CN205403842U

CN205403842U - 一种采煤机截割模拟试验台

Info

Publication number: CN205403842U
Application number: CN201620149027.1U
Authority: CN
Inventors: 刘晋霞; 马超; 高然; 于鲁达; 高魁东; 仉毅
Original assignee: Shandong University of Science and Technology
Current assignee: Shandong University of Science and Technology
Priority date: 2016-02-29
Filing date: 2016-02-29
Publication date: 2016-07-27
Anticipated expiration: 2026-02-28

Abstract

本实用新型公开了一种采煤机截割模拟试验台，包括底座、滚筒、煤块固定进给机构和泵站，滚筒由滚筒驱动装置驱动；滚筒驱动装置包括液压马达、滚筒驱动轴；液压马达通过马达输出轴与左联轴器相连接；左联轴器的右方依次设置有动态扭矩传感器、右联轴器；右联轴器与滚筒驱动轴相连接；滚筒与滚筒驱动装置的中心线位于同一轴线上；滚筒上设置有截齿和三向力传感器；滚筒上设置有叶片截齿高速摄像机和端盘截齿高速摄像机，均安装于采空区滚筒侧的滚筒支架上随滚筒一起旋转；滚筒筒毂上的安装板上焊接有无线数据采集发射器。本实用新型能够模拟采煤机真实截割煤岩的工况，测得滚筒、端盘截齿、叶片截齿的受力，并能捕捉煤岩破碎变形过程。

Description

一种采煤机截割模拟试验台

技术领域

本实用新型涉及一种模拟试验台，尤其涉及一种采煤机截割模拟试验台。

背景技术

采煤机是用于煤炭综采工作面的关键采煤设备，利用其滚筒端盘和叶片上安装的镐型截齿，在一定的牵引速度下对煤壁进行截割，其截割性能决定了采煤的工作效率。滚筒端盘、叶片的镐型截齿的截割性能不仅取决于采煤机及其本生的设计制造质量，而且还与截割对象——煤岩的特性有极大关系。由于真实采煤机本身结构复杂，且井下作业现场环境恶劣，不易井下在线采集相关测试数据，因此，对采煤机滚筒、镐型截齿的截割试验大多数采用实验室模拟的方式。而当前对采煤机滚筒截割性能试验的试验台主要关注了滚筒受力、煤块率以及装煤率等情况；对镐型截齿的截割试验，大都是单截齿、直线截割，不能真实反映采煤机多齿且滚筒回转运动的实际截割工况，也没有关注截割对象与截齿作用的相互过程，对采煤机滚筒、截齿破煤过程不能很好的把握。

实用新型内容

为了解决上述技术所存在的不足之处，本实用新型提供了一种采煤机截割模拟试验台。

为了解决以上技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种采煤机截割模拟试验台，包括底座、滚筒、煤块固定进给机构和泵站，滚筒、煤块固定进给机构均安装在底座上；滚筒由滚筒驱动装置驱动；滚筒驱动装置包括液压马达、滚筒驱动轴；液压马达固定在马达支架上并通过马达输出轴与左联轴器相连接；左联轴器的右方依次设置有动态扭矩传感器、右联轴器；右联轴器与滚筒驱动轴相连接；滚筒驱动轴通过法兰盘与滚筒的滚筒筒毂连接；滚筒与滚筒驱动装置的中心线位于同一轴线上；

滚筒上设置有截齿和三向力传感器；三向力传感器安装在截齿齿柄末端靠近的齿座处；滚筒上设置有叶片截齿高速摄像机和端盘截齿高速摄像机：叶片截齿高速摄像机和端盘截齿高速摄像机均安装于采空区滚筒侧的滚筒支架上随滚筒一起旋转，其镜头中心对准截齿齿尖，且与滚筒轴线相平行；滚筒筒毂上的安装板上焊接有无线数据采集发射器；

煤块安装进给机构包括导轨、煤块固定台、推进油缸；导轨固定在底座上，煤块固定台沿导轨运动；推进油缸的缸筒与缸筒支架固定连接，活塞杆与煤块固定台通过螺栓固定连接。

煤块固定台由三块相互垂直的板焊接形成，煤块固定台的下方设置有与导轨配套的滑块；煤块固定台上安装有煤块推进板和垂直煤块压紧板；

垂直煤块压紧板相对于煤块固定台上下调整来适应试验用煤块大小：垂直煤块压紧板上设置有煤块垂直压紧装置；煤块推进板上设置有煤块水平推进装置。

煤块垂直压紧装置包括垂直压紧螺栓和设置在垂直煤块压紧板上的垂直压紧螺栓孔：垂直压紧螺栓与垂直压紧螺栓孔相匹配，垂直压紧螺栓向下旋进实现煤块的压紧；煤块水平推进装置包括导杆和推进螺栓；煤块推进板与推进螺栓固定连接：导杆设置在煤块推进板和煤块固定台的侧板之间并穿过侧板；推进螺栓通过旋紧带动煤块推进板沿着导杆推动煤块运动。

