CN106986142B - 基于拉压力传感器综采面刮板输送机自动调直装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于拉压力传感器综采面刮板输送机自动调直装置及方法，该自动调直装置包括综采工作面，该综采工作面包括若干个中部槽，每个中部槽均与一个液压支架的推压杆连接；其特征在于，所述综采工作面配有自动调直装置，该自动调直装置包括柔性元件绳索、拉压力传感器以及信号处理装置，其中：所述的拉压力传感器，针对于每一个中部槽，配装有两个；所述的柔性元件绳索，一端与绳索伸缩控制装置连接，另一端则依次通过吊环与各拉压力传感器连接，并固定于最外侧的定位承力螺栓；根据信号处理装置的结果调整各个中部槽位置，使各组的拉压力值相等为零，进而完成刮板机机身的自动调直，此装置精度高，性价比高，能够克服矿井下恶劣的环境，使用寿命长。
Description
技术领域
本发明涉及一种综采面刮板输送机机身直线度的控制装置及方法，具体是一种煤矿井下刮板机的自动调直，属于刮板输送机机身自动调直领域。
背景技术
刮板输送机在综采工作面使用过程中，要承受压力、拉力、撞击、弯曲、摩擦和腐蚀等多种复杂的状况，并且除了承受巨大的载荷冲击还受到现场工人操作水平的影响，如果操作不当将使刮板输送机的机身直线度无法满足生产使用要求，导致刮板链断裂，中部槽磨损和机身的严重变形，进而引起一系列的故障，甚至整个采煤过程不能正常运行，存在巨大的安全隐患。刮板输送机遇到故障处理时会浪费大量的时间，特别是刮板机的机身直线度无法得到保证时，一方面液压支架对综采面顶板的工作状态；另一方面导致刮板链的倾斜，加快其磨损，缩短刮板链的使用寿命，甚至导致断链使综采面刮板机无法工作运行，影响生产效率。如刮板拉斜一般需要十几分钟，而链条拉断停车处理至少要一个半小时以上，给高效率生产带来不利影响。
刮板输送机由料槽、牵引链、刮板、头部驱动链和尾部张紧链轮等组成，在煤炭生产中起着非常重要的作用，具有输送量大、输送距离长、能耗低等特点，不仅用于煤炭及矿山等，而且也广泛用于冶金、建材和水泥等部门。刮板机是大型机械设备，一旦失效轻则浪费大量是时间和物力维修，重则机器报废，这都将给企业造成极大的经济损失，甚至工人的生命安全。
国内大部分煤矿仍然依靠人工方式进行刮板输送机机身的调直，通过液压支架操作阀对刮板机中部槽的位置调整，支架推移千斤顶的位移量由工人根据综采面的工况及工作经验来决定，由于井下工作状况复杂并且工人经验也存在差异，所以准确度很低，这种方式不可靠。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于拉压力传感器综采面刮板输送机自动调直装置及方法，以中部槽前面的拉压力传感器和柔性元件绳索为工具参考，通过中央控制器来调直每个中部槽，从而保证了刮板输送机机身整体的直线度，机构简单，响应快，精度高，性价比高。
为实现上述的技术目的，本发明将采取如下的技术方案：
一种基于拉压力传感器综采面刮板输送机自动调直装置，包括综采工作面，该综采工作面包括若干个中部槽，每个中部槽均与一个液压支架的推拉杆连接；其特征在于，所述综采工作面配有自动调直装置，该自动调直装置包括柔性元件绳索、拉压力传感器以及信号处理装置，其中：所述的拉压力传感器，针对于每一个中部槽，配装有两个；所述的柔性元件绳索，一端与绳索伸缩控制装置连接，另一端则依次通过吊环与各拉压力传感器连接，并固定于最外侧的拉压力传感器(此传感器用定位承力螺栓代替)；所述的绳索伸缩控制装置，能够根据各中部槽位置的不同，自动调整柔性元件绳索的伸缩；拉压力传感器，能够根据柔性元件绳索的伸缩，而检测出相应的压力FY和拉力FL，并能够将所检测到的压力FY和拉力FL实时反馈至信号处理装置；所述的信号处理装置，根据各拉压力传感器所反馈的压力FY和拉力FL，通过一一判断相邻两个中部槽上相邻的两个拉压力传感器所反馈的压力FY和拉力FL的大小，来控制相邻右侧中部槽位置，处于右侧的中部槽所对应的液压支架的动作，直至相邻两个中部槽中间相邻的两个拉压力传感器所反馈的值相等且均为零，完成向右调节直线度；通过一一判断相邻两个中部槽上，相邻的两个拉压力传感器所反馈的压力FY和拉力FL的大小，来控制相邻左侧中部槽位置，处于左侧的中部槽所对应的液压支架的动作，直至相邻两个中部槽中间相邻的两个拉压力传感器所反馈的值相等且均为零，完成向左调节直线度。
