CN108051171A - 一种采煤机抛煤冲击测试装置 - Google Patents

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Abstract

一种采煤机抛煤冲击测试装置是在抛煤落点位设置有落煤平台，在落煤平台上面布设有压力传感器承接冲击煤块；在落煤平台下端面铰接有四个竖直分布的液压杆，并在液压杆一侧布设有振动传感器与信号收集卡及其工控机通信连接；在底座上安设有液压杆及其支撑机构，并在支撑机构的顶端设置有与电机输出轴连接的采煤机滚筒；采煤机滚筒从由煤粉黏粘而成的煤壁上进行采煤，实现对采煤机抛煤的冲击测试。

Description

一种采煤机抛煤冲击测试装置
技术领域
本发明涉及一种冲击测试装置，尤其是一种煤矿井下的采煤机抛落的煤块对刮板冲击的测试实验装置。
背景技术
刮板输送机在运送物料过程中，经常受到采煤机滚筒抛落的硬质煤块的冲击。硬性物质卡溜槽中时，易发生剧烈磨损。采煤机抛落煤块对刮板输送机的冲击磨损主要有：中部槽磨损、刮板链磨损、刮板磨损。
中部槽磨损：链条及刮板经调质处理后，其硬度为HRC38-42，中板材料为热轧16Mn，其硬度为HRC180-200，链条上的毛刺及尖锐凸起部分对中板来说相当于刀具的刀口，而煤块对链条的冲击力可将这些尖锐突起部分压入中板表面，当链条、刮板运动时就会将中板切出梨沟，后续抛落的煤块继续冲击梨沟使中板不断磨损直至失效。同时，中部槽由8mm厚的轧制槽帮和6mm厚的中板焊接而成，采煤机的重压和滚筒截割煤层时的冲击极易使其弯曲变形，导致大块煤岩卡死在槽中对中板的重压、槽体变形及磨损。
刮板链磨损：刮板输送机在运行过程中，抛落的煤块所产生的脉动冲击载荷会长时间的施加在刮板链条上，使刮板链发生疲劳破坏。刮板链周期运转，会产生循环载荷，随着循环载荷的不断进行，刮板链强度不断降低、承载能力变差等。这些问题会使刮板链产生微小的裂纹，后续抛落的煤块继续冲击刮板链上已经存在的裂纹，刮板链会不断地磨损直至失效。链条出现磨损会造成有效断面降低，进而导致强度下降，产生断链问题。同时，刮板链磨损后传动效率比正常链条降低6%左右，且使平环肩部磨损加剧。
刮板磨损：刮板输送机在运行过程中，抛落的煤块所产生的脉动冲击载荷会长时间的施加在刮板上，使刮板出现磨损、弯曲变形等，进而导致链条跳牙。
工程实际中出现上述情况时，对刮板输送机的维护修理及更换情况如下：当中板的梨沟深度达到原设计中板厚度的1/3时，就会影响到中部槽的整体强度，此时必须修复；局部磨损达到原设计中板厚度的一半及以上时则必须更换；刮板链链节转动不灵活时，可拆下该链节，取出销轴，用砂纸打磨销轴外圆，直至装入后转动灵活为止，若无法修复应更换销轴或链节；刮板弯曲变形时，取下链节，采用局部加热弯曲变形部位的方法进行校正，如无法修复则必须更换刮板。
设备性能的可靠性是进行高效作业的保证。井下受场地、灯光等条件的限制，维修条件差，有些高瓦斯矿井基本不具备现场维修的条件，一旦出现故障就会严重影响安全生产；在煤矿井下，采煤机抛落的煤块对刮板输送机冲击带来的磨损很大，现场使用表明,一部SGW-40T型刮板输送机,价值400万元,在运载60～80万t煤之后就报废。SGZ-1000/1400型刮板输送机的中板采用厚度为50mm的进口钢材,而该机的过煤量也只是在300万t左右。按今年全国煤炭产量20亿t及采煤机械化平均水平45%统计,全国刮板输送机每年因磨损引起的资金投入为10～12亿元，每年需要投入大量的人力和财力来进行维护、修理及更换刮板输送机。因此对采煤机抛煤冲击进行测试实验研究，获取采煤机抛煤的初速度及高度、冲击角度和落煤位置，以及对落煤平台冲击力大小的影响规律，进一步解决采煤机抛煤冲击所带来的刮板输送机的磨损问题，有利于延长刮板输送机寿命、提高工作效率，进一步降低成本、提高利润；矿井下的工作面错综复杂，本装置模拟井下底板不平整、带有倾角的情况下对刮板输送机的冲击磨损，可将试验所得的影响规律更好的应用到实际生产实践中去。
发明内容
本发明要解决的具体技术问题是刮板机刮板由于冲击带来的磨损问题，以及模拟井下底板不平整以及带有倾角的情况下刮板的磨损问题，获取抛煤冲击规律及其影响因素，并提供一种采煤机抛煤冲击测试装置。
解决上述问题所提供的一种采煤机抛煤冲击测试装置，包括液压杆、底座、振动传感器、压力传感器、落煤平台、采煤机滚筒及箱体；其特征在于：所述采煤机抛煤的落点位设置有落煤平台；所述落煤平台的水平面上布设有五行十五列组合的压力传感器，承接采煤机抛出的冲击煤块；所述落煤平台的底端面铰接有四个竖直分布的液压杆Ⅱ，并在四个竖直分布的液压杆Ⅱ的一侧分别布设有振动传感器与信号收集卡及其工控机通信连接；在所述底座上安设有由两个液压杆Ⅰ及其销连接构成的支撑机构，并在支撑机构的顶端设置有与电机输出轴连接的采煤机滚筒；所述采煤机滚筒从由煤粉黏粘而成的煤壁上进行采煤，实现对采煤机抛煤的冲击测试。
一种如上述采煤机抛煤冲击测试装置的测试方法，所述测试方法是启动电机，采煤机滚筒从由煤粉黏粘而成的煤壁处进行采煤抛出煤块，通过调节落煤平台底端的四个液压杆Ⅱ及支撑机构的两个液压杆Ⅰ来对不同高度的抛煤冲击力及不同落煤角度的冲击力进行检测，通过调节电机转速来控制抛煤的初速度及其落煤的冲击位置，通过收集传感器信号获取不同抛煤高度和不同抛煤冲击角度，以及不同抛煤的不同落煤位置数据参数，并通过信号收集卡及其工控机通信连接，实现采煤机抛煤冲击测试。
其中，所述落煤平台的倾角是≤35°；所述压力传感器的冲击力是超过≤110N。
实现上述本发明所提供的一种采煤机抛煤冲击测试装置，与现有技术相比，其直接带来的和必然产生的有益效果是：本发明通过调节落煤平台底端的四个液压杆及支撑机构的两个液压杆对不同高度的抛煤冲击力及不同落煤角度的冲击力进行测量，能够模拟井下不同底板倾角的情况下受到煤块的冲击，实现采煤机抛煤的冲击测试。
由于煤矿井下的工作面错综复杂，本装置模拟井下底板不平整，带有倾角的情况下对刮板输送机的冲击磨损，将试验所得的影响规律更好的应用到实际生产实践中去，进一步降低成本，提高利润，也为解决冲击所带来的磨损问题提供科学的数据支持。
附图说明
图1是本发明采煤机抛煤测试装置的结构示意图。
图2是本发明采煤机抛煤测试装置的左视图。
图中：1：第一液压杆；2：底座；3：第二液压杆；4：振动传感器；5：压力传感器；6：落煤平台；7：采煤机滚筒；8：箱体。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作出进一步的说明。
如附图1及附图2所述，实施本发明上述所提供的一种采煤机抛煤冲击测试装置的技术方案，该方案包括有液压杆Ⅰ1、底座2、液压杆Ⅱ3、振动传感器4、压力传感器5、落煤平台6、采煤机滚筒7和箱体8；其构成于采煤及抛煤机构下面设置有落煤平台6，在落煤平台6的水平面上布设有五行十五列排列组合的压力传感器5，用于承接采煤机抛出的煤块；在落煤平台6的底端面铰接有四个竖直分布的液压杆3，四个液压杆3的一侧面布设有振动传感器和声传感器4，并与信号收集卡及其工控机通信连接；在底座2上安设有由两个液压杆1及其销连接的支撑机构，底座2与支撑机构通过螺栓连接，支撑机构顶端设有与电机的输出轴通过花键配合连接的采煤机滚筒7，电机位于支撑机构的箱体8内，实现采煤机抛煤冲击测试。
测试时，开启电机，滚筒7从由煤粉黏粘而成的煤壁处进行采煤及抛煤，通过调节落煤平台6底端的四个液压杆3及支撑机构的两个液压杆1来对不同高度的抛煤冲击力及不同落煤角度的冲击力进行检测，通过调节电机转速来控制抛煤的初速度及落煤的冲击位置，通过收集传感器信号，从而获取不同抛煤的高度，不同抛煤的不同冲击角度，不同抛煤的不同落煤位置的数据参数，并通过信号收集卡及其工控机通信连接，以此来实现采煤机抛煤冲击测试，从而解决冲击所带来的磨损问题，进一步降低成本，提高利润，由于煤矿井下的工作面错综复杂，本装置模拟井下底板不平整，带有倾角的情况下对刮板输送机的冲击磨损，可将试验所得的影响规律更好的应用到实际生产实践中去，也为设计维护提供科学的数据支持。

