采煤工作面刮板輸送機(jī)斷鏈的監(jiān)測(cè)裝置和方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種采煤工作面刮板輸送機(jī)斷鏈的監(jiān)測(cè)裝置和方法。其特點(diǎn)是：包括安裝在刮板輸送機(jī)機(jī)頭架兩個(gè)弧塊上的壓力負(fù)載傳感器，從而測(cè)量出刮板輸送機(jī)工作過(guò)程中每個(gè)弧塊與鏈輪軸組軸承座之間的壓力信號(hào)，該壓力負(fù)載傳感器還與刮板輸送機(jī)監(jiān)控箱內(nèi)的PLC連接，該P(yáng)LC還通過(guò)組合開關(guān)與刮板輸送機(jī)的機(jī)頭電機(jī)、機(jī)尾電機(jī)連接。本發(fā)明提供了一種采煤工作面刮板輸送機(jī)斷鏈的監(jiān)測(cè)裝置和方法。經(jīng)過(guò)試用證明，采用該監(jiān)測(cè)方法，可以根據(jù)安裝在機(jī)頭架兩個(gè)弧塊上的壓力負(fù)載傳感器，測(cè)量刮板輸送機(jī)工作過(guò)程中弧塊與鏈輪軸組軸承座之間的壓力信號(hào)，從而實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并控制鏈條的運(yùn)行狀況。
【專利說(shuō)明】采煤工作面刮板輸送機(jī)斷鏈的監(jiān)測(cè)裝置和方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種采煤工作面刮板輸送機(jī)斷鏈的監(jiān)測(cè)裝置和方法。

【背景技術(shù)】
[0002]目前煤礦井下采煤工作面刮板輸送機(jī)斷鏈監(jiān)測(cè)方法有兩種，一種方法為工人經(jīng)驗(yàn)判斷。刮板輸送機(jī)工作中，發(fā)生堆鏈及原煤堆積現(xiàn)象，操作工人以此經(jīng)驗(yàn)判斷鏈條斷裂，然后停機(jī)檢修。一般情況下，發(fā)現(xiàn)堆鏈及原煤堆積，鏈條已經(jīng)斷裂一段時(shí)間，已被拖拽一段距離，及時(shí)性差且增加了接鏈及檢修強(qiáng)度。刮板輸送機(jī)工作中，發(fā)生刮板偏斜，操作工人以此經(jīng)驗(yàn)判斷兩條鏈條的節(jié)距變化不一致，兩條鏈條受力不平衡，然后更換鏈條，判斷人為因素大、準(zhǔn)確率低。斷鏈后不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)也可能會(huì)導(dǎo)致另一條鏈條張力過(guò)大被拉斷，導(dǎo)致維修難度增加。
[0003]另一種方法為利用伸縮機(jī)尾兩個(gè)油缸，測(cè)定兩個(gè)油缸工作時(shí)的壓強(qiáng)，判斷是否斷鏈。伸縮機(jī)尾使用的工況環(huán)境惡劣且復(fù)雜，例如，采煤機(jī)割底不平，阻尼大、伸縮機(jī)尾固定槽與伸縮槽卡入矸石無(wú)法伸縮、伸縮機(jī)尾滑道摩擦系數(shù)波動(dòng)范圍大等情況都會(huì)影響測(cè)量值的準(zhǔn)確度。實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)更加不可行。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的之一是提供一種采煤工作面刮板輸送機(jī)斷鏈的監(jiān)測(cè)裝置，能夠及時(shí)監(jiān)控鏈條的運(yùn)行狀態(tài)，從而減少設(shè)備的檢修強(qiáng)度，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命；
[0005]本發(fā)明的目的之二是提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)上述方法的裝置。
[0006]一種采煤工作面刮板輸送機(jī)斷鏈的監(jiān)測(cè)裝置，其特別之處在于:包括安裝在刮板輸送機(jī)機(jī)頭架兩個(gè)弧塊上的壓力負(fù)載傳感器，從而測(cè)量出刮板輸送機(jī)工作過(guò)程中每個(gè)弧塊與鏈輪軸組軸承座之間的壓力信號(hào)，該壓力負(fù)載傳感器還與刮板輸送機(jī)監(jiān)控箱內(nèi)的PLC連接，該P(yáng)LC還通過(guò)組合開關(guān)與刮板輸送機(jī)的機(jī)頭電機(jī)、機(jī)尾電機(jī)連接。
