CN105784241B - 一种刮板输送机链条张力估算方法 - Google Patents

一种刮板输送机链条张力估算方法 Download PDF

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Abstract

一种刮板输送机链条张力估算方法，属于链条张力估算方法。该方法在若干刮板输送机刮板上嵌入应变传感器,测量刮板和链条之间弱耦合点的张力,将采集到的传感器信号通过A/D转换单元进行数据信号转换，经无线发送模块作用传至数据控制中心，数据控制中心基于弱耦合点张力数据信息进一步处理，建立链条张力分布模型，实现刮板输送机链条的张力估算。本发明所述方法简单易行、高效实用，通过链条有限位置的张力测量，完成整条持续移动链条的张力估算。刮板输送机链条与链轮啮合并在中部槽上不断移动，其张力也随载荷实时变化，将应变传感器设置在刮板上，测量刮板和链条之间弱耦合点的张力,通过对链条有限位置的张力测量完成对整条链条张力的估算。

Description

一种刮板输送机链条张力估算方法
技术领域
本发明涉及一种链条张力估算方法，特别是一种刮板输送机链条张力估算方法。
背景技术
综采工作面刮板输送机动作主要包括链轮链条传动和中部槽推溜，工作过程中刮板输送机链条受到张紧力、自身重力、载煤力以及摩擦阻力等多种载荷共同作用。此外，作为刮板输送机最易发生故障的部件之一，刮板输送机链条极易受到刮板输送机直线度和地面的起伏程度影响，发生断链、跳链和掉链等故障。
刮板输送机运行环境恶劣，链条与链轮啮合并在中部槽上不断移动，链条张力受外界因素影响不断变化，链条张力过大、过小及分布不均是导致链条故障的直接原因。
发明内容
本发明的目的是要提供一种简单易行、高效实用的刮板输送机链条张力估算方法，解决链条张力受外界因素影响的变化，链条张力过大、过小及分布不均而产生的故障问题。
本发明的目的是这样实现的：该链条张力估算方法,步骤如下：
(1)根据链条张力与载荷、链速的变化规律，通过相关性分析，明确链条各点张力的耦合关系，以刮板与链条的接触点作为弱耦合点,构建弱耦合点集合；
(2)在若干刮板输送机刮板上嵌入应变传感器，通过测量刮板与链条之间接触点受力，获得相应弱耦合点的张力，运用插值方法，描述弱耦合点之间链条张力，建立由弱耦合点构成的链条张力分布离散模型，并基于实时测量的链条弱耦合点张力，实现对整个链条张力分布的估算；
(3)刮板与链条的接触点相对移动，受实时载荷分布与链速变化因素影响，基于自适应卡尔曼滤波器进一步优化链条实时张力估算结果，通过数据控制中心实现对链条张力的预测。
所述应变传感器设置在若干刮板输送机刮板的横链槽和立链槽内，且在若干刮板输送机刮板上安装位置相同。
所述若干刮板输送机刮板表面设置有设备安装槽，安装槽内部设置有数据采集卡、A/D转换模块、无线发送模块和电源模块；应变传感器数据信号采用无线传输方式，运用数据压缩方法减少数据量，并设计传输协议缩短传输延迟。
有益效果及优点，由于采用了上述方案，刮板输送机链条与链轮啮合并在中部槽上不断移动，其张力也随载荷实时变化，直接测量整条链条的张力难以实现，将应变传感器设置在若干刮板输送机刮板上，测量刮板和链条之间弱耦合点的张力,通过对链条有限位置的张力测量完成对整条链条张力的估算。
解决了链条张力受外界因素影响的变化，链条张力过大、过小及分布不均而产生的故障问题，达到了本发明的目的。
附图说明：
图1为本发明的刮板输送机刮板组件安装示意图。
图2为本发明的应变传感器安装示意图。
图3为本发明的下压板应变传感器安装示意图。
图4为本发明的上刮板应变传感器安装示意图。
图5为本发明的数据信号无线传输原理图。
图中：1、刮板输送机上刮板；2、刮板输送机下压板；3、立链；4、横链；5、定位孔；6、设备安装槽；7、引线槽；8、引线孔；9、横链槽；91、上刮板横链贴片槽；92、下压板横链贴片槽；10、立链贴片槽；101、上刮板立链贴片槽；102、下压板立链贴片槽；11、立链链窝；12、固定凸台；13、固定槽。
具体实施方式
一种刮板输送机链条张力估算方法,其步骤如下：
(1)根据链条张力与载荷、链速的变化规律，通过相关性分析，明确链条各点张力的耦合关系，以刮板与链条的接触点作为弱耦合点,构建弱耦合点集合；
(2)在若干刮板输送机刮板上嵌入应变传感器，通过测量刮板与链条之间接触点受力，获得相应弱耦合点的张力，运用插值方法，描述弱耦合点之间链条张力，建立由弱耦合点构成的链条张力分布离散模型，并基于实时测量的链条弱耦合点张力，实现对整个链条张力分布的估算；
(3)刮板与链条的接触点相对移动，受实时载荷分布与链速变化因素影响，基于自适应卡尔曼滤波器进一步优化链条实时张力估算结果，通过数据控制中心实现对链条张力的预测。
所述应变传感器设置在若干刮板输送机刮板的横链槽和立链槽内，且在若干刮板输送机刮板上安装位置相同。
所述若干刮板输送机刮板表面设置有设备安装槽，安装槽内部设置有数据采集卡、A/D转换模块、无线发送模块和电源模块；应变传感器数据信号采用无线传输方式，运用数据压缩方法减少数据量，并设计可靠的传输协议缩短传输延迟。
下面结合附图对本发明做更进一步的解释。
实施例1：如图1、2所示，所述刮板输送机刮板由刮板输送机上刮板1和刮板输送机下压板2两部分组成，上刮板和下压板通过固定凸台12和固定槽13连接成一个整体；刮板输送机链条包括立链3和横链4，立链3通过立链链窝11与刮板接触，横链4通过横链槽9与刮板接触；所述刮板输送机刮板和刮板输送机链条基于定位孔5通过定位螺栓连接成一个整体。
所述应变传感器设置在若干刮板输送机横链贴片槽和立链贴片槽10内，且在若干刮板输送机刮板上安装位置相同；所述横链贴片槽包括上刮板横链贴片槽91和下压板横链贴片槽92，立链贴片槽10由上刮板立链贴片槽101和下压板立链贴片槽102共同组成，引线槽7和引线孔8用于应变传感器布线；
如图3所示，所述若干刮板输送机刮板表面设置有设备安装槽6，设备安装槽内部设置有数据采集卡、A/D转换模块、无线发送模块和电源模块；数据采集卡用于采集应变传感器数据信号，A/D转换模块将采集到的传感器信号转换成数字信号；所述无线发送模块用于无线信号传输，无线接收模块接收无线信号并将数据传输至数据控制中心，对数据信息进一步处理；电源模块用于设备供电；所述无线传输信号，通过数据压缩和设计传输协议减少数据量并缩短传输延迟。
一种刮板输送机链条张力估算方法,其具体步骤如下：
(1)根据链条张力与载荷、链速的变化规律，通过相关性分析，明确链条各点张力的耦合关系，以刮板与链条的接触点作为弱耦合点,构建弱耦合点集合；
(2)在若干刮板输送机刮板上嵌入应变传感器，通过测量刮板与链条之间接触点受力，可以获得相应弱耦合点的张力，运用插值等方法，描述弱耦合点之间链条张力，建立由弱耦合点构成的链条张力分布离散模型，并基于实时测量的链条弱耦合点张力，实现对整个链条张力分布的估算；
(3)刮板与链条的接触点相对移动，易受实时载荷分布与链速变化等因素影响，基于自适应卡尔曼滤波器进一步优化链条实时张力估算结果，通过数据控制中心实现对链条张力的预测。

