[实用新型]一种可模拟运煤工况的刮板机摩擦阻力试验装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种可模拟运煤工况的刮板机摩擦阻力试验装置，属于矿井运输技术领域。

背景技术

随着我国经济的持续稳步增长，能源需求不断上升，煤炭作为主体能源的地位在短时间内不会改变。刮板输送机作为采煤工作面关键设备“三机”之一，在很大程度上决定了煤炭的生产能力和作业效率，其正常运行与否直接决定着煤炭生产的经济效益。刮板输送机靠链条带动刮板在溜槽内运动,从而实现矿物的运输。中部槽内以煤为介质的刮板、链与中底板之间的多体摩擦力约占运行阻力的30％～40％，是造成能量消耗的重要原因。煤的湿度与粒度、中部槽的加工精度、铺设质量等是影响摩擦系数的重要因素，复杂工况下摩擦系数波动范围较大。如果对刮板机运行摩擦阻力评估不准，摩擦阻力大于超过电机负载，导致电机烧毁。此外运行链条的张紧力必须保持在一定范围内，运行阻力没有准确预估，预设的张紧力过大或过小，会导致跳链、卡链或断齿等事故的发生。因此，对刮板输送机运行阻力评估，对各部位摩擦阻力分析和减摩设计具有重要的意义。

刮输送机的总运行阻力绝大部分为摩擦阻力，摩擦阻力包括链、底板、刮板与槽帮等部位之间的相互摩擦。目前对刮板机运行摩擦阻力有一定程度的研究，但大多借助经验系数，不能应对各种复杂变化的工况；现阶段计算运行阻力的方法是用载货时电机输出减去空载时电机输出得到总运行阻力，这并不能揭示各种工况对不同部位运行摩擦阻力的影响关系；在运行阻力摩擦系数的研究上，采用的是当量摩擦系数，并没有把链与底板、刮板与槽帮等多体摩擦的摩擦系数分离开来。刮板输送机相关的试验装置有：专利号CN201610852686.6公开了振动冲击下重载刮板输送机链轮摩擦疲劳监测装置及方法，通过模拟重载冲击下的工况，对刮板链的摩擦腐蚀进行监测；专利号CN201610621174.9公开了一种刮板输送机复杂运行工况的检测系统及方法，利用安装在刮板机上的惯性测量装置测量惯性力来分析刮板机的工况。刮板输送机的专利集中在新式刮板输送机、工况分析以及摩擦磨损试验上，暂未有人提出模拟刮板机各种工况下的各部位摩擦阻力试验装置，因此本发明提出一种刮板机摩擦阻力试验装置，能够模拟各种运煤工况，测出其运行阻力，并且能将刮板机各部位的摩擦阻力区分开来。

实用新型内容

针对上述问题，本发明提供一种可模拟运煤工况的刮板机摩擦阻力试验装置，通过模拟出刮板输送机运煤时的各种工况，测得总运行阻力、刮板与中部板摩擦阻力、刮板与上槽帮摩擦阻力、刮板与下槽帮摩擦阻力等，进而分析刮板机运行时不同工况对运行阻力的影响以及摩擦阻力的分布情况，为刮板机的设计及摩擦学研究提供试验依据。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种可模拟运煤工况的刮板机摩擦阻力试验装置，其特征在于：包括落煤模拟系统、倾斜模拟系统、张紧模拟系统、运输模拟系统、驱动系统、控制系统：

所述落煤模拟系统包括固定于地面上的起重支架、设于起重机架上可水平竖直移动的起重电机组、设于卷筒转轴上的角度传感器B、设于钢丝绳上的力传感器、通过挂钩吊起的落煤仓、设于落煤仓下端的物料流量计、设于落煤仓底部的卸料闸门及设于实验台落煤处的落煤收集仓；

所述倾斜模拟系统包括实验台支架、千斤顶、与千斤顶对称安装的可锁导杆、安装在实验台转轴上的角度传感器A，所述实验台支架、设于实验台右端的千斤顶及设于实验台左端的可锁导杆构成的四个支撑部件呈菱形布置，所述千斤顶一端固定于地面，另一端固定于实验台底部；

所述张紧模拟系统包括焊接固定在实验台上的张紧支架、安装在实验台上的矩形导轨、固定在张紧支架上的同步千斤顶，所述同步千斤顶上贴有应变片，所述同步千斤顶顶端顶入链轮支座的槽中；

所述运输模拟系统包括链轮支座、链轮、刮板链、刮板、上槽帮、中板及下槽帮，所述上槽帮、中板及下槽帮为中部槽的拆分，所述上槽帮旁设有上槽帮支架，所述上槽帮支架、中板支架及下槽帮支架设有三维力传感器，所述上槽帮支架、中板支架及下槽帮支架通过焊接固定于实验台底座上，所述上槽帮和中板之间存在间隙，所述刮板凹槽中嵌入无线应力传感器；

所述驱动系统包括电动机、联轴器B、减速器、联轴器A、转矩转速传感器B、制动器，所述电动机、联轴器B、减速器、联轴器A、转矩转速传感器B、链轮依次连接，所述制动器与转矩转速传感器A、链轮依次连接；

所述的控制系统主要包括计算机、工控软件，计算机处理显示各传感器所采集的参数，在计算机上通过操作工控软件控制电动机的转速、同步千斤顶的张紧力、千斤顶的伸出长度、落煤仓卸料闸门的开度及起重电机组的启停，进而改变各传感器的读数。