[0007]其中PLC還通過(guò)MPI接口與人機(jī)界面連接。
[0008]其中在監(jiān)控箱內(nèi)還安裝有相連接的電源、繼電器和接線端子；所述PLC包括CPU模塊以及與該CPU模塊連接的模擬量信號(hào)采集模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊、安全隔離柵模塊。
[0009]其中在每個(gè)弧塊上安裝有一個(gè)壓力負(fù)載傳感器。
[0010]一種采煤工作面刮板輸送機(jī)斷鏈的監(jiān)測(cè)方法，其特別之處在于，包括如下步驟:當(dāng)檢測(cè)到鏈輪軸組作用在刮板輸送機(jī)機(jī)頭架兩個(gè)弧塊上的力的差值與正常工作時(shí)的力的比值大于35%時(shí)，則判定一條鏈條斷裂，此時(shí)監(jiān)控箱輸出指令來(lái)控制組合開關(guān)，組合開關(guān)控制刮板輸送機(jī)停機(jī)檢修；當(dāng)檢測(cè)到兩個(gè)力的差值與正常工作的力的比值為15%?35%時(shí)，判定兩條鏈條的張力不平衡或者兩條鏈條長(zhǎng)度差值過(guò)大，監(jiān)控箱輸出指令控制報(bào)警器報(bào)警，需停機(jī)檢修鏈條；當(dāng)檢測(cè)到兩個(gè)力的差值與正常工作的力的比值小于15%時(shí)，則判定鏈條工作正常。
[0011]本發(fā)明提供了一種采煤工作面刮板輸送機(jī)斷鏈的監(jiān)測(cè)裝置和方法。經(jīng)過(guò)試用證明，采用該監(jiān)測(cè)方法，可以根據(jù)安裝在機(jī)頭架兩個(gè)弧塊上的壓力負(fù)載傳感器，測(cè)量刮板輸送機(jī)工作過(guò)程中弧塊與鏈輪軸組軸承座之間的壓力信號(hào)，由監(jiān)控箱PLC中的模擬量信號(hào)采集模塊采集壓力信號(hào)，通過(guò)CPU模塊進(jìn)行內(nèi)部運(yùn)算和處理并輸出指令，從而實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并控制鏈條的運(yùn)行狀況。本發(fā)明裝置的及時(shí)性強(qiáng)，精度、準(zhǔn)確率高，減少檢修強(qiáng)度，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命O

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012]附圖1為本發(fā)明中鏈輪軸組的受力簡(jiǎn)圖；
[0013]附圖2本發(fā)明中測(cè)力傳感器安裝位置及監(jiān)測(cè)原理示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0014]如圖1、2所示，本發(fā)明提供了一種采煤工作面刮板輸送機(jī)斷鏈的監(jiān)測(cè)裝置，包括安裝在刮板輸送機(jī)機(jī)頭架兩個(gè)弧塊上的壓力負(fù)載傳感器(每個(gè)弧塊安裝一個(gè)傳感器，共2個(gè)傳感器)，從而測(cè)量出刮板輸送機(jī)工作過(guò)程中每個(gè)弧塊與鏈輪軸組軸承座之間的壓力信號(hào)，該壓力負(fù)載傳感器還與刮板輸送機(jī)監(jiān)控箱內(nèi)的PLC連接，該P(yáng)LC還通過(guò)組合開關(guān)與刮板輸送機(jī)的機(jī)頭電機(jī)、機(jī)尾電機(jī)連接。其中在監(jiān)控箱內(nèi)還設(shè)有PLC，所述PLC通過(guò)壓力負(fù)載傳感器采集信號(hào)，計(jì)算處理后輸出指令給組合開關(guān)，數(shù)據(jù)還通過(guò)MPI接口與人機(jī)界面連接。其中監(jiān)控箱內(nèi)安裝有電源、PLC、繼電器、接線端子等，所述PLC由模擬量信號(hào)采集模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊、CPU模塊、安全隔離柵模塊等組成，PLC分別與壓力負(fù)載傳感器、人機(jī)界面、組合開關(guān)等連接。
