施例之前，应该理解，本发明在它的应用方面不被限制为在以下说明中阐述或者在以下附图中示意的部件的构造和布置的细节。本发明能够具有其它独立的实施例并且能够被以各种方式实施或者执行。而且，应该理解，在这里使用的措辞和术语是为了说明的意图而不应该被视为限制。如在这里所使用的“包括”和“包含”及其变型的使用意在涵盖此后列出的条目及其等价形式以及另外的条目。如在这里所使用的“组成”及其变型的使用意在仅仅涵盖此后列出的条目及其等价形式。此外，应该理解，术语例如“向前”、“向后”、“左”、“右”、“向上”和“向下”等是为了方便而使用的单词并且不被理解成限制性的术语。

图3示意图2所示张力感测装置60的一种改进的型式。传统上，为了允许最佳使用一定长度的尾板或者返回端或者站51，安设了磨损条101以将输送机16向下引导到轨道或者沟槽54A的水平面。图3的张紧装置或者张力传感器104包括磨损条101，该磨损条101包括接触输送机16的顶表面的磨损板108。

磨损板108被磨损条支撑件112支撑，并且磨损板108被在一端处的销116和在另一端处的负荷感测销120连接到磨损条支撑件112。磨损板108接合输送机16的顶表面，并且改变输送机16的运动路径或者轨迹。该接触和所述输送机16的方向的改变使得力被施加在磨损板108上。将磨损板108连接到磨损条支撑件112的负荷感测销120感测该力。来自负荷感测销120的输出然后被用于确定输送机16的张力，并且在需要时使用任何传统的链条张紧系统诸如图1的接头48以及活塞32和34以及电路来调节该张力。

在图4中示意了张力传感器的可替代的并且优选的实施例124。在图4中，测压元件128位于磨损板132和磨损条支撑件136之间。在图6中示意的测压元件128是一个缸体，该缸体包括通过该缸体的多个隔开的通道130。测量在测压元件128上的压缩力的负荷传感器(未示出)位于通道内。通过在磨损板132和磨损条支撑件136之间置放测压元件128，测压元件128响应于被输送机16施加到磨损板132的力。为了提供冗余，如在于图4中示意的优选实施例中所示，两个隔开的测压元件128被置放在磨损板132和磨损条支撑件136之间。更加具体地，磨损条支撑件136包括接收测压元件128的空腔138，并且磨损板132借助于螺钉140连接到磨损条支撑件136。

图5示意在输送机设备10上安装在返回端51处的负荷传感器124的透视图。如所示那样，接收测压元件128的空腔138能够由被固定到磨损条支撑件36的板142形成。这使得易于从输送机设备10附近接近测压元件128，而无需对输送机部件进行大的拆卸。因此这允许当存在需要时容易地接近和维修张力传感器124。

本公开还在图7中示意了在这种输送机设备10中设置两个这样的张力传感器。更加具体地，在该实施例中，输送机16包括两个隔开的链条18、和在该两个链条18之间被连接并且隔开的多个飞板或者飞板杆20。每一个输送机飞板20均具有第一端和第二端。每一个飞板杆端部均被从它的相应的相邻链条隔开。张力传感器，诸如在以上图2、3和4中示意的张力传感器，被设置在用于该两个输送机链条18中的每一个的相应的磨损条中。每一个张力传感器124均经由线路154而被电连接到比较器158。

在如在图7中所示意的优选的实施例中，输送机的接触张力传感器124的部分是飞板杆20的端部或者尖端。在未示出的其它实施例中，替代飞板尖端地，张力传感器124能够被置放在每一个链条上方。飞板杆20的尖端将仅仅间歇地接触磨损条。结果，张力传感器124将仅仅产生间歇的信号。

为了消除瞬时负荷尖峰并且允许临时缺失的飞板杆20，张力传感器124收集在多个飞板杆上的滚动平均读数。当每一个飞板杆尖端沿着负荷传感器经过时，即使在恒定的链条张力下，信号也由于系统的变化的几何形状而改变。当每一个飞板杆20在磨损板132之上经过时，张力传感器124记录信号峰值。如果滚动平均峰值读数太低，则张力装置打开接头48以拉伸链条，或者反之。通过利用在飞板杆处于传感器下面时停止输送机而建立所需的信号峰值，将临时负荷转换器装配到链条自身，并且然后移动接头48以张紧静态链条，张力装置被初始化。当链条处于所需张力时，张力传感器124存储信号，并且在输送机运行时张力传感器124所维持的正是该信号值。