动态扭矩传感器安装在动态扭矩传感器支架上；滚筒驱动轴安装在滚筒驱动轴支架上；马达支架、动态扭矩传感器支架、滚筒驱动轴支架与底座固定连接。三向力传感器有三个输出通道，截齿的受力数据通过三个输出通道传递数据至无线数据采集发射器。

煤块固定台上设置有高度调整孔，垂直煤块压紧板通过高度调整螺栓及高度调整孔安装在煤块固定台上。

本实用新型不但能够模拟采煤机真实截割煤岩的工况，测得滚筒、端盘截齿、叶片截齿的受力，而且能够捕捉煤岩破碎变形过程，因此可以研究采煤机滚筒、端盘截齿和叶片截齿在不同速度、角度下的受力情况及煤岩的破碎情况等，并且为建立三者关系的相关研究奠定了基础。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图。

图2是本实用新型煤块固定进给机构的结构示意图。

图3是本实用新型的液压原理图。

图中：1、底座；2、推进油缸；101、液压马达；102、左联轴器；103、动态扭矩传感器；104、右联轴器；105、滚筒驱动轴；106、法兰盘；107、叶片截齿高速摄像机；108、无线数据采集发射器；109、叶片截齿；110、三向力传感器；111、滚筒；112、马达支架；113、动态扭矩传感器支架；114、滚筒驱动轴支架；115、滚筒筒毂；116、端盘截齿高速摄像机；117、端盘截齿；201、导轨；202、垂直压紧螺栓；203、垂直煤块压紧板；204、煤块固定台；205、煤块推进板；206、推进螺栓；207、导杆；208、活塞杆；209、缸筒；210、缸筒支架；211、滑块；212、高度调整孔；213、高度调整螺栓；301、电机A；302、液压泵A；303、调压阀A；304、电机B、305、液压泵B；306、调压阀B；307、电磁转向阀；308、过滤器；309、单向阀。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

如图1所示，本实用新型包括底座1、滚筒111、煤块固定进给机构和泵站，滚筒111、煤块固定进给机构均安装在底座1上；滚筒111由滚筒驱动装置驱动；滚筒驱动装置包括液压马达101、滚筒驱动轴105；液压马达101固定在马达支架112上并通过马达输出轴与左联轴器102相连接：左联轴器102的右方依次设置有动态扭矩传感器103、右联轴器104；右联轴器104与滚筒驱动轴105相连接；滚筒驱动轴105通过法兰盘106与滚筒的滚筒筒毂115连接；滚筒111与滚筒驱动装置的中心线位于同一轴线上；

滚筒111上设置有截齿和三向力传感器110；三向力传感器110安装在截齿的齿座下方靠近截齿齿柄处，便于完成截割煤块过程中截齿的三向受力的测量；截齿包括端盘截齿117和叶片截齿109；滚筒111上设置有叶片截齿高速摄像机107和端盘截齿高速摄像机116，叶片截齿高速摄像机107和端盘截齿高速摄像机116均安装于采空区滚筒侧的滚筒支架上随滚筒111一起旋转，其镜头中心对准截齿齿尖，且与滚筒轴线相平行；这样便于记录叶片截齿109与端盘截齿117齿尖附近煤岩破碎的方式。

滚筒筒毂115上的安装板上焊接有无线数据采集发射器108；在截齿截割煤块过程中，动态扭矩传感器103与三向力传感器110所检测数据由无线数据采集发射器108发射给数据采集接收器。

煤块安装进给机构包括导轨201、煤块固定台204、推进油缸2：导轨固定在底座1上，煤块固定台204沿导轨201运动，从而模拟采煤机相对煤块的牵引运动。推进油缸2的缸筒209与缸筒支架210固定连接，活塞杆208与煤块固定台204通过螺栓固定连接。煤块固定台204由三块相互垂直的板焊接形成，煤块固定台204的下方设置有与导轨201配套的滑块211；煤块固定台204上安装有煤块推进板205和垂直煤块压紧板203；垂直煤块压紧板203相对于煤块固定台204上下调整来适应试验用煤块大小；垂直煤块压紧板203上设置有煤块垂直压紧装置；煤块推进板上设置有煤块水平推进装置。

煤块垂直压紧装置包括垂直压紧螺栓202和设置在垂直煤块压紧板上的垂直压紧螺栓孔；垂直压紧螺栓202与垂直压紧螺栓孔相匹配，垂直压紧螺栓202向下旋进实现煤块的压紧。煤块水平推进装置包括导杆207和推进螺栓206；煤块推进板205与推进螺栓206固定连接；导杆207设置在煤块推进板205和煤块固定台204的侧板之间并穿过侧板，起到平衡作用；推进螺栓206通过旋紧带动煤块推进板205沿着导杆207推动煤块运动，以此模拟采煤机的进给运动。

煤块固定台204上设置有高度调整孔，垂直煤块压紧板203通过高度调整螺栓213及高度调整孔212安装在煤块固定台204上，这样可以适应不同大小的煤块进行实验。

动态扭矩传感器103安装在动态扭矩传感器支架113上；滚筒驱动轴105安装在滚筒驱动轴支架114上；马达支架112、动态扭矩传感器支架113、滚筒驱动轴支架114与底座1固定连接，起支撑作用，保证滚筒111及其驱动装置处于同一轴线。三向力传感器110有三个输出通道，截齿的受力数据通过三个输出通道传递数据至无线数据采集发射器108。

