【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種采煤機支撐導向系統動態磨損監測預警裝置及其方法，應用于采煤機支撐導向系統，涉及煤礦采掘機械及自動控制領域。
技術介紹
1、目前，采煤機采用導向滑靴、平滑靴支撐機構。采煤機井下采煤時，采空側導向滑靴支撐導向槽，上下左右支撐、導向、限位在運輸機銷排上，對采煤機進行支撐自重、行走導向限位，同時還承受鏈輪傳遞扭矩產生的牽引反力及采煤機運行過程中產生的側向力；采煤機煤壁平滑靴，支撐在運輸鏟板上，支撐采煤機自重，同時還承受采煤機滾筒割煤產生的部分截割反力及采煤機運行過程中產生的摩擦阻力。
2、導向滑靴與運輸機銷排間的間隙g(垂直y＝8～10mm和水平x＝5～6mm)，應能保證運輸機垂直起伏±3°、水平彎曲±1°時，采煤機能順利通過；當間隙g大小合理時，保證采煤機鏈輪和運輸機銷排正常嚙合，受力合理，運行平穩。當間隙g過大時，導向滑靴無法正常支撐、導向、限位，采煤機鏈輪和運輸機銷排可能非正常嚙合，甚至鏈輪輪齒兩側承受側向力，造成鏈輪輪齒快速點蝕、急劇磨損、甚至斷齒；同時引起沖擊振動噪聲大，有時采煤機還會發生平滑靴掉道故障；當間隙g過小時，導向滑靴無法正常適應輸送機垂直起伏±3°、水平彎曲±1°，和運輸機銷排會存在剛性撞擊、別卡、干涉，支撐、導向、限位功能產生異常，有時會發生導向滑靴支撐耳撕開、導向槽斷裂、導向槽短擋板掰斷等事故；失去導向滑靴的正常支撐、導向、限位功能，將導致鏈輪輪齒兩側承受側向力，引起巨大的沖擊振動噪聲，常造成采煤機鏈輪頻繁損壞，影響井下安全生產。
3、由于運輸機銷排表面硬度及耐磨性強于
4、目前國內外檢測采煤機導向滑靴及平滑靴機械磨損量的主流設備和檢測方法，代表性的有如下兩種：
5、1、采用鞋形卡規來檢查導向滑靴及平滑靴水平表面磨損量；檢測導向滑靴導向槽垂直面(兩側導向限位面)磨損量，按各處尺寸規定的磨損公差范圍來檢測；一般每周檢查一次。這種檢測方式存在的缺陷是：純機械測量，理念原始落后；須定做滑靴專用量具，且不同系列不同規格的滑靴專用量具大多不相同，通用性差；輔助工作量很大，費時費力，效率低，井下使用實際可操作性不佳；操作人員須長時間滯留在工作現場，存在安全風險。
6、2、采用jxclgj專用測量工具測量采煤機導向滑靴與銷排間隙，從而推算出導向滑靴磨損量。這種檢測方式存在的缺陷是：僅是一種機械狀態檢測，而不是實時動態監測；純手工測量，效率低下，不利于安全生產。
技術實現思路
1、本專利技術目的是提供一種采煤機支撐導向系統動態磨損監測預警裝置及其方法，以解決現有采煤機普遍存在支撐導向系統機械磨損量井下檢測難、不易操作、理念落后，輔助工作量大、效率低，存在安全風險的問題。
2、為實現上述的技術目的，本專利技術將采取如下的技術方案：
3、一種采煤機支撐導向系統動態磨損監測預警裝置，用于動態監測采煤機支撐導向系統的磨損并預警；采煤機支撐導向系統包括導向滑靴支撐機構以及平滑靴支撐機構；導向滑靴支撐機構包括導向滑靴以及與導向滑靴配套的運輸機銷排；平滑靴支撐機構包括平滑靴以及與平滑靴配套的運輸鏟板，導向滑靴、平滑靴分別設置在采煤機機身上；所述的動態磨損監測預警裝置包括動態磨損監測裝置以及動態磨損預警裝置；其中：