以上概述是传感器信号管理系统的简化型式，并且适用于在煤炭切割循环期间的稳定的链条负荷增加或者降低。张力传感器124还应该应对特殊的事件诸如起动整个输送机或者输送机的快速卸载，如当剪切机停止切割时。收集滚动平均信号不能足够快速地响应以应对这些事件，从而应该采取提前的动作。例如，链轮被延伸以在被装载的输送机起动之前显著地拉伸链条以防止产生松弛的链条。

在链条损坏的情形中，在两个链条18中的张力将是不同的。张力传感器124的输出由比较装置即比较器158比较，并且在相当大的差异的情形中，输送设备10的操作能够停止，从而损坏的链条能够得到维修。在优选的实施例中，邻近输送机设备的返回端的顶部沟槽设置张力传感器124。如果在输送设备中的其它位置处期望另外的传感器或者张力感测，则能够使用在其它位置中的其它张力传感器124。使用两个张力传感器124也是有益的，因为来自张力传感器124的输出能够被平均化以产生总体输送机张力的、更加准确的指示。比较器158形成链条张紧系统诸如图1的接头48以及活塞32和34以及电路的一部分。

如在图8中所示意地，辅助或者二级输送机200位于输送机设备210的一端处。输送机16上的材料离开输送机并且被转移到辅助输送机200。在输送机设备210的操作期间，输送机设备210的位置可能相对于辅助输送机200的位置移动。当前，操作员需要进行各种调节从而试图容许这种运动。这能够导致维持输送机操作的困难。

为了容许输送机设备210相对于辅助输送机200的一些移动，输送机设备框架在两端处容许滑动运动。在一端处，滑动运动调节输送机16的张力，并且在另一端处的滑动运动容许输送机设备210相对于辅助输送机200的运动。如果输送机设备210相对于辅助输送机200移动，则操作员能够移动输送机210的邻近辅助输送机200的滑动端部。还能够通过使用如在下文中描述的如在输送机16的张紧端部51上使用的张紧装置来引起输送机210的滑动端部的运动。仅仅在此情形中，该运动并非旨在影响输送机16的张力，而是旨在影响输送机设备210的端部相对于辅助输送机200的位置。当在输送机的该端部处的运动发生时，链条张力的确改变，从而输送机设备210的另一端被自动张紧装置调节以使得输送机16恢复适当张力。输送机210的邻近辅助输送机200的滑动端部的运动必须克服最大工作链条张力(当这些顶部链条到达该框架时最高；加上由于主门装备的典型的大尺寸和重量引起的相当大的滑动摩擦。

更加具体地，从动鼓/链轮312被适当地联接到输送机驱动马达322。马达322的操作引起与双链条18相互啮合的链轮推进输送机16。更加具体地，如在图8和11中所示意地，除了在返回端51处跨越接头48的液压活塞32和34，形成输送机设备的主门端部的“拼合框架”的第一部分的一对侧壁324用于以可旋转方式支撑鼓/链轮312。侧壁324被示意成以伸缩方式与形成该框架的第二部分的第二对侧壁326接合并且与侧壁324一起地构成前述拼合框架。大体上由附图标记348示意的伸缩接头允许框架部分相对于彼此移动。

在相邻侧壁324和326之间在接头348处的相对运动因此引起在鼓/链轮312和14之间的距离跨度相应地改变。能够依赖于支撑鼓/链轮相对于彼此的调节运动的方向向输送机16提供增加的或者减小的张力。为了提供该相对运动，输送机组件310具有一对液压缸328和330，每一个液压缸均被安装在相邻侧壁326上并且被固定于此。所述缸具有相应的活塞332和334，活塞中的每一个均被以任何已知的并且便利的方式可操作地联接到侧壁324。

进一步在图9中示意了输送机设备相对于辅助输送机的位置。如果需要，作为操作员对输送机设备的位置的校正的代替，输送机设备能够被杆352物理地连接到辅助输送机。在此情形中，某种张紧装置诸如在前描述的张紧装置在输送机的该端部处维持张力。但是为了在辅助输送机和主输送机改变位置的情形中容许一些移动，应该在液压张紧装置中设置或者液压积聚器(现在示出)或者某个安全阀(现在示出)从而允许输送机设备210的该滑动端部的运动。当通过辅助输送机200的运动调节输送机设备210的该端部时，然后张力如之前描述地通过返回端51校正。

