CN107780933A - 一种能测量截割温度的刀型截齿 - Google Patents

一种能测量截割温度的刀型截齿 Download PDF

Info

Publication number
CN107780933A
CN107780933A CN201710845176.0A CN201710845176A CN107780933A CN 107780933 A CN107780933 A CN 107780933A CN 201710845176 A CN201710845176 A CN 201710845176A CN 107780933 A CN107780933 A CN 107780933A
Authority
CN
China
Prior art keywords
cutter teeth
shape cutter
knife shape
data
sensitive sensor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201710845176.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107780933B (zh
Inventor
杨道龙
王雁翔
邢邦圣
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jiangsu Normal University
Original Assignee
Jiangsu Normal University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jiangsu Normal University filed Critical Jiangsu Normal University
Priority to CN201710845176.0A priority Critical patent/CN107780933B/zh
Publication of CN107780933A publication Critical patent/CN107780933A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107780933B publication Critical patent/CN107780933B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21C—MINING OR QUARRYING
    • E21C35/00—Details of, or accessories for, machines for slitting or completely freeing the mineral from the seam, not provided for in groups E21C25/00 - E21C33/00, E21C37/00 or E21C39/00
    • E21C35/18—Mining picks; Holders therefor
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K7/00—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements
    • G01K7/16—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using resistive elements
    • G01K7/22—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using resistive elements the element being a non-linear resistance, e.g. thermistor

Abstract

一种能测量截割温度的刀型截齿，包括合金头和截齿齿身，合金头安装在截齿齿身的顶端，还包括嵌入式微型热敏传感器、数据采集基座和数据存储模块，嵌入式微型热敏传感器和数据采集基座设置于合金头内部，数据存储模块位于截齿齿身的腔体内，嵌入式微型热敏传感器通过数据采集基座与数据存储模块连接。本发明具有结构简单、测量准确等优点，将采集、储存、供电等功能集中在刀型截齿内部，保证了刀型截齿运动的灵活性、提高了截齿合金头内部温度测量的准确性，可获得工作过程中刀型截齿内部实时温度，掌握被不同工况下刀型截齿内部温度变化规律，为提高开采和掘进作业的安全性、延长刀型截齿的使用寿命提供重要依据。