作为本发明的进一步改进，所述的拉压力传感器为光纤光栅拉压力传感器。
作为本发明的进一步改进，所述光纤光栅拉压力传感器一端安装在中部槽上，另一端则配装有吊环；柔性元件绳索通过各吊环与相应的光纤光栅传感器连接。
作为本发明的进一步改进，每个中部槽上的两个拉压力传感器，分别为拉压力传感器 A、拉压力传感器B；拉压力传感器A上吊环的中心与拉压力传感器B上吊环的中心连线，分别与中部槽后端面、上端面均平行。
作为本发明的进一步改进，每个中部槽上的两个拉压力传感器，分别安装在该中部槽后端面靠近两侧边的1/4位置处。
作为本发明的进一步改进，所述拉压力传感器通过螺栓组件固定安装在中部槽上。
本发明的另一技术目的是提供一种综采面刮板输送机的自动调直方法，包括以下步骤： (1)对于具有N个中部槽的综采刮板输送机，在每一个中部槽后端面的靠近两侧边1/4位置处，分别安装有一个拉压力传感器，其中，处于中部槽左侧的拉压力传感器为拉压力传感器 A，处于中部槽右侧的拉压力传感器为拉压力传感器B；同时，每一个中部槽上，拉压力传感器A上吊环的中心与拉压力传感器B上吊环的中心连线，分别与中部槽后端面、上端面均平行；(2)将柔性元件绳索的一端与绳索伸缩控制装置连接，另一端依次通过各拉压力传感器顶端的吊环，并固定于最外侧的定位承力螺栓；(3)根据各中部槽上，拉压力传感器A、拉压力传感器B所反馈的信息，其中，压力为正值，拉力为负值，选取其中一组为目标组；与该目标组相邻的两个中部槽，以此目标组进行参照对比调节；(4)向右调节直线度：以目标组拉压力传感器B检测到的拉压力值为参考值U；右侧相邻组的拉压力传感器A检测到的拉压力值若大于此参考值U，产生正电压信号，控制液压支架推进对应组的中部槽；若右侧相邻组的拉压力传感器检测到的拉压力值小于参考值U，产生负电压信号，控制液压支架拉缩对应组中部槽，直至目标组的拉压力传感器B检测到的拉压力值和右侧相邻组拉压力传感器 A检测到的拉压力值相等且等于零停止动作；将完成定位的相邻组为目标组依次向右调节相邻组，重复上述步骤，直至所有的中部槽位于一条直线上；(5)向左调节直线度：以目标组拉压力传感器A检测到的拉压力值为参考值U，左侧相邻组的拉压力传感器B检测到的拉压力值若大于此参考值U，产生正电压信号，控制液压支架推进对应组中部槽；若左侧相邻组的拉压力传感器检测到的拉压力值小于参考值U，产生负电压信号，控制液压支架拉缩对应组中部槽，直至目标组的拉压力传感器A检测到的拉压力值和左侧相邻组拉压力传感器B检测到的拉压力值相等且等于零，停止动作；将完成定位的相邻组为目标组依次向左调节相邻组，重复上述步骤，直至所有的中部槽位于一条直线上。
根据上述的技术方案，本发明相对于现有技术而言，具有如下的优点：
该装置以拉压力传感器为检测工具，柔性元件绳索为虚拟的数字参考直线，通过拉压力传感器检测的压力和拉力转换为电压信号传送到信号处理控制系统进行数据拟合，根据信号处理的结果调整各个中部槽位置，使各组的拉压力值相等且等于零，进而完成刮板机机身的自动调直，此装置精度高，性价比高，能够克服矿井下恶劣的环境，使用寿命长。
附图说明
图1为本发明刮板输送机自动调直方法的流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置。表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。