当使用一对输送机设备时，相对于辅助输送机的输送机设备运动的问题是特别地相关的。如在图10A和10B中所示意地，已知使用邻近于煤面的一个输送机，和在顶支撑件后面的第二输送机设备以收集当长壁推进时从长壁顶部落下的煤。在此情形中，双滑动框架端部将与两个输送机设备一起使用。

另外，框架滑动48和348能够被调节以正确地对准输送机端部与煤块的两个边缘，从而同时移动返回端框架和传送端框架这两者以在该调节期间维持正确的链条张力。这将不是一个正常的要求或者操作模式，因为返回端框架到煤块的位置在大多数情形中不是那么关键性的。

本公开的该方面因此具有以下益处。传送端框架滑动模块的人工或者自动控制实现了精调以将材料从可延伸长壁工作面铠装输送机最佳地排放到横梁分段装载机输送机。

因为由于调节传送端滑动框架模块而使得输送机的总体长度改变将改变链条张力，所以调节应该具有小的增量并且被缓慢地实现以给予自动链条张紧系统进行反作用的时间。一直都是自动链条张紧系统控制并且维持正确的链条张力，而非传送端框架模块的调节。

在另一实施例中，设置了用于检测链条514中的张力的传感器组件510。该实施例在图11-17中示出，并且所有的引用数字均以500开始。

图11-12示意长壁输送机522的一部分，该长壁输送机包括返回端526(图11)、在返回端526和传送端(未示出)之间行进的输送元件或者链条514、以及靠近返回端526的传感器组件510。返回端526包括框架538、被安装在框架538上的惰轮或者拾取轴542、以及至少一个液压致动器(未示出)。框架538通过液压致动器的延伸和缩回而在内部缩回位置和外部延伸位置之间相对于传送端移动。链条514围绕拾取轴542经过从而在传送端和返回端526之间沿连续环行进。链条514包括被安装在链条514上并且沿着链条514的行进方向554被以第一距离隔开的多个飞板构件550。

如在图13-16中所示，传感器组件510邻近框架538的凸缘部分566的磨损条562定位并且包括反作用臂570、主支撑铰链销574、反作用支架578(图14-16)、负荷感测销582(图14-16)、和弹簧组件586。

反作用臂570具有第一端590、肩部594、第二端598(图14)、和负荷垫片602。第一端590被主支撑铰链销574以可旋转方式联接到框架538的二级支撑板606。肩部594靠近第一端590定位。第二端598包括沿着纵向方向部分穿过反作用臂570地从第二端598延伸的孔622(图14和15)。负荷垫片602位于第一端590和第二端598中间。如在图12中所示，负荷垫片602平行于磨损条562定位以接触经过磨损条562的飞板构件550，从而使得反作用臂570围绕铰链销574旋转。负荷垫片602还提供连续引导表面以在飞板构件550围绕拾取轴542行进时引导飞板构件550。

铰链销574被安装到框架538的二级支撑板606并且基本横向于链条514的行进方向554定位。除了围绕铰链销574的旋转(见箭头630)，铰链销574还限制反作用臂570沿着每一个方向的运动。

如在图14-16中所示，反作用支架578被安装到框架538的二级支撑板606并且包括狭槽638。反作用支架578被构造为装配在反作用臂570的第二端598内使得狭槽638与穿过反作用臂570延伸的孔622相对准。负荷感测销582位于反作用支架578的狭槽638中并且处于反作用臂570的孔622内。负荷感测销582因此基本垂直于铰链销574定位。负荷感测销582被附接到感测电缆650(图15和16)。

如在图17中所示，肩部594包括头部侧662、弹簧侧666、和钻孔668，该钻孔668沿着切向于反作用臂570的旋转方向630(即，垂直于铰链销574)的方向穿过反作用臂570在头部侧662和弹簧侧666之间延伸。参考图17和18，弹簧组件586包括销或者螺栓670、螺母672、多个弹簧垫圈674、和保持垫圈678。螺栓670被联接到磨损条562并且通过肩部钻孔668。螺栓670包括光滑部分680、肩部682、和用于螺纹接合螺母672的螺纹部分684，该螺母被拧紧以使肩部594相对于螺栓670固定。