Claims (4)

1.一种采煤机抛煤冲击测试装置，包括液压杆、底座、振动传感器、压力传感器、落煤平台、采煤机滚筒及箱体；其特征在于：所述采煤机抛煤的落点位设置有落煤平台（6）；所述落煤平台（6）的水平面上布设有五行十五列组合的压力传感器（5），承接采煤机抛出的冲击煤块；所述落煤平台（6）的底端面铰接有四个竖直分布的液压杆Ⅱ（3），并在四个竖直分布的液压杆Ⅱ（3）的一侧分别布设有振动传感器（4）与信号收集卡及其工控机通信连接；在所述底座（2）上安设有由两个液压杆Ⅰ（1）及其销连接构成的支撑机构，并在支撑机构的顶端设置有与电机输出轴连接的采煤机滚筒（7）；所述采煤机滚筒（7）从由煤粉黏粘而成的煤壁上进行采煤，实现对采煤机抛煤的冲击测试。
2.如权利1所述的采煤机抛煤冲击测试装置，其特征在于：所述采煤机抛煤冲击测试装置的测试方法是启动电机，采煤机滚筒（7）从由煤粉黏粘而成的煤壁处进行采煤抛出煤块，通过调节落煤平台（6）底端的四个液压杆Ⅱ（3）及支撑机构的两个液压杆Ⅰ（1）来对不同高度的抛煤冲击力及不同落煤角度的冲击力进行检测，通过调节电机转速来控制抛煤的初速度及其落煤的冲击位置，通过收集传感器信号获取不同抛煤高度和不同抛煤冲击角度，以及不同抛煤的不同落煤位置数据参数，并通过信号收集卡及其工控机通信连接，实现采煤机抛煤冲击测试。
3.如权利1所述的采煤机抛煤冲击测试装置，其特征在于：所述落煤平台（6）的倾角是≤35°。
4.如权利1所述的采煤机抛煤冲击测试装置，其特征在于：所述压力传感器（5）的冲击力是超过≤110N。
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