CN108825243A - 一种露天边帮煤开采履带行走采煤机及其监控方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于采煤机装置技术领域，具体涉及一种露天边帮煤开采履带行走采煤机及其监控方法，包括主机架和截割部，所述截割部设置在主机架上，所述截割部通过滑移装置与主机架联接，所述主机架的后部设有稳定纠偏支撑机构。通过滑移装置可以实现截割部的纵向移动，从而实现了整个煤巷断面的一次切割成型，避免了整机的频繁后退对巷道底板的二次剪切变形破坏，同时节省了能源的消耗和工作效率的提高。稳定纠偏支撑机构在起到稳定支撑的同时，还可以将设备后部撑离地面，通过调位油缸带动主机架移动，从而实现整机位置的横向微调，方便控制采煤机在巷道内的纵向行走方向。
Description
技术领域
本发明属于采煤机装置技术领域，具体涉及一种露天边帮煤开采履带行走采煤机及其监控方法。
背景技术
露天边帮煤开采履带行走采煤机是对露天煤矿待回填边帮处的煤层进行开采的设备。它无需穿孔、爆破与剥离作业，直接对边帮中的残余煤层在回填之前进行“抢救性”采掘回收。该设备是集定位、整机位置调整、自循环冷却、远程遥控、实时监控、实时诊断监测、煤岩界面识别、无人驾驶于一体的全自动综合采煤设备。
但现有采煤机在切割煤壁时需要履带行走部频繁前进和后退配合工作，在调动过程中容易导致巷道底板的二次剪切变形破坏，造成巷道底板倾斜，无法保证巷道底板的平整性；在行走过程中，无法对采煤机进行横向位置的微调，不便于控制采煤机在巷道内的纵向行走方向。
发明内容
针对上述技术问题，本发明提供了一种露天边帮煤开采履带行走采煤机及其监控方法，该采煤机在行走部不移动的状态下可以实现截割部的纵向移动切割，避免巷道底板的二次剪切变形破坏；可以实现横向位置的微调，便于控制采煤机的纵向行走方向。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种露天边帮煤开采履带行走采煤机，包括主机架和截割部，所述截割部设置在主机架上，所述截割部通过滑移装置与主机架联接，通过滑移装置可以实现截割部的纵向移动，所述主机架的后部设有稳定纠偏支撑机构，通过稳定纠偏支撑机构可以将主机架支撑起，并可实现整机位置的微调。
所述滑移装置包括掏槽油缸、滑架和滑轨，所述滑轨设置在主机架上，所述滑架与滑轨滑动联接，所述截割部设置在滑架上，所述掏槽油缸的两端分别与主机架和滑架联接，通过掏槽油缸可以带动滑架沿滑轨移动。
所述稳定纠偏支撑机构包括调位油缸、支撑板和设置在主机架后部两端的稳定支撑油缸，所述稳定支撑油缸与支撑板滑动联接，通过调位油缸可以带动稳定支撑油缸滑动,从而实现主机架移动。
所述支撑板上联接有定位板，定位板与支撑板联接后形成滑槽，所述稳定支撑油缸通过滑动板与该滑槽滑动联接。
所述主机架上设有与稳定支撑油缸联接的稳定支撑油缸安装架，所述调位油缸的一端与支撑板铰接，另一端与稳定支撑油缸安装架铰接。
采煤机的监控方法，采煤机的远程可视化控制系统通过监控操作台、无线摇控器、机载收发装置和机载 PLC 实现全程无人驾驶操作，采煤机切眼采用无线遥控操作，机头切入硐室后改用远程可视有线遥控操作，机载收发装置采集采煤机的各种工作参数，传送至监控操作台，并实时显示；机载收发装置接收到按键指令后，经机载 PLC 装置来控制采煤机的各种动作。
实时监测减速箱、电机关键部件的运行情况，利用传感器监测设备的运行状态及润滑液洁净状态；内装油温传感器和在线颗粒度传感器，实现对设备的早期故障监测诊断。