弹簧垫圈674在肩部594和磨损条562之间邻近弹簧侧666地围绕螺栓670定位。在图19所示实施例中，螺栓670包括空腔凹部686以减少在磨损条562和螺栓670之间的材料接触，由此降低从磨损条562到螺栓670的热传递量。保持垫圈678位于肩部594的弹簧侧666和弹簧垫圈674之间。保持垫圈678经过螺栓670的螺纹部分684而被旋拧到螺栓670上，从而有效地围绕光滑部分680“卡住”弹簧垫圈674。每一个弹簧垫圈674均具有当弹簧垫圈674被压缩时产生弹簧力的基本截头锥形形状。弹簧垫圈674的压缩因此向反作用臂570施加预载力，从而远离框架538地偏压反作用臂570。保持垫圈678关于螺栓670定中最顶部的弹簧垫圈674。

在图17所示实施例中，螺母672被加帽从而防止螺母672被朝着肩部594拧紧。这维持了在螺母672和反作用臂570之间的间隙，从而允许在负荷感测销582上施加弹簧垫圈674的预载力。在另一实施例中(见图18-20)，螺母672是开放的，从而允许螺母672被朝着肩部594拧紧(图20)。当螺母672被拧紧时，保持垫圈678压缩每一个弹簧垫圈674，并且反作用臂肩部594被朝着保持垫圈678固定。紧固螺母672引起保持垫圈678变得更加靠近螺栓肩部682(图19)。一旦保持垫圈678接触螺栓肩部682，螺母672便不能被进一步拧紧。以此方式，螺栓肩部682提供机械锁定，从而防止弹簧垫圈674的过度压缩。

弹簧垫圈674可以被以多种构造堆叠从而在反作用臂570上获得所期预载力。例如，弹簧垫圈674可以被交替成组地堆叠使得两个垫圈674的“峰部”朝着彼此，并且相邻垫圈674的“峰部”关于开始的两个反转(见图19)。能够在每一组中使用更少或更多的垫圈674来实现所期构造。可替代地，所有的垫圈674均能够沿着一个方向对准。在另一种替代中，可以使用单一弹簧垫圈674。在另外的其它构造中，可以使用不同类型或者形状的弹簧。

可以将多个薄垫片690(见图18)添加到在保持垫圈678和空腔凹部686之间的区域从而补偿在栓接接头中产生的公差和/或在弹簧垫圈674上施加另外的压缩力。

在操作期间，当飞板构件550在返回端526和传送端之间经过时，反作用臂570的负荷垫片602接触链条514的飞板构件550。以此方式，负荷垫片602经受链条张力的竖直分量。与飞板构件550接触引起反作用臂570围绕铰链销574旋转。

参考图15，当反作用臂570沿着旋转方向630旋转时，第二端598向上偏转，从而在负荷感测销582上施加向上的力。反作用支架578抵制该偏转，从而在负荷感测销582上施加向下的力，由此在销582上产生剪切负荷情形。负荷感测销582感测剪切力和/或应变的幅度并且通过感测电缆650向链条控制器(未示出)传输示意力或者应变的信号。链条控制器然后使用该信息以确定链条514中的张力并且计算返回端框架538的位置的必要的变化从而维持在链条514中的所期张力。

链条控制器可以是用于下述自动地控制输送机10的系统的构件，所述系统诸如是在于2011年7月22日提交的美国临时专利申请No.61/510,850中描述和示意的系统，在母案美国临时申请No.61/510,839中，或者在题目为“用于控制开采系统中的输送机的系统和方法”、在2012年7月19日提交的美国专利申请No.13/553,215(代理人案号No.051077-9174-01)中包括该专利申请的全部内容，这两者的全部内容也在此通过引用而被并入。

弹簧组件586的偏压力提供能够被校准的预载力。作为将张力校准为链条514可能在操作期间经受的最大负荷(例如，在一个实施例中，大致五吨；在其它实施例中，该最大负荷可以大于或者小于该数值)的替代，正(positive)预载允许链条张力被设为较小的负荷。这可以减轻互连链条磨损和链轮磨损并且最终提高链条514的寿命。另外，弹簧垫圈674的公差“层叠”为反作用臂570提供很多构造和预载特性。在一个实例中，在200到400lbs.的范围中的预载甚至可以对非常高的材料负荷提供改进的结果。