4、所述的動態磨損監測裝置包括第一、第二動態磨損監測組；
5、所述的第一動態磨損監測組安裝在平滑靴上，用于監測平滑靴底平面的特征磨損區域的磨損量a，并能夠將所監測到的磨損量a傳輸至動態磨損預警裝置；
6、所述的第二動態磨損監測組安裝在導向滑靴上，用于監測導向滑靴的特征磨損區域的磨損量b，并能夠將所監測到的磨損量b傳輸至動態磨損預警裝置；
7、所述的動態磨損預警裝置根據所接收到的磨損量a，判斷平滑靴底平面的磨損情況是否超限，若判斷結果表明平滑靴底平面的磨損情況超限，輸出第一預警提示；
8、所述的動態磨損預警裝置根據所接收到的磨損量b，判斷導向滑靴的磨損情況是否超限，若判斷結果表明導向滑靴的磨損情況超限，輸出第二預警提示。
9、優選地，所述平滑靴底平面設置有兩個特征點，每一個特征點均位于平滑靴的縱向雙耳中心線上，并相對于平滑靴底平面的鄰近端部的距離均為l/8，l為平滑靴底平面的橫向兩端之間的距離；平滑靴底平面的特征磨損區域為平滑靴底平面處于兩個特征點之間的區域。
10、優選地，所述的第一動態磨損監測組包括兩個傳感器a，對應為第一、第二傳感器a；第一、第二傳感器a分別對應地安裝在平滑靴底平面所設置的兩個特征點處。
11、優選地，導向滑靴的特征磨損區包括導向滑靴導向槽和運輸機銷排上平面接觸的支撐上平面的特征磨損區域以及導向滑靴導向槽和運輸機銷排左右兩側面對應接觸的導向限位左側面的特征磨損區域、導向限位右側面的特征磨損區域；
12、所述第二動態磨損監測組包括傳感器b、傳感器c以及傳感器d；其中：
13、傳感器b用于感測導向滑靴導向槽和運輸機銷排上平面接觸的支撐上平面的特征磨損區域的磨損量，記為第一磨損量b1；并能夠將所感測到的第一磨損量b1傳輸至動態磨損預警裝置；
14、傳感器c用于感測導向滑靴導向槽和運輸機銷排之間側面接觸的導向限位左側面的特征磨損區域的磨損量，記為第二磨損量b2；并能夠將所感測到的第二磨損量b2傳輸至動態磨損預警裝置；
15、傳感器d用于感測導向滑靴導向槽和運輸機銷排之間側面接觸的導向限位右側面的特征磨損區域的磨損量，記為第三磨損量b3；并能夠將所感測到的第三磨損量b3傳輸至動態磨損預警裝置；
16、所述的動態磨損預警裝置根據所接收到的第一磨損量b1，判斷導向滑靴導向槽的支撐上平面的特征磨損區域的磨損情況是否超限，若判斷結果表明導向滑靴導向槽的支撐上平面的特征磨損區域的磨損情況超限，輸出第二預警提示；
17、所述的動態磨損預警裝置根據所接收到的第二磨損量b2，判斷導向滑靴導向槽的導向限位左側面的特征磨損區域的磨損情況是否超限，若判斷結果表明導向滑靴導向槽的導向限位左側面的特征磨損區域的磨損情況超限，輸出第二預警提示；
18、所述的動態磨損預警裝置根據所接收到的第三磨損量b3，判斷導向滑靴導向槽的導向限位右側面的特征磨損區域的磨損情況是否超限，若判斷結果表明導向滑靴導向槽的導向限位右側面的特征磨損區域的磨損情況超限，輸出第二預警提示。