为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)。
如图1所示，本发明所述的基于拉压力传感器综采面刮板输送机自动调直装置，包括信号采集系统、信号处理控制系统和机构执行系统，所述信号采集系统主要有光纤光栅拉压力传感器和柔性元件绳索，安装在中部槽的后端面；信号处理控制系统主要有数据传输模块和数据处理模块组成，两端分别连接信号采集端和执行系统的液压支架；机构执行系统主要由液压支架、推拉杆和中部槽组成，其中，液压支架通过推拉杆控制中部槽的位置。
拉压力传感器安装在每个中部槽后端面的两端相同1/4位置，每个中部槽安装两个同规格的拉压力传感器，并进行标号A和B，并且保证传感器A、B顶端吊环的连线与上端和后端都平行，其中整个工作面中部槽最左端和最右端分别是螺栓吊环和定位承力螺栓，分别用于辅助定位绳索的两端位置，保证整个直线度。一个中部槽和对应的一个液压支架为一组，把综采工作面液压支架和中部槽分成N组，并依次进行编号。根据采集的信号选取适当的液压支架组和中部槽组合R为目标组，相邻的两组(R—1和R+1)以此目标组R进行对参照对比调节。
特别说明，位于两端的第1组中部槽中的传感器A和第N组中部槽中的传感器B分别是螺栓吊环和定位承力螺栓，代替传感器起到辅助作用，主要承受绳索方向的力，辅助刮板机直线度调直。
拉压力传感器通过螺栓组件固定安装在中部槽，螺栓组件包括螺栓和垫片；垫片置于拉压力传感器和中部槽之间，螺栓依次穿过中部槽、垫片以及拉压力传感器后，能够将拉压力传感器固定在中部槽。
柔性元件绳索依次穿过所有拉压力传感器顶端的吊环，柔性元件绳索一端固定在刮板输送机终端中部槽的最外边的拉压力传感器A上，另一端连接与控制绳索伸缩的装置。其中，控制绳索伸缩的装置能根据N个中部槽的位置不同自动伸长和缩短，使柔性元件绳索始终保持一定的张紧度，从而使拉压力传感器产生相应的拉力和压力。
以下详细地说明本发明的调直方法：
向右调节直线度以目标组R拉压力传感器B检测到的拉压力值为参考值U(其中压力为正值，拉力为负值)，相邻组(R+1)的拉压力传感器A的值若大于此参考值U产生正电压信号，机构执行系统控制液压支架推进对应组中部槽；若相邻组(R+1)的拉压力传感器A的值小于U产生负电压信号，机构执行系统控制液压支架拉缩对应组中部槽，直至目标组R的拉压力传感器B的值和相邻组(R+1)拉压力传感器A的值相等且等于零停止动作。将完成定位的相邻组 (R+1)为目标组依次调节自相邻组，重复上述步骤，使所有的中部槽位于一条直线上，从而完成了刮板输送机自动调直。
向左调节直线度以目标组R拉压力传感器A检测到的拉压力值为参考值U，相邻组(R-1)的拉压力传感器B的值若大于此参考值U产生正电压信号，机构执行系统控制液压支架推进对应组中部槽；若相邻组(R-1)的拉压力传感器B的值小于U产生负电压信号，机构执行系统控制液压支架拉缩对应组中部槽，直至目标组R的拉压力传感器A的值和相邻组(R-1) 拉压力传感器B的值相等且等于零停止动作。将完成定位的相邻组(R-1)为目标组依次调节相邻组，重复上述步骤，使所有的中部槽位于一条直线上，从而完成了刮板输送机自动调直。进而从整体上确保了中部槽在同一条直线上完成调节动作。
Claims (7)
1.一种基于拉压力传感器综采面刮板输送机自动调直装置，包括综采工作面，该综采工作面包括若干个中部槽，每个中部槽均与一个液压支架的推压杆连接；其特征在于，所述综采工作面配有自动调直装置，该自动调直装置包括柔性元件绳索、拉压力传感器以及信号处理装置，其中：
所述的拉压力传感器，针对于每一个中部槽，配装有两个；
所述的柔性元件绳索，一端与绳索伸缩控制装置连接，另一端则依次通过吊环与各拉压力传感器连接，并固定于最外侧的拉压力传感器，所述最外侧的拉压力传感器为定位承力螺栓；