在一个实施例中，预载沿着“正”方向(即，基本平行于飞板构件550在反作用臂570上施加的力的方向)作用于反作用臂570上。正基本负荷可以促进在应变计传感器中的准确测量，从而增强系统的精度。另外，正预载还可以减少负输出的发生，负输出的发生能够错误地触发系统警报。

由于负荷感测销582相对于铰链销574的垂直定向，负荷感测销582仅仅感测施加在反作用臂570上的力的竖直分量(例如，反作用臂570围绕铰链销574的旋转)。这有效地使负荷感测销582与对反作用臂570的负荷垫片602的影响隔离，从而导致可靠性得以改进并且电信号更加准确。

而且，在一个实施例中，负荷垫片602具有与飞板构件550之间的距离成相当大比例的长度。在一个实施例中，负荷垫片602具有在飞板构件550之间的距离的大致60％和大致70％之间的范围中的长度。该相当大的长度在当一个飞板构件550接触负荷垫片602时的时刻和当第二飞板构件550接触负荷垫片602时的时刻之间提供较小的间隙，从而减轻负荷垫片602(和因此负荷感测销582)在加载位置和卸载位置之间的振荡。这有助于负荷感测销582产生光滑的电平信号。

由于飞板构件550与负荷垫片602的冲击而出现的虚假加载被相对于链条514和飞板构件550的行进方向554均成直角定位的主支撑铰链销574吸收。另外，负荷感测销582不与磨损条562直接地接触，从而减轻了冲击负荷并且使负荷感测销582与由朝着磨损条562的下侧滑动的飞板构件550的摩擦接触引起的热量绝缘。

在可替代的独立实施例中，输送机522可以包括多个负荷传感器组件510。例如，输送机522可以包括安装在链条514的每一侧上的传感器组件510，其中每一个传感器510均独立地测量相关联链条514中的张力并且允许操作员检测在任一链条514中的损坏。因为链条514通过飞板构件550连接到彼此，所以在链条514损坏的情形中，在链条514中的一定量的张紧负荷将被共享。

虽然所描述的传感器组件510的位置是有益的，因为传感器组件510经受较小的直接冲击负荷，但是在可替代实施例中，传感器组件510可以沿着输送机522的长度并且在其任一侧上隔开。

因此，尤其地，本发明总体可以提供一种链条张力传感器。

Claims (41)

1.一种用于链条输送机的传感器组件，所述链条输送机包括框架和具有多个飞板的链条，所述传感器组件包括：

反作用臂，所述反作用臂被构造成联接到所述框架，所述反作用臂被定位成与所述链条相邻且被构造成当所述飞板移动经过所述反作用臂时接触所述飞板，接触所述反作用臂的所述飞板在所述反作用臂上施加力；和

负荷感测销，所述负荷感测销被联接到所述反作用臂，并且能够操作以感测由所述飞板施加的力。

2.根据权利要求1所述的传感器组件，其中，所述反作用臂包括负荷垫片，并且其中，所述反作用臂被支撑在所述框架上以绕枢转轴线运动，所述枢转轴线被取向成大体垂直于所述飞板的行进方向。

3.根据权利要求2所述的传感器组件，其中，所述反作用臂具有臂长度，并且其中，所述负荷垫片具有是所述臂长度的大约60％至70％的负荷垫片长度。

4.根据权利要求2所述的传感器组件，进一步包括弹簧组件，所述弹簧组件被联接在所述反作用臂和所述框架之间并且在所述反作用臂上施加偏压力。

5.根据权利要求2所述的传感器组件，其中，所述反作用臂具有第一端和相对的第二端，所述反作用臂的第二端限定开口，并且其中所述负荷感测销的至少一部分被接收在所述开口中。