Description

一种能测量截割温度的刀型截齿
技术领域
本发明涉及一种能测量截割温度的刀型截齿，适用于刨煤机、盾构机以及全断面硬岩掘进机等煤岩截割和隧道掘进设备的截齿温度测量。
背景技术
煤机是中薄煤层综合开采的主要采煤设备，盾构机用于土质地质结构，尤其是城市地铁隧道工程建设，而全断面硬岩掘进机用于岩石地质结构，特别是道路、涵洞、水利等工程建设。
上述煤岩截割和隧道掘进设备大幅度提高了中薄煤层开采和硬岩掘进施工效率，但是工作过程中的截齿与煤岩及坚硬岩石间的摩擦作用使导致截齿温度急剧上升，严重影响了截齿的使用寿命，致使开采和掘进作业中的截齿消耗量极大。
为了延长刀型截齿的使用寿命，必定要获得截齿工作状态下的温度变化过程。测量刀型截齿温度，现多是采用薄膜贴片或者红外监测的方式，只能获得零部件表面温度，而其内部温度却无从测量。
已知的一种可在采掘机械截割煤岩过程中测量截割头温度的截齿，使截齿在承担破坏煤岩功能的同时还作为温度传感装置。它包括两种不同材质的合金钢齿头和齿体，在所述的齿体下端开有一通向齿头底部的中心孔，中心孔内插装有顶在齿头底部的导电杆，导电杆与中心孔等长，导电杆与中心孔内表面之间附着有绝缘层，导电杆的外露端嵌装有内导电环，齿体的下端部嵌装有外导电环，内导电环和外导电环分别经导线连接到温度信号采集器上。本发明应用塞贝克效应，把截齿温度信号转换成热电动势信号，并通过在截齿齿体和齿芯组成的闭合回路中接入电气仪表转换成被测介质的温度，从而实现采掘机械截割煤岩过程中对截齿温度的监测。其存在的不足是：温度测量单元位于截齿内部，而数据采集、数据存储以及供电单元却位于截齿外部，之间采用数据线相连，致使在正常工况下，截齿运动灵活性大大降低，不能获得真实的测量结果；外加的数据采集、数据存储以及供电单元，占用一定空间，势必会影响整体截割效果；截割过程中，煤及岩石颗粒不断冲击摩擦外接元件，损伤外接元件，严重时破坏数据线及外接元件；同时截割过程中的粉尘及降尘喷雾，会导致外接元件短路，烧坏测量电路及元件。
发明内容
为了克服现有技术的上述不足，本发明提供一种能测量截割温度的刀型截齿，该刀型截齿不仅能获得不同工况下刀型截齿内部真实温度变化情况，并且结构简单，测量准确。
本发明解决其技术问题采用的技术方案是：包括合金头和截齿齿身，合金头安装在截齿齿身的顶端，还包括嵌入式微型热敏传感器、数据采集基座和数据存储模块，嵌入式微型热敏传感器和数据采集基座设置于合金头内部，数据存储模块位于截齿齿身的腔体内，嵌入式微型热敏传感器通过数据采集基座与数据存储模块连接。
相比现有技术，本发明的一种能测量截割温度的刀型截齿，将温度测量、数据采集、数据存储以及供电单元整体集中在刀型截齿内部，没有外接元件及数据线，采用模块化元件，使测量截齿结构简单，并可以像普通刀型截齿一样进行各种截割运动，获得不同截割运动过程中刀型截割内部温度变化真实结果，大大提高了测量的准确性；将所有元件集中在截齿内部，可以保护电子元件不被粉尘及降尘喷雾污染，避免了磨损损坏；进而掌握被工作状态下的刀型截齿内部温度变化，为提高开采和掘进作业的安全性、延长刀型截齿的使用寿命提供重要依据，具有较强的创新性和广泛的实用性，具有结构简单、测量准确等优点。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1为本发明一个实施例的剖面图。
图2为本发明一个实施例中数据采集基座的主视图。
图3为本发明一个实施例中数据采集基座的仰视图。
图4是本发明一个实施例中数据采集基座的后视图。
图5的本发明一个实施例中嵌入式微型热敏传感器的结构示意图。
图中：1、合金头，2、嵌入式微型热敏传感器，2-1、测量端，2-2、输出端，2-3、输出触点，3、数据采集基座，3-1、信号采集单元，3-2、数据传输线组，3-3、基座，3-4、数据处理芯片，4、截齿齿身，4-1、数据传输通道，5、数据存储模块，5-1、存储单元，5-2、供电单元，5-3、数据输入单元，6、盖板，7、固定螺栓。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
图1至图5示出了本发明一个较佳的实施例的结构示意图，图1中的一种能测量截割温度的刀型截齿，包括合金头1、嵌入式微型热敏传感器2、数据采集基座3、截齿齿身4、数据存储模块5和盖板6，合金头1通过焊接等方式安装在截齿齿身4的顶端，多组嵌入式微型热敏传感器2的测量端2-1安装在合金头1内部测量孔内，其输出端2-2安装在数据采集基座3上，数据采集基座3的信号采集单元3-1紧密接触，且嵌入式微型热敏传感器2与合金头1测量孔内的缝隙采用导热材料充填密封，嵌入式微型热敏传感器2与数据采集基座3安装孔内的缝隙采用非导体材料充填密封，数据采集基座3通过截齿齿身4的数据传输通道4-1与数据存储模块5的数据输入单元5-1相连，数据存储模块5位于截齿齿身4腔体内，通过绝缘胶与腔体内壁和盖板6连接固定，盖板6通过多组固定螺栓7与截齿齿身4固定。