[0015]本發(fā)明還提供了一種采煤工作面刮板輸送機(jī)斷鏈的監(jiān)測(cè)方法，包括如下步驟:當(dāng)檢測(cè)到鏈輪軸組作用在刮板輸送機(jī)機(jī)頭架兩個(gè)弧塊上的力的差值與正常工作時(shí)的力的比值大于35%時(shí)，則判定一條鏈條斷裂，此時(shí)監(jiān)控箱輸出指令來(lái)控制組合開關(guān)，組合開關(guān)控制刮板輸送機(jī)停機(jī)檢修；當(dāng)檢測(cè)到兩個(gè)力的差值與正常工作的力的比值為15%?35%時(shí)，判定兩條鏈條的張力不平衡或者兩條鏈條長(zhǎng)度差值過(guò)大，監(jiān)控箱輸出指令控制報(bào)警器報(bào)警，需停機(jī)檢修鏈條；當(dāng)檢測(cè)到兩個(gè)力的差值與正常工作的力的比值小于15%時(shí)，則判定鏈條工作正常。經(jīng)過(guò)試用證明，采用上述方法可以準(zhǔn)確判斷出鏈條的工作狀態(tài)，完全可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并且監(jiān)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確率高達(dá)90%以上。
[0016]本發(fā)明提供了一種適用于煤礦井下采煤工作面刮板輸送機(jī)斷鏈監(jiān)測(cè)方法，通過(guò)安裝在機(jī)頭架兩個(gè)弧塊上的壓力負(fù)載傳感器，測(cè)量刮板輸送機(jī)工作過(guò)程中弧塊與鏈輪軸組軸承座之間的壓力信號(hào)，由監(jiān)控箱PLC中的模擬量信號(hào)采集模塊采集壓力信號(hào)，通過(guò)CPU模塊進(jìn)行內(nèi)部運(yùn)算和處理并輸出指令，從而實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并控制鏈條的運(yùn)行狀況。
[0017]由于中雙鏈刮板輸送機(jī)的機(jī)頭架為對(duì)稱布置，鏈條在槽寬內(nèi)為分中對(duì)稱布置，正常工作過(guò)程中，鏈輪軸組作用在機(jī)頭架弧塊的力為兩個(gè)大小相同、方向相反的力，當(dāng)兩條鏈條的張力不同時(shí)，鏈輪軸組作用在機(jī)頭架弧塊的力也會(huì)不同。
[0018]根據(jù)此原理，在機(jī)頭架兩個(gè)弧塊上安裝壓力負(fù)載傳感器，測(cè)量刮板輸送機(jī)工作過(guò)程中弧塊與鏈輪軸組軸承座之間的壓力信號(hào)，壓力信號(hào)反饋給監(jiān)控箱，當(dāng)兩個(gè)力的差值與正常工作的力的比值大于35%時(shí)，判定一條鏈條斷裂，監(jiān)控箱輸出指令控制組合開關(guān)，組合開關(guān)控制刮板輸送機(jī)停機(jī)檢修；當(dāng)兩個(gè)力的差值與正常工作的力的比值為15%?35%時(shí)，判定兩條鏈條的張力不平衡，監(jiān)控箱輸出指令控制報(bào)警器報(bào)警；當(dāng)兩個(gè)力的差值與正常工作的力的比值小于15%時(shí)，鏈條工作正常。
[0019]下面結(jié)合附圖來(lái)對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
[0020]如圖1所示為鏈輪軸組受力簡(jiǎn)圖所示，其中A點(diǎn)、B點(diǎn)為鏈輪軸組支撐座位置，也是壓力負(fù)載傳感器安裝位置，C點(diǎn)、D點(diǎn)為鏈條作用在鏈輪軸組的施力點(diǎn)。Fi^Feb為鏈輪軸組支反力，F(xiàn)。、Fd為兩根鏈條的拉力。S為兩條鏈條的中心距，L為鏈輪軸組的支撐距，也是傳感器的安裝跨距。鏈輪軸組支反力和鏈條拉力都以槽寬中心對(duì)稱分布。
[0021]由靜力平衡方程可得，正常工作時(shí)=Fea= Feb = -Fc = _Fd。當(dāng)一條鏈條斷裂時(shí)Fc=0，F(xiàn)d = 2F，則:
[0022]Feb = Fd (S+L) /2L
[0023]Fea = Fd (L-S) /2L
[0024]比值％ = I (Feb-Fea) I /F = 2S/L
[0025]反之，當(dāng)另一條鏈條斷裂時(shí)Fd = 0，F(xiàn)c = 2F，則:
[0026]Feb = Fc (L-S) /2L
[0027]Fea = Fd (L+S) /2L
[0028]比值％ = I (Feb-Fea) I /F = 2S/L
[0029]從上式可以看出兩個(gè)力差值的絕對(duì)值與正常工作的力的比值可以判斷鏈條的工作狀態(tài)。