利用放射传感器和陀螺仪识别煤岩界面并且对截割滚筒及整机姿态控制，通过两侧水平导向测距装置测量煤岩与整机两侧之间的距离。
通过高清晰摄像头实时监控截割部的运动位置，且摄像装置有自动清洗功能，当粉尘遮挡后能够自动清洗干净。
本发明与现有技术相比，具有的有益效果是：
截割部通过滑移装置与主机架联接，通过滑移装置可以实现截割部的纵向移动，从而实现了整个煤巷断面的一次切割成型，避免了整机的频繁后退对巷道底板的二次剪切变形破坏，同时节省了能源的消耗和工作效率的提高。
稳定纠偏支撑机构在起到稳定支撑的同时，还可以将设备后部撑离地面，通过调位油缸带动主机架移动，从而实现整机位置的横向微调，方便控制采煤机在巷道内的纵向行走方向。
通过对设备重要部件的实时监测，能够在设备出现早期故障时，做出决策判断，撤出空顶巷道，保证了设备的健康稳定运行，为维修人员提供了安全的维修环境。
截割部上装设有摄像头，高清晰的摄像头方便操作人员观测巷道内的切割情况和截割部的运行情况。定位系统利用放射传感器和陀螺仪识别煤岩界面，并对截割滚筒及整机姿态控制，减少了截齿的损失，同时在采煤机两侧安装两侧水平导向测距装置测量煤岩和整机两侧的距离，实现了远程遥控操作，无人驾驶，保证了人员的安全，大大提高了安全系数。
截割部采用双电机横轴式、双支撑结构，具有机电三种保护装置。
自循环冷却系统通过冷却水泵控制循环冷却液的流动，通过外接两个马达驱动-油风冷却器对变频器、左行走电机、铲板左转盘装载电机、左截割电机、刮板运输电机、右截割电机、铲板右转盘装载电机、右行走电机进行强制降温，从而达到对关键部件的保护目的。
附图说明
图1是本发明的主视图；
图2是本发明的俯视图；
图3是本发明滑移装置的主视图；
图4是本发明滑移装置的俯视图；
图5是本发明滑移装置的立体图；
图6是本发明稳定纠偏支撑机构的主视图；
图7是本发明稳定纠偏支撑机构的侧视图；
图8是本发明自冷却系统循环示意图；
图9是本发明远程可视化控制系统示意图。
其中：1为截割部，2为高清晰摄像头，3为润滑系统，4为滑移装置，5为马达驱动-油风冷却器，6为冷却水泵，7为液压系统，8为装载部，9为电气系统，10为机载收发装置，11为行走部，12为主机架，13为稳定纠偏支撑机构，14为自循环冷却系统，15为定位系统，16为运输部，4a为掏槽油缸，4b为滑架，4c为滑轨，5a为油风冷却器一，5b为油风冷却器二，12a为履带架，12b为中间架，13a为稳定支撑油缸，13b为调位油缸，13c为支撑板，13d为滑动板，13e为定位板，13f为稳定支撑油缸安装架，14a为变频器，14b为左行走电机，14c为铲板左转盘装载电机，14d为左截割电机，14e为刮板运输电机，14f为右截割电机，14g为铲板右转盘装载电机，14h为右行走电机。
具体实施方式
下面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。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，都属于本发明保护的范围。
如图1和图2所示，一种露天边帮煤开采履带行走采煤机，由六大系统和四大部件组成，其中六大系统包括：远程监控系统、液压系统7、自循环冷却系统14、机载收发装置10、电气系统9、润滑系统3。四大部件包括：截割部1、装载部8、运输部16、行走部11。
截割部1设置在主机架12上，截割部1通过滑移装置4与主机架12联接，通过滑移装置4可以实现截割部1的纵向移动，主机架12的后部设有稳定纠偏支撑机构13，通过稳定纠偏支撑机构13可以将主机架12支撑起，并可实现位置的调整。