本实用新型的工作方式为：液压马达101驱动滚筒驱动轴105，滚筒驱动轴105连接法兰盘106带动滚筒111旋转，实现采煤机滚筒的转动模拟；动态扭矩传感器103完成截割煤块过程中滚筒动扭矩的测量，两端经联轴器102和联轴器104分别与液压马达101的输出轴和滚筒驱动轴105相连接。

其中，泵站为整个装置提供动力，其中泵站3包括电机A301、电机B304、液压泵A302、液压泵B305、调压阀A303、调压阀B306、电磁换向阀307；电机A301带动液压泵A302为液压马达101提供动力；电机B304带动液压泵B305为推进油缸2提供动力。

上述实施方式并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本实用新型的技术方案范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也均属于本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种采煤机截割模拟试验台，包括底座(1)、滚筒(111)、煤块固定进给机构和泵站，其特征在于：所述滚筒(111)、煤块固定进给机构均安装在底座(1)上；所述滚筒(111)由滚筒驱动装置驱动；所述滚筒驱动装置包括液压马达(101)、滚筒驱动轴(105)；所述液压马达(101)固定在马达支架(112)上并通过马达输出轴与左联轴器(102)相连接；所述左联轴器(102)的右方依次设置有动态扭矩传感器(103)、右联轴器(104)；所述右联轴器(104)与滚筒驱动轴(105)相连接；所述滚筒驱动轴(105)通过法兰盘(106)与滚筒(111)的滚筒筒毂(115)连接；所述滚筒(111)与滚筒驱动装置的中心线位于同一轴线上；

所述滚筒上设置有截齿和三向力传感器(110)；所述三向力传感器(110)安装在截齿齿柄末端靠近的齿座处；所述滚筒(111)上设置有叶片截齿高速摄像机(107)和端盘截齿高速摄像机(116)；所述叶片截齿高速摄像机(107)和端盘截齿高速摄像机(116)均安装于采空区滚筒侧的滚筒支架上随滚筒(111)一起旋转，叶片截齿高速摄像机(107)和端盘截齿高速摄像机(116)的镜头中心对准截齿齿尖，且与滚筒轴线相平行；所述滚筒筒毂(115)上的安装板上焊接有无线数据采集发射器(108)；

煤块安装进给机构包括导轨(201)、煤块固定台(204)、推进油缸(2)；所述导轨(201)固定在底座(1)上，煤块固定台(204)沿导轨(201)运动；所述推进油缸(2)的缸筒(209)与缸筒支架(210)固定连接，活塞杆(208)与煤块固定台(204)通过螺栓固定连接。

2.根据权利要求1所述的采煤机截割模拟试验台，其特征在于：所述煤块固定台(204)由三块相互垂直的板焊接形成，煤块固定台(204)的下方设置有与导轨配套的滑块(211)；所述煤块固定台(204)上安装有煤块推进板(205)和垂直煤块压紧板(203)；

所述垂直煤块压紧板(203)相对于煤块固定台(204)上下调整来适应试验用煤块大小；所述垂直煤块压紧板(203)上设置有煤块垂直压紧装置；所述煤块推进板上设置有煤块水平推进装置。

3.根据权利要求2所述的采煤机截割模拟试验台，其特征在于：所述煤块垂直压紧装置包括垂直压紧螺栓(202)和设置在垂直煤块压紧板上的垂直压紧螺栓孔；所述垂直压紧螺栓(202)与垂直压紧螺栓孔相匹配，垂直压紧螺栓(202)向下旋进实现煤块的压紧；

所述煤块水平推进装置包括导杆(207)和推进螺栓(206)；所述煤块推进板(205)与推进螺栓(206)固定连接；所述导杆(207)设置在煤块推进板(205)和煤块固定台(204)的侧板之间并穿过侧板；所述推进螺栓(206)通过旋紧带动煤块推进板(205)沿着导杆(207)推动煤块运动。

4.根据权利要求1所述的采煤机截割模拟试验台，其特征在于：所述动态扭矩传感器(103)安装在动态扭矩传感器支架(113)上；所述滚筒驱动轴(105)安装在滚筒驱动轴支架(114)上；所述马达支架(112)、动态扭矩传感器支架(113)、滚筒驱动轴支架(114)与底座(1)固定连接。

5.根据权利要求1所述的一种采煤机截割模拟试验台，其特征在于：所述三向力传感器(110)有三个输出通道，截齿的受力数据通过三个输出通道传进数据至无线数据采集发射器(108)。

6.根据权利要求2所述的一种采煤机截割模拟试验台，其特征在于：所述煤块固定台(204)上设置有高度调整孔(212)，垂直煤块压紧板(203)通过高度调整螺栓(213)及高度调整孔(212)安装在煤块固定台(204)上。