[0030]如圖2所示，F(xiàn)為單條鏈條正常工作時(shí)的拉力。在機(jī)頭架兩個(gè)弧塊上安裝壓力負(fù)載傳感器A、壓力負(fù)載傳感器B，測(cè)量刮板輸送機(jī)工作過(guò)程中弧塊與鏈輪軸組軸承座之間的壓力信號(hào)，壓力信號(hào)反饋給監(jiān)控箱，當(dāng)兩個(gè)力差值的絕對(duì)值與正常工作的力的比值大于35%時(shí)，判定一條鏈條斷裂，監(jiān)控箱輸出指令控制組合開關(guān)，組合開關(guān)控制刮板輸送機(jī)停機(jī)檢修；當(dāng)兩個(gè)力差值的絕對(duì)值與正常工作的力的比值為15%?35%時(shí)，判定兩條鏈條的張力不平衡，監(jiān)控箱輸出指令控制報(bào)警器報(bào)警；當(dāng)兩個(gè)力差值的絕對(duì)值與正常工作的力的比值小于15%時(shí)，鏈條工作正常。很明顯，當(dāng)監(jiān)控箱與刮板輸送機(jī)機(jī)頭、機(jī)尾電機(jī)或其變頻控制器連接后可以實(shí)現(xiàn)根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果對(duì)刮板輸送機(jī)運(yùn)行的自動(dòng)控制。
【權(quán)利要求】
1.一種采煤工作面刮板輸送機(jī)斷鏈的監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于:包括安裝在刮板輸送機(jī)機(jī)頭架兩個(gè)弧塊上的壓力負(fù)載傳感器，從而測(cè)量出刮板輸送機(jī)工作過(guò)程中每個(gè)弧塊與鏈輪軸組軸承座之間的壓力信號(hào)，該壓力負(fù)載傳感器還與刮板輸送機(jī)監(jiān)控箱內(nèi)的PLC連接，該P(yáng)LC還通過(guò)組合開關(guān)與刮板輸送機(jī)的機(jī)頭電機(jī)、機(jī)尾電機(jī)連接。
2.如權(quán)利要求1所述的采煤工作面刮板輸送機(jī)斷鏈的監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于:其中PLC還通過(guò)MPI接口與人機(jī)界面連接。
3.如權(quán)利要求1所述的采煤工作面刮板輸送機(jī)斷鏈的監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于:其中在監(jiān)控箱內(nèi)還安裝有相連接的電源、繼電器和接線端子；所述PLC包括CPU模塊以及與該CPU模塊連接的模擬量信號(hào)采集模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊、安全隔離柵模塊。
4.如權(quán)利要求1所述的采煤工作面刮板輸送機(jī)斷鏈的監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于:其中在每個(gè)弧塊上安裝有一個(gè)壓力負(fù)載傳感器。
5.一種采煤工作面刮板輸送機(jī)斷鏈的監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，包括如下步驟:當(dāng)檢測(cè)到鏈輪軸組作用在刮板輸送機(jī)機(jī)頭架兩個(gè)弧塊上的力的差值與正常工作時(shí)的力的比值大于35%時(shí)，則判定一條鏈條斷裂，此時(shí)監(jiān)控箱輸出指令來(lái)控制組合開關(guān)，組合開關(guān)控制刮板輸送機(jī)停機(jī)檢修；當(dāng)檢測(cè)到兩個(gè)力的差值與正常工作的力的比值為15%?35%時(shí)，判定兩條鏈條的張力不平衡或者兩條鏈條長(zhǎng)度差值過(guò)大，監(jiān)控箱輸出指令控制報(bào)警器報(bào)警，需停機(jī)檢修鏈條；當(dāng)檢測(cè)到兩個(gè)力的差值與正常工作的力的比值小于15%時(shí)，則判定鏈條工作正常。
【文檔編號(hào)】B65G43/06GK104444227SQ201410520265
【公開日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年9月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月30日
【發(fā)明者】張 林, 王進(jìn)軍, 郭建明, 宋智麗, 王繼國(guó), 王金平, 劉建偉, 孔進(jìn), 王彩君 申請(qǐng)人:寧夏天地奔牛實(shí)業(yè)集團(tuán)有限公司