参见图5，所述的嵌入式微型热敏传感器2包括测量端2-1、输出端2-2和输出触点2-3，根据测量要求嵌入式微型热敏传感器2的数量为1～10组，测量端2-1由热敏电阻和温控开关组成，热敏电阻随温度的增高而线性增大，温控开关在常温或存储状态下为断路；当外界温度达到某一阀值时，温控开关为通路，该阀值温度为40～100℃，可根据测量对象的不同设计相应的通路阀值。
参见图2至图4，所述的数据采集基座3包括信号采集单元3-1、数据传输线3-2、基座3-3以及数据处理芯片3-4，信号采集单元3-1安装在基座3-3内，每个信号采集单元3-1都连接一组数据传输线组3-2，信号采集单元3-1和数据传输线组3-2的数量与嵌入式微型热敏传感器2数量相同。
见图1所示，所述的数据存储模块5包括存储单元5-1、供电单元5-2、数据输入单元5-3等，供电单元5-2为数据输入单元5-3和存储单元5-1供电，存储单元5-3可插入TF存储卡等用以记录数据，这样一来，即使刀型截齿前端完全磨损或崩断，也可以获得温度传感器完全破碎之前的截齿温度变化过程。
工作原理：本发明与普通刀型截齿具有相同的安装方式和截割性能，亦有不同型号尺寸适应不同工作要求。该刀型截齿工作过程中，合金头1内部的嵌入式微型热敏传感器2将测得的温度转化为电压值或者电流值，并通过数据采集基座3将该电压值或者电流值转化为数据信号，由截齿齿身4内部的数据传输通道4-1输送至数据存储模块5的数据输入单元5-3，数据输入单元5-3获得的数据信号转化为对应的温度数值，并通过存储单元5-1储存至TF存储卡内。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质，对以上实施例所做出任何简单修改和同等变化，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种能测量截割温度的刀型截齿，包括合金头(1)和截齿齿身(4)，合金头(1)安装在截齿齿身(4)的顶端，其特征是：还包括嵌入式微型热敏传感器(2)、数据采集基座(3)和数据存储模块(5)，嵌入式微型热敏传感器(2)和数据采集基座(3)设置于合金头(1)内部，数据存储模块(5)位于截齿齿身(4)的腔体内，嵌入式微型热敏传感器(2)通过数据采集基座(3)与数据存储模块(5)连接。
2.根据权利要求1所述的一种能测量截割温度的刀型截齿，其特征是：所述的嵌入式微型热敏传感器(2)包括依次相连的测量端(2-1)、输出端(2-2)和输出触点(2-3)；
所述的数据采集基座(3)包括信号采集单元(3-1)、数据传输线组(3-2)、基座(3-3)以及数据处理芯片(3-4)，信号采集单元(3-1)安装在基座(3-3)内，每个信号采集单元(3-1)都连接一组数据传输线组(3-2)，信号采集单元(3-1)和数据传输线组(3-2)的数量与嵌入式微型热敏传感器(2)数量相同；
所述的数据存储模块(5)包括存储单元(5-1)、供电单元(5-2)和数据输入单元(5-3)，供电单元(5-2)为数据输入单元(5-1)和存储单元(5-3)供电；
多组嵌入式微型热敏传感器(2)的测量端(2-1)安装在合金头(1)内部测量孔内，其输出端(2-2)安装在数据采集基座(3)上，数据采集基座(3)的信号采集单元(3-1)紧密接触，数据采集基座(3)通过截齿齿身(4)的数据传输通道(4-1)与数据存储模块(5)的数据输入单元(5-1)相连。
3.根据权利要求2所述的一种能测量截割温度的刀型截齿，其特征是：所述嵌入式微型热敏传感器(2)的测量端(2-1)由热敏电阻和温控开关组成，温控开关的通路阈值为外界温度达到40～100℃时。
4.根据权利要求2所述的一种能测量截割温度的刀型截齿，其特征是：所述嵌入式微型热敏传感器(2)与合金头(1)测量孔内的缝隙采用导热材料充填密封；嵌入式微型热敏传感器(2)与数据采集基座(3)安装孔内的缝隙采用非导体材料充填密封。
5.根据权利要求2所述的一种能测量截割温度的刀型截齿，其特征是：所述数据存储模块(5)在截齿齿身(4)腔体内通过绝缘胶与腔体内壁和盖板(6)连接固定。
6.根据权利要求2至5任一项所述的一种能测量截割温度的刀型截齿，其特征是：所述存储单元(5-3)处插入TF存储卡。
7.根据权利要求1至5任一项所述的一种能测量截割温度的刀型截齿，其特征是：所述嵌入式微型热敏传感器2的数量为1～10组。
CN201710845176.0A 2017-09-19 2017-09-19 一种能测量截割温度的刀型截齿 Expired - Fee Related CN107780933B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710845176.0A CN107780933B (zh) 2017-09-19 2017-09-19 一种能测量截割温度的刀型截齿

