[发明专利]一种刮板输送机链条故障诊断系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及刮板输送机健康监测和安全保障技术领域，尤其涉及一种刮板输送机链条故障诊断系统及方法。

背景技术

刮板输送机是煤矿井下综采工作面主要的生产运输设备，承担着运输煤炭、为液压支架提供推移支点以及为采煤机提供行走轨道的重要任务，可靠性直接影响到现代化煤矿的安全高效生产。刮板链是刮板输送机最容易出现故障的机构，其故障(断链、错链和卡链等)约占刮板输送机故障总数的40％。刮板输送机链条出现错链后，会出现刮板倾斜，严重时致使链条断链或者损坏刮板输送机。一旦出现断链等故障，所需的维修时间长，严重制约了我国大型煤矿的生产效率。

国内外主要通过油缸压力、链条悬垂量和功率等间接获得刮板输送机链条张力。刮板输送机运行过程中，链条存在晃动，使得其悬垂量难以准确测量。通过油缸压力和油缸压力仅能获得刮板机两根链条的总张力，但对链条断链等故障难以检测。现有的刮板输送机状态检测大多针对的是断链故障，不能对错链、跳链和卡链等故障进行同时监测。如：专利号为ZL 201410503491.1发明专利，通过在与链条接触的链轮轮齿面安装应力传感器实现断链故障检测，由于测量传感器与链条接触并存在相对滑动，存在磨损失效的可能，且难以检测链条卡链、错链和跳链等故障。专利号为ZL201110052986.3的发明专利，通过电磁感应原理实现对因刮板输送机链条倾斜导致的断链故障进行预示和检测，检测结果受环境干扰严重，且不能对链条卡链和错链等故障进行诊断。

发明内容

发明目的：本发明的目的在于是克服已有技术存在的不足之处，提供一种刮板输送机链条故障诊断系统及方法，解决刮板输送机卡链、断链、错链和跳链等故障难以实时检测问题。

为了实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案：一种刮板输送机链条故障诊断系统，该刮板输送机包括刮板输送机滚筒，在刮板输送机滚筒上间隔设置的两个链轮，链轮为双排齿轮，每个链轮上安装一根链条，该诊断系统包括贴在刮板输送机链轮轮齿顶部端面的应变花，应变花通过屏蔽导线连接固定在刮板输送机滚筒上的信号采集单元，信号采集单元的无线发送模块通过无线传输方式将采集的信号发送给无线接收装置，无线接收装置通过USB接口将获得的采集信号传输给工控机；

所述应变花包括平行于链轮中心轴线布置的90°应变计以及垂直于90°应变计布置的0°应变计。

优选的，所述信号采集单元包括电源模块，电源模块分别连接信号调理电路、MCU微控芯片和无线发送模块，MCU微控芯片分别连接信号调理电路、存储模块和无线发送模块。

优选的，所述0°应变计和90°应变计均为自带温度补偿的电阻应变计。

一种基于上述诊断系统的刮板输送机链条故障诊断方法，它包括错链、跳链故障判断、断链故障判断和卡链故障判断三个步骤：

错链、跳链故障判断：计算同一个链轮上相同位置的两个轮齿顶部端面90°应变计测量结果之间的差值如果|Δf₉₀|≥J₁，且连续多个链轮轮齿都出现上述情况，则判断刮板出现了倾斜；当刮板出现了倾斜时，进一步计算滚筒同一轴线上两个链轮上相同位置的两个轮齿顶部端面0°应变计测量结果之间的差值如果|Δf₀|≤J₂，则判断出现错链、跳链故障；所述的

断链故障判断：计算滚筒同一轴线上两个链轮相同位置的轮齿顶部端面0°应变计测量结果之间的差值如果|Δf₀|突然变大并超过设定阈值J₂，且连续多个链轮轮齿都出现上述情况，则判断发生断链故障；所述的阈值J₃可取

卡链故障判断：当两个链轮上相同位置的两个轮齿顶部端面0°应变计测量结果同步地急剧增大，并超过设定阈值J₄后，0°应变计测量结果未出现周期性的大小交替变化，则判断出现卡链故障；所述的J₄为正常情况下相应0°应变计测量结果的1.5倍。