CN213042117U - 一种基于截割三向力的采煤机截割能耗采集测量信号装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种基于截割三向力的采煤机截割能耗采集测量信号装置，涉及检测技术领域。本系统包括：定位检测传感器、无线应变采集模块、应变片、速度计、信号收发器、A/D转换器以及计算机；对采煤机截割能耗进行实时计算以及记录，可以有效利用该装置来实现截割能耗的计算。针对采煤机截割能耗测试工作，提高采煤机截割部的高效性、高适应性以及高可靠性，更进一步的，可以对采煤机的设计以及研发工作提供重要理论依据。

Description

一种基于截割三向力的采煤机截割能耗采集测量信号装置

技术领域

本实用新型涉及检测技术领域，尤其涉及一种基于截割三向力的采煤机截割能耗采集测量信号装置。

背景技术

目前，采煤机在井下工作时的载荷会出现不同情况的非线性、阶跃性以及突发性等复杂的变化。这些变化会导致采煤机在综采工作过程中出现过载现象。这些现象会很大几率导致采煤机以及其它结构受到损伤，容易发生事故。为保证采煤机在工作过程中的高适应性和高可靠性，降低采煤机截割能耗以及避免事故发生率，就需要对采煤机的截割能耗变化规律进行分析。

现阶段，针对采煤机截割能耗方面的研究多为采煤机截齿安装角等机械方法以及研究不同工况下对截割能耗影响等方面的研究，只针对采煤机截割能耗测量方面的研究少之又少，因此设计出一种采煤机截割能耗采集测量信号装置十分重要。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供一种基于截割三向力的采煤机截割能耗采集测量信号装置，针对采煤机截割能耗测试工作，有效提高采煤机截割能耗测试的效率。

本实用新型所采取的技术方案是，一种基于截割三向力的采煤机截割能耗采集测量信号装置，包括：定位检测传感器、无线应变采集模块、应变片、速度计、信号收发器、A/D转换器以及计算机；

所述定位检测传感器安装于采煤机滚筒的上截齿处，在采煤机摇臂对应筒圈端部加装磁铁，并安装定位检测传感器实现对滚筒的定位；

在采煤机滚筒螺旋叶片端部，采煤机机尾部摇臂侧安装无线应变采集模块，所述无线应变采集模块壳体留有充电和数据下载孔，无线应变采集模块采用短天线，天线开孔处采用灌胶进行防水防尘设计，接线处采用防水接头，充电接口采用防水橡胶塞；

无线应变采集模块存储采集数据，并通过无线传输的方式，将数据传输至无线网关，并统一在所述计算机内接收信号，被测量数据显示在计算机显示屏上；

所述计算机接收截割三向力以及截割三向速度的采集数据，计算出截割三向力合力，截割三向速度合速度，截割功率以及截割能耗；

所述A/D转换器连接计算机与无线应变采集模块，A/D转换器直接与计算机连接，并将无线应变采集模块采集的模拟信号转化为数字信号并传输至计算机；

所述应变片为焊接式应变计，分别安装于采煤机上截割部与采煤机下截割部的截齿齿座端，并通过导线接入无线应变采集模块；

所述速度计分别安装于采煤机的上截割部与下截割部，所述信号收发器分别安装于采煤机的上摇臂与下摇臂。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：

本实用新型的一种基于截割三向力的采煤机截割能耗采集测量信号装置，对采煤机截割能耗进行实时计算以及记录，可以有效利用该装置来实现截割能耗的计算。通过记录得到的采煤机截割能耗数据处理可以得到截割能耗的变化规律，通过截割能耗变化规律的研究可以为研究如何降低截割比能耗提供一些科学依据，还对我国采煤机的能量利用率提供重要依据，可以提高采煤机截割部的高效性、高适应性以及高可靠性，更进一步的，可以对采煤机的设计以及研发工作提供重要理论依据。

附图说明

图1为本实用新型实施例测量装置安装示意图；

图中，1—采煤机，2—速度计，3—下截割部，4—上截割部，5—信号收发装置，6—A/D转换器，7—计算机；

图2为本实用新型应变片安装示意图；

图3为本实用新型实施例无线应变采集模块示意图；

图中，8—天线，9—电源充电孔，10—数据下载孔。

图4为本实用新型实施例中定位检测传感器安装示意图；

图中，11—滚筒筒圈，12—摇臂对应筒圈，13—磁铁，14—传感器固定装置，15—定位检测传感器；

图5本实用新型实施例中焊接式应变计结构图；

图6为本实用新型中实施例程序流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型具体实施方式加以详细的说明。