6.根据权利要求1所述的传感器组件，其中，所述负荷感测销限定销轴线，所述销轴线被取向成大体平行于所述飞板的行进方向。

7.根据权利要求1所述的传感器组件，其中，所述负荷感测销由于所述飞板施加在所述反作用臂上的力而经受剪切负荷。

8.根据权利要求1所述的传感器组件，其中，所述负荷感测销由于所述飞板施加在所述反作用臂上的力而经受压缩负荷。

9.根据权利要求1所述的传感器组件，进一步包括与所述负荷感测销通信的控制器。

10.根据权利要求9所述的传感器组件，其中，所述负荷感测销能够操作以产生表示由所述飞板施加的力的信号，并且其中，所述控制器能够操作以评价所述信号以确定所述链条的张力。

11.一种链条输送机，包括：

输送机框架，所述输送机框架包括第一端和第二端，所述输送机框架支撑多个链轮；

链条，所述链条包括多个飞板，所述链条被所述链轮驱动以使所述飞板在所述第一端和所述第二端之间循环；

反作用臂，所述反作用臂被构造成联接到所述输送机框架，所述反作用臂被定位成与所述链条相邻且被构造成当所述飞板移动经过所述反作用臂时接触所述飞板，接触所述反作用臂的所述飞板在所述反作用臂上施加力；和

负荷感测销，所述负荷感测销被联接到所述反作用臂，并且能够操作以感测由所述飞板施加的力。

12.根据权利要求11所述的链条输送机，其中，所述反作用臂包括负荷垫片，并且其中，所述反作用臂被支撑在所述输送机框架上以绕枢转轴线运动，所述枢转轴线被取向成大体垂直于所述飞板的行进方向。

13.根据权利要求11所述的链条输送机，进一步包括弹簧组件，所述弹簧组件被联接在所述反作用臂和所述输送机框架之间并且在所述反作用臂上施加偏压力。

14.根据权利要求11所述的链条输送机，其中，所述负荷感测销限定销轴线，所述销轴线被取向成大体平行于所述飞板的行进方向。

15.根据权利要求11所述的链条输送机，其中，所述负荷感测销包括测压元件。

16.根据权利要求11所述的链条输送机，其中，所述负荷感测销能够操作以产生表示由所述飞板施加的力的信号，并且其中，所述负荷感测销进一步包括与所述负荷感测销通信的控制器，并且所述控制器能够操作以评价所述信号以确定所述链条的张力。

17.一种用于感测在输送机链条中的链条张力的方法，所述链条被输送机框架支撑并且包括多个链条飞板，所述方法包括：

使所述飞板移动经过反作用臂，所述飞板接触所述反作用臂并且在所述反作用臂上施加力；

利用负荷感测销感测在所述反作用臂上施加的力；以及

基于感测的力确定所述链条中的张力。

18.一种用于链条输送机的张力传感器，所述链条输送机包括输送机框架和链条，所述链条具有多个飞板，所述张力传感器包括：

反作用臂，所述反作用臂被构造成联接到所述输送机框架，所述反作用臂包括第一端、与所述第一端相对的第二端和负荷垫片，所述反作用臂能够绕所述第一端枢转，所述负荷垫片被定位成与所述链条相邻并且被构造成当所述飞板移动经过所述负荷垫片时接触所述飞板，接触所述负荷垫片的所述飞板在所述反作用臂上施加力；和

负荷感测销，所述负荷感测销被联接到所述反作用臂，并且能够操作以感测由所述飞板施加的力。

19.根据权利要求18所述的张力传感器，其中，所述反作用臂能够绕枢轴销枢转，所述枢轴销限定枢转轴线，所述枢转轴线被取向成大体垂直于所述飞板的行进方向。

20.根据权利要求18所述的张力传感器，其中，所述负荷感测销限定销轴线，所述销轴线被取向成大体平行于所述飞板的行进方向。

21.根据权利要求18所述的张力传感器，其中，所述反作用臂的第二端限定开口，并且其中，所述负荷感测销的至少一部分被接收在所述开口中。

22.根据权利要求18所述的张力传感器，其中，所述负荷感测销由于所述飞板在所述反作用臂上施加的力而经受剪切负荷条件，并且其中基于感测的剪切力确定所述链条中的张力。