滑移装置4的主要作用是实现截割部1的纵向移动，因此采用液压缸推动滑架实现。
如图3～5所示，滑移装置4包括掏槽油缸4a、滑架4b和滑轨4c，滑轨4c设置在主机架12上，滑架4b与滑轨4c滑动联接，截割部1设置在滑架4b上。主机架12包括两个履带架12a和中间架12b。两个履带架12a上均设有滑轨4c。截割部1与滑架4b铰接，铰接处设有油缸，通过油缸的伸缩实现截割部1纵向角度的调节。掏槽油缸4a的一端与主机架12的中间架12b联接，另一端与滑架4b联接（可为铰接）或者与滑架4b和滑轨4c相连的运动副联接，通过掏槽油缸4a的伸缩实现滑架4b及其上设置的截割部1的移动。
如图6和7所示，稳定纠偏支撑机构13的主要是起到支撑和位置微调的作用，因此可以采用多种结构实现，如：
稳定纠偏支撑机构13包括调位油缸13b、支撑板13c和设置在主机架12后部两端的稳定支撑油缸13a，主机架12后部两端设有与稳定支撑油缸13a联接的稳定支撑油缸安装架13f，稳定支撑油缸安装架13f采用焊接固定方式与主机架12联接。稳定支撑油缸13a的一端（缸体）与稳定支撑油缸安装架13f联接，另一端（活塞杆）通过滑动板13d与支撑板13c滑动联接，通过稳定支撑油缸13a（伸长）和支撑板13c可以将主机架12的后部撑离地面，通过调位油缸13b的伸缩可以带动滑动板13d沿支撑板13c滑动，从而实现主机架12后部的移动，实现采煤机横向位置的微调，方便控制采煤机的纵向行进方向。
支撑板13c与滑动板13d可以通过设置滑槽等结构实现滑动联接，具体为：
支撑板13c上联接有定位板13e，定位板13e设置在支撑板13c的两端，定位板13e与支撑板13c联接后形成滑槽，滑槽内滑动联接有滑动板13d，滑动板13d与稳定支撑油缸13a联接。当然，具体结构还可根据实际情况进行调整。
调位油缸13b的一端与支撑板13c铰接，另一端与稳定支撑油缸安装架13f（任意一端的）铰接；当然，还可为调位油缸13b的一端与支撑板13c铰接，另一端与主机架12的铰接。
履带行走部可以采用现有技术中的千伏级、矢量控制、交流变频调速技术；故障监测诊断系统对减速箱和电机等关键部件进行实时监测诊断；主电控箱与变频器14a所有保护均能远程复位。
如图8所示，自循环冷却系统14通过冷却水泵6控制循环冷却液的流动，冷却液经过变频器14a、左行走电机14b、铲板左转盘装载电机14c、左截割电机14d、刮板运输电机14e、右截割电机14f、铲板右转盘装载电机14g、右行走电机14h达到降温效果，再通过外接两个马达驱动-油风冷却器5（油风冷却器一5a和油风冷却器二5b）给整个冷却系统强制降温，从而达到对关键部件的保护目的，其安装于主机架的右后部。
如图9所示，采煤机的监控方法为：采煤机远程可视化控制系统通过监控操作台、无线摇控器、机载收发装置10和机载 PLC 实现全程无人驾驶操作，采煤机切眼采用无线遥控操作，机头切入硐室后改用远程可视有线遥控操作。其中机载收发装置10由各种传感器和SOC芯片组成，机载收发装置10采集采煤机的各种工作参数，将数据传送至监控操作台，并实时显示在 LCD 上。机载收发装置10接收到按键指令后，经机载 PLC 装置来控制采煤机的各种动作。
实时监测减速箱、电机等关键部件的运行情况，内装油温传感器和在线颗粒度传感器，颗粒度传感器测量油液中铁磁性磨粒含量。利用多传感器监测设备的运行状态及润滑液洁净状态，发现异常立即从空顶巷道撤出设备。
通过截割臂上的高清晰摄像头2实时监控截割部的运动位置，且该摄像装置有自动清洗功能，当粉尘遮挡后能够自动清洗干净。