一种基于截割三向力的采煤机截割能耗采集测量信号装置，如图1所示，包括：定位检测传感器、无线应变采集模块、应变片、速度计2、信号收发器5、A/D转换器6以及计算机7；

所述定位检测传感器安装于采煤机滚筒的上截齿处，在采煤机摇臂对应筒圈2端部加装磁铁3，并安装定位检测传感器5实现对滚筒的定位，如图4所示；

在采煤机滚筒螺旋叶片端部，采煤机机尾部摇臂侧安装无线应变采集模块，所述无线应变采集模块壳体留有充电孔9和数据下载孔10，无线应变采集模块采用短天线8，天线开孔处采用灌胶进行防水防尘设计，接线处采用防水接头，充电接口采用防水橡胶塞；

无线应变采集模块如图3所示，存储采集数据，并通过无线传输的方式，将数据传输至无线网关，并统一在采集终端计算机内接收信号，被测量数据显示在计算机显示屏上；

所述计算机接收截割三向力Fx、Fy、Fz以及截割三向速度Vx、Vy、Vz的采集数据，计算出截割三向力合力F_合，截割三向速度合速度V_合，截割功率P以及截割能耗W；

所述A/D转换器连接数据采集终端与无线应变采集模块，A/D转换器直接与计算机端连接，并将无线应变采集模块采集的模拟信号转化为数字信号并传输至计算机；

所述应变片如图5所示，为焊接式应变计，分别安装于采煤机上截割部与采煤机下截割部的截齿齿座端安装如图2所示，并通过导线接入无线应变采集模块；

本实施例中焊接式应变片技术参数如下：焊接式应变片主要技术参数如下：

敏感栅材料：康铜；

基础体材料：不锈钢；

典型电阻值(Ω)：120；

电阻值公差：≤±0.1％；

典型灵敏系数：1.80～2.2；

灵敏系数分散：≤±2％；

使用温度范围：-30℃～+60℃；

安装方式：点焊安装，现场安装；

防护方式：硅胶防护。

所述速度计分别安装于采煤机的上截割部与下截割部，所述信号收发器5分别安装于采煤机的上摇臂与下摇臂，能够实现信号的接收采集与发射工作，实现传感器与计算机的互通，确保采煤机工作过程中能耗得到有效的检测。

如图6所示为本实用新型实施例中计算机各项数据计算程序流程图，截割能耗的计算包括以下步骤：

步骤1、应变片、速度计、信号收发器对截割三向力Fx、Fy、Fz以及截割三向速度Vx、Vy、Vz进行检测；

步骤2、检测结果经过A/D转换模块转换为数字信号后传输到计算机；

步骤3、计算机计算三向截割力的合力F_合以及三向截割速度的合速度V_合，得出截割功率P；

步骤4、此时根据时间t将时间数值传输到截割能耗计算程序中，算出截割能耗W即为采煤机截割能耗。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型权利要求所限定的范围。

Claims (2)

1.一种基于截割三向力的采煤机截割能耗采集测量信号装置，其特征在于：包括：定位检测传感器、无线应变采集模块、应变片、速度计、信号收发器、A/D转换器以及计算机；

所述定位检测传感器安装于采煤机滚筒的上截齿处，在采煤机摇臂对应筒圈端部加装磁铁，并安装定位检测传感器实现对滚筒的定位；

在采煤机滚筒螺旋叶片端部，采煤机机尾部摇臂侧安装无线应变采集模块，所述无线应变采集模块壳体留有充电和数据下载孔，无线应变采集模块采用短天线，天线开孔处采用灌胶进行防水防尘设计，接线处采用防水接头，充电接口采用防水橡胶塞；

所述A/D转换器连接计算机与无线应变采集模块，A/D转换器直接与计算机连接，并将无线应变采集模块采集的模拟信号转化为数字信号并传输至计算机；

所述应变片为焊接式应变计，分别安装于采煤机上截割部与采煤机下截割部的截齿齿座端，并通过导线接入无线应变采集模块；

所述速度计分别安装于采煤机的上截割部与下截割部，所述信号收发器分别安装于采煤机的上摇臂与下摇臂。

2.根据权利要求1所述的一种基于截割三向力的采煤机截割能耗采集测量信号装置，其特征在于，所述计算机接收信号包括截割三向力以及截割三向速度的采集数据。

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