Claims (3)

1.一种刮板输送机链条张力估算方法，其特征是：该链条张力估算方法,步骤如下：
(1)根据链条张力与载荷、链速的变化规律，通过相关性分析，明确链条各点张力的耦合关系，以刮板与链条的接触点作为弱耦合点,构建弱耦合点集合；
(2)在若干刮板输送机刮板上嵌入应变传感器，通过测量刮板与链条之间接触点受力，获得相应弱耦合点的张力，运用插值方法，描述弱耦合点之间链条张力，建立由弱耦合点构成的链条张力分布离散模型，并基于实时测量的链条弱耦合点张力，实现对整个链条张力分布的估算；
(3)刮板与链条的接触点相对移动，受实时载荷分布与链速变化因素影响，基于自适应卡尔曼滤波器进一步优化链条实时张力估算结果，通过数据控制中心实现对链条张力的预测。
2.根据权利要求1所述的一种刮板输送机链条张力估算方法，其特征是：所述应变传感器设置在若干刮板输送机刮板的横链槽和立链槽内，且在若干刮板输送机刮板上安装位置相同。
3.根据权利要求1所述的一种刮板输送机链条张力估算方法，其特征是：所述若干刮板输送机刮板表面设置有设备安装槽，安装槽内部设置有数据采集卡、A/D转换模块、无线发送模块和电源模块；应变传感器数据信号采用无线传输方式，运用数据压缩方法减少数据量，并设计传输协议缩短传输延迟。
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