利用放射传感器和陀螺仪识别煤岩界面并且对截割滚筒及整机姿态控制，通过两侧水平导向测距装置测量煤岩与整机两侧之间的距离。
采煤机的具体监控方法和结构，可以使本领域的技术人员根据实际情况进行相应的调整和设计。
上面仅对本发明的较佳实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化，各种变化均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种露天边帮煤开采履带行走采煤机，包括主机架（12）和截割部（1），所述截割部（1）设置在主机架（12）上，其特征在于：所述截割部（1）通过滑移装置（4）与主机架（12）联接，通过滑移装置（4）可以实现截割部（1）的纵向移动，所述主机架（12）的后部设有稳定纠偏支撑机构（13），通过稳定纠偏支撑机构（13）可以将主机架（12）支撑起，并可实现整机位置的微调。
2.根据权利要求1所述的一种露天边帮煤开采履带行走采煤机，其特征在于：所述滑移装置（4）包括掏槽油缸（4a）、滑架（4b）和滑轨（4c），所述滑轨（4c）设置在主机架（12）上，所述滑架（4b）与滑轨（4c）滑动联接，所述截割部（1）设置在滑架（4b）上，所述掏槽油缸（4a）的两端分别与主机架（12）和滑架（4b）联接，通过掏槽油缸（4a）可以带动滑架（4b）沿滑轨（4c）移动。
3.根据权利要求1所述的一种露天边帮煤开采履带行走采煤机，其特征在于：所述稳定纠偏支撑机构（13）包括调位油缸（13b）、支撑板（13c）和设置在主机架（12）后部两端的稳定支撑油缸（13a），所述稳定支撑油缸（13a）与支撑板（13c）滑动联接，通过调位油缸（13b）可以带动稳定支撑油缸（13a）滑动,从而实现主机架（12）移动。
4.根据权利要求3所述的一种露天边帮煤开采履带行走采煤机，其特征在于：所述支撑板（13c）上联接有定位板（13e），定位板（13e）与支撑板（13c）联接后形成滑槽，所述稳定支撑油缸（13a）通过滑动板（13d）与该滑槽滑动联接。
5.根据权利要求3所述的一种露天边帮煤开采履带行走采煤机，其特征在于：所述主机架（12）上设有与稳定支撑油缸（13a）联接的稳定支撑油缸安装架（13f），所述调位油缸（13b）的一端与支撑板（13c）铰接，另一端与稳定支撑油缸安装架（13f）铰接。
6.根据权利要求1所述采煤机的监控方法，其特征在于：采煤机的远程可视化控制系统通过监控操作台、无线摇控器、机载收发装置和机载 PLC 实现全程无人驾驶操作，采煤机切眼采用无线遥控操作，机头切入硐室后改用远程可视有线遥控操作，机载收发装置采集采煤机的各种工作参数，传送至监控操作台，并实时显示；机载收发装置接收到按键指令后，经机载 PLC 装置来控制采煤机的各种动作。
7.根据权利要求6所述的监控方法，其特征在于：实时监测减速箱、电机关键部件的运行情况，利用传感器监测设备的运行状态及润滑液洁净状态；内装油温传感器和在线颗粒度传感器，实现对设备的早期故障监测诊断。
8.根据权利要求6所述的监控方法，其特征在于：利用放射传感器和陀螺仪识别煤岩界面并且对截割滚筒及整机姿态控制，通过两侧水平导向测距装置测量煤岩与整机两侧之间的距离。
9.根据权利要求6所述的监控方法，其特征在于：通过高清晰摄像头实时监控截割部的运动位置，且摄像装置有自动清洗功能，当粉尘遮挡后能够自动清洗干净。
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