所述的绳索伸缩控制装置，能够根据各中部槽位置的不同，自动调整柔性元件绳索的伸缩；
拉压力传感器，能够根据柔性元件绳索的伸缩，而检测出相应的压力FY和拉力FL，并能够将所检测到的压力FY和拉力FL实时反馈至信号处理装置；
所述的信号处理装置，根据各拉压力传感器所反馈的压力FY和拉力FL，通过一一判断相邻两个中部槽上相邻的两个拉压力传感器所反馈的压力FY和拉力FL的大小，来控制相邻右侧中部槽位置，处于右侧的中部槽所对应的液压支架的动作，直至相邻两个中部槽中间相邻的两个拉压力传感器所反馈的电压值相等且均为零，完成向右调节直线度；通过一一判断相邻两个中部槽上，相邻的两个拉压力传感器所反馈的压力FY和拉力FL的大小，来控制相邻左侧中部槽位置，处于左侧的中部槽所对应的液压支架的动作，直至相邻两个中部槽中间相邻的两个拉压力传感器所反馈的值相等且均为零，完成向左调节直线度。
2.根据权利要求1所述的一种综采面刮板输送机自动调直装置，其特征在于，所述的拉压力传感器为光纤光栅拉压力传感器。
3.根据权利要求2所述的一种综采面刮板输送机自动调直装置，其特征在于，所述光纤光栅拉压力传感器一端安装在中部槽上，另一端则配装有吊环；柔性元件绳索通过各吊环与相应的光纤光栅传感器连接。
4.根据权利要求3所述的一种综采面刮板输送机自动调直装置，其特征在于，每个中部槽上的两个拉压力传感器，分别为拉压力传感器A、拉压力传感器B；拉压力传感器A上吊环的中心与拉压力传感器B上吊环的中心连线，分别与中部槽后端面、上端面均平行。
5.根据权利要求4所述的一种综采面刮板输送机自动调直装置，其特征在于，每个中部槽上的两个拉压力传感器，分别安装在该中部槽后端面靠近两侧边的1/4位置处。
6.根据权利要求1所述的一种综采面刮板输送机自动调直装置，其特征在于，所述拉压力传感器通过螺栓组件固定安装在中部槽上。
7.一种综采面刮板输送机的自动调直方法，其特征在于，包括以下步骤：
对于具有N个中部槽的综采刮板输送机，在每一个中部槽后端面的靠近两侧边1/4位置处，分别安装有一个拉压力传感器，其中，处于中部槽左侧的拉压力传感器为拉压力传感器A，处于中部槽右侧的拉压力传感器为拉压力传感器B；同时，每一个中部槽上，拉压力传感器A上吊环的中心与拉压力传感器B上吊环的中心连线，分别与中部槽后端面、上端面均平行；
将柔性元件绳索的一端与绳索伸缩控制装置连接，另一端依次穿过各拉压力传感器顶端的吊环，并固定于最外侧的定位承力螺栓；
根据各中部槽上，拉压力传感器A、拉压力传感器B所反馈的信息，其中压力为正值，拉力为负值，选取其中一组为目标组；与该目标组相邻的两个中部槽，以此目标组进行参照对比调节；
向右调节直线度：以目标组拉压力传感器B检测到的拉压力值为参考值U；右侧相邻组的拉压力传感器A检测到的拉压力值若大于此参考值U，产生正电压信号，控制液压支架推进对应组的中部槽；若右侧相邻组的拉压力传感器A检测到的拉压力值小于参考值U，产生负电压信号，控制液压支架拉缩对应组中部槽，直至目标组的拉压力传感器B检测到的拉压力值和右侧相邻组拉压力传感器A检测到的拉压力值相等且等于零停止动作；将完成定位的右侧相邻组为目标组依次向右调节自相邻组，重复上述步骤，直至所有的中部槽位于一条直线上；
向左调节直线度：以目标组拉压力传感器A检测到的拉压力值为参考值U，左侧相邻组的拉压力传感器B检测到的拉压力值若大于此参考值U，产生正电压信号，控制液压支架推进对应组中部槽；若左侧相邻组的拉压力传感器检测到的拉压力值小于参考值U，产生负电压信号，控制液压支架拉缩对应组中部槽，直至目标组的拉压力传感器A检测到的拉压力值和左侧相邻组拉压力传感器B检测到的拉压力值相等且等于零，停止动作；将完成定位的相邻组为目标组依次向左调节相邻组，重复上述步骤，直至所有的中部槽位于一条直线上。
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