23.根据权利要求18所述的张力传感器，进一步包括弹簧组件，所述弹簧组件被联接在所述反作用臂和所述输送机框架之间并且在所述反作用臂上施加偏压力。

24.根据权利要求23所述的张力传感器，其中，所述弹簧组件在与由接触所述负荷垫片的所述飞板施加的力大体平行的方向上施加偏压力。

25.根据权利要求23所述的张力传感器，其中，所述弹簧组件在与所述飞板的行进方向大体垂直且与所述反作用臂的轴线大体垂直的方向上施加偏压力。

26.根据权利要求23所述的张力传感器，其中，所述弹簧组件包括具有截头锥形形状的至少一个弹簧垫圈，所述弹簧垫圈的压缩引发在所述反作用臂上的弹簧力。

27.根据权利要求23所述的张力传感器，其中，所述弹簧组件包括具有截头锥形形状的多个弹簧垫圈。

28.根据权利要求27所述的张力传感器，其中，通过改变弹簧垫圈的数目和所述弹簧垫圈中的至少一个弹簧垫圈相对于其它弹簧垫圈的取向中的至少一个来调节偏压力。

29.根据权利要求23所述的张力传感器，其中，所述弹簧组件包括：螺栓，所述螺栓被连接在所述反作用臂和所述输送机框架之间；螺母，所述螺母被螺接到所述螺栓的端部上；和多个弹簧垫圈，所述多个弹簧垫圈被定位在所述螺栓上并且在所述反作用臂和所述输送机框架之间。

30.根据权利要求29所述的张力传感器，其中，通过紧固所述螺母来调节所述弹簧组件。

31.根据权利要求29所述的张力传感器，其中，所述弹簧组件包括保持垫圈，并且其中，所述反作用臂包括肩部，当所述螺母以预定量紧固时，所述肩部接合所述保持垫圈，由此防止所述弹簧组件的过度压缩。

32.根据权利要求18所述的张力传感器，其中，所述反作用臂具有臂长度，并且其中，所述负荷垫片具有是所述臂长度的大约60％至70％的负荷垫片长度。

33.一种链条输送机，包括：

输送机框架，所述输送机框架包括第一端和第二端，所述输送机框架支撑多个链轮；

反作用臂，所述反作用臂包括被可枢转地联接到所述输送机框架的第一端、与所述第一端相对的第二端以及负荷垫片；

链条，所述链条包括多个飞板，所述链条由所述链轮驱动以使所述飞板在所述输送机框架的第一端和第二端之间循环，所述飞板与所述负荷垫片相邻地在第一方向上移动并且接触所述负荷垫片以在所述反作用臂上施加力；和

负荷感测销，所述负荷感测销被联接到所述反作用臂并且能够操作以感测由所述飞板施加的力。

34.根据权利要求33所述的链条输送机，其中，所述反作用臂被限定枢转轴线的枢轴销可枢转地联接到所述输送机框架，所述枢转轴线大体垂直于所述第一方向。

35.根据权利要求33所述的链条输送机，其中，所述负荷感测销限定销轴线，所述销轴线线大体平行于所述第一方向。

36.根据权利要求33所述的链条输送机，其中，所述负荷感测销由于所述飞板在所述反作用臂上施加的力而经受剪切负荷条件，并且其中，基于感测的剪切力而确定所述链条中的张力。

37.根据权利要求33所述的链条输送机，其中，所述输送机框架的第一端能够相对于第二端移动，并且其中，所述链条输送机进一步包括用于相对于所述输送机框架的第二端移动所述输送机框架的第一端以调节在所述链条中的张力的致动器。

38.根据权利要求33所述的链条输送机，进一步包括被联接在所述反作用臂和所述输送机框架之间的弹簧组件，所述弹簧组件在与由所述飞板施加的力大体平行的方向上在所述反作用臂上施加偏压力。

39.根据权利要求38所述的链条输送机，其中，所述弹簧组件能够调节以改变在所述反作用臂上施加的偏压力。

40.根据权利要求39所述的链条输送机，其中，所述弹簧组件包括具有截头锥形形状的多个弹簧垫圈，其中，通过改变弹簧垫圈的数目和所述弹簧垫圈中的至少一个弹簧垫圈相对于其它弹簧垫圈的取向中的至少一个来调节偏压力。

41.根据权利要求38所述的链条输送机，其中，所述弹簧组件包括：螺栓，所述螺栓被连接在所述反作用臂和所述输送机框架之间；螺母，所述螺母被螺接到所述螺栓的端部上；以及多个弹簧垫圈，所述多个弹簧垫圈被定位在所述螺栓上并且在所述反作用臂和所述输送机框架之间。