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710845176.0A CN107780933B (zh) 2017-09-19 2017-09-19 一种能测量截割温度的刀型截齿

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107780933A true CN107780933A (zh) 2018-03-09
CN107780933B CN107780933B (zh) 2020-02-28

Family

ID=61437938

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710845176.0A Expired - Fee Related CN107780933B (zh) 2017-09-19 2017-09-19 一种能测量截割温度的刀型截齿

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107780933B (zh)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101189408A (zh) * 2005-05-31 2008-05-28 山特维克知识产权股份有限公司 用于制造截齿的方法
CN101509375A (zh) * 2009-03-23 2009-08-19 中南大学 孕镶金刚石-硬质合金强耐磨截齿及其制作工艺
CN103038446A (zh) * 2010-07-30 2013-04-10 山特维克知识产权股份有限公司 金属基质复合材料截齿及制造方法
CN104047604A (zh) * 2014-06-10 2014-09-17 高建军 一种复合截齿及其制造方法
CN104110250A (zh) * 2014-07-30 2014-10-22 中国石油集团川庆钻探工程有限公司长庆井下技术作业公司 一种存储式井下工具扭矩测量装置
CN104358571A (zh) * 2014-11-04 2015-02-18 中国矿业大学 一种可在采掘机械截割煤岩过程中测量截割头温度的截齿
CN106996294A (zh) * 2017-05-10 2017-08-01 山东科技大学 一种采煤机滚筒截齿、滚筒和采煤机

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101189408A (zh) * 2005-05-31 2008-05-28 山特维克知识产权股份有限公司 用于制造截齿的方法
CN101509375A (zh) * 2009-03-23 2009-08-19 中南大学 孕镶金刚石-硬质合金强耐磨截齿及其制作工艺
CN103038446A (zh) * 2010-07-30 2013-04-10 山特维克知识产权股份有限公司 金属基质复合材料截齿及制造方法
CN104047604A (zh) * 2014-06-10 2014-09-17 高建军 一种复合截齿及其制造方法
CN104110250A (zh) * 2014-07-30 2014-10-22 中国石油集团川庆钻探工程有限公司长庆井下技术作业公司 一种存储式井下工具扭矩测量装置
CN104358571A (zh) * 2014-11-04 2015-02-18 中国矿业大学 一种可在采掘机械截割煤岩过程中测量截割头温度的截齿
CN106996294A (zh) * 2017-05-10 2017-08-01 山东科技大学 一种采煤机滚筒截齿、滚筒和采煤机

Also Published As

Publication number Publication date
CN107780933B (zh) 2020-02-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10006283B2 (en) Apparatuses and methods for at-bit resistivity measurements for an earth-boring drilling tool
CN104358571B (zh) 一种可在采掘机械截割煤岩过程中测量截割头温度的截齿
EP3025007B1 (en) Instrumented rotary tools with attached cutters
EP3505724B1 (en) Method for monitoring vibration and strain of key parts of tunnel boring machine
CN104018882A (zh) 一种分布式煤岩动力灾害电位实时监测方法及系统
CN112431604B (zh) 一种泥岩地层盾构泥饼防结系统及防结方法
CN109387385A (zh) 一种三维tbm护盾外表面围岩荷载识别方法
CN103542893A (zh) 一体化山体滑坡监测传感器
CN105510982B (zh) 基于激发极化法的tbm施工隧道聚焦型前向三维多电极在线探测系统
CN206862331U (zh) 地质内部位移三维监测系统
CN107780933A (zh) 一种能测量截割温度的刀型截齿
CN201392249Y (zh) 矿用无线自组网测温装置
CN107542463A (zh) 一种能测量截割温度的镐型截齿
CN110702777A (zh) 一种隧道掘进机滚刀磨损在线检测装置
CN204200231U (zh) 一种可在采掘机械截割煤岩过程中测量截割头温度的截齿
CN207728367U (zh) 一种具有破坚粉碎作用的隧道盾构机
CN209742795U (zh) 一种石油开采用探测钻头
CN102830422A (zh) 隧道超前监测方法及系统
CN115277792B (zh) 刀具及其磨损在线监测装置
CN205901256U (zh) 一种随钻测井仪器电路保护装置
CN211348042U (zh) 一种隧道掘进机滚刀磨损在线检测装置
CN201561748U (zh) 一种高压输电线路风偏在线监视装置
CN205691052U (zh) 一种监测煤矿井下巷道顶板位移的传感器
CN113047829B (zh) 基于掘进机运行参数的煤体结构坚固性的确定方法
Yim et al. New approach on prediction of fault zone ahead of tunnel face by using control chart for RMR parameters

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20200228

Termination date: 20210919