19、優選地，所述的支撐上平面的特征磨損區域為支撐上平面與運輸機銷排接觸時所形成的四受力小面的幾何中心點附近厚度為b±(δ1+δ2)的條帶區域；其中：b為四受力小面的幾何中心點形成的四邊形的短邊長度，δ1為滿足需要的設計間隙調定值，δ2為導向限位左本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種采煤機支撐導向系統動態磨損監測預警裝置，用于動態監測采煤機支撐導向系統的磨損并預警；采煤機支撐導向系統包括導向滑靴支撐機構以及平滑靴支撐機構；導向滑靴支撐機構包括導向滑靴以及與導向滑靴配套的運輸機銷排；平滑靴支撐機構包括平滑靴以及與平滑靴配套的運輸鏟板，導向滑靴、平滑靴分別設置在采煤機機身上；其特征在于，所述的動態磨損監測預警裝置包括動態磨損監測裝置以及動態磨損預警裝置；其中：
2.根據權利要求1所述的采煤機支撐導向系統動態磨損監測預警裝置，其特征在于：所述平滑靴底平面設置有兩個特征點，每一個特征點均位于平滑靴的縱向雙耳中心線上，并相對于平滑靴底平面的鄰近端部的距離均為L/8，L為平滑靴底平面的橫向兩端之間的距離；平滑靴底平面的特征磨損區域為平滑靴底平面處于兩個特征點之間的區域。
3.根據權利要求2所述的采煤機支撐導向系統動態磨損監測預警裝置，其特征在于：所述的第一動態磨損監測組包括兩個傳感器A，對應為第一、第二傳感器A；第一、第二傳感器A分別對應地安裝在平滑靴底平面所設置的兩個特征點處。
4.根據權利要求3所述的采煤機支撐導向系統動態
5.根據權利要求4所述的采煤機支撐導向系統動態磨損監測預警裝置，其特征在于：所述的支撐上平面的特征磨損區域為支撐上平面與運輸機銷排接觸時所形成的四受力小面的幾何中心點附近厚度為B±(δ1+δ2)的條帶區域；其中：B為四受力小面的幾何中心點形成的四邊形的短邊長度，δ1為滿足需要的設計間隙調定值，δ2為導向限位左/右側面的最大磨損量；
6.根據權利要求4所述的采煤機支撐導向系統動態磨損監測預警裝置，其特征在于：導向限位左側面的特征磨損區域為水平向左特征線向上浮動σ1、向下浮動σ2并包含導向限位左側面上所設置的兩個特征點的條帶區域，σ1為導向滑靴的支撐上平面最大磨損量時水平向左特征線的最大上浮動量；σ2為導向滑靴間隙偏轉角產生的水平向左特征線最大下浮動量；水平向左特征線為采煤機鏈輪分度圓、運輸機銷排的水平面和導向限位左側面的相交線；
7.根據權利要求4所述的采煤機支撐導向系統動態磨損監測預警裝置，其特征在于：導向限位右側面的特征磨損區域為水平向右特征線向上浮動σ3、向下浮動σ4并包含導向限位右側面上所設置的兩個特征點的條帶區域，σ3為導向滑靴的支撐上平面最大磨損量時水平向右特征線的最大上浮動量；σ4為導向滑靴間隙偏轉角產生的水平向右特征線最大下浮動量；水平向右特征線為采煤機鏈輪分度圓、運輸機銷排的水平面和導向限位右側面的相交線；
8.根據權利要求4所述的采煤機支撐導向系統動態磨損監測預警裝置，其特征在于：所述的動態磨損預警裝置，針對支撐上平面預設有第一最大磨損量Bmax1，針對導向限位左側面預設有第二最大磨損量Bmax2，針對導向限位右側面預設有第三最大磨損量Bmax3；動態磨損預警裝置通過比較第一磨損量B1是否處于第一最大磨損量Bmax1的允許范圍內來判斷支撐上平面的磨損情況是否超限，若判斷結果表明|B1-Bmax1|<a1，則表明支撐上平面的磨損情況未超限，反之，則表明支撐上平面的磨損情況超限，輸出第二預警提示；a1為常數；
9.根據權利要求4所述的采煤機支撐導向系統動態磨損監測預警裝置，其特征在于：傳感器A至傳感器D為位移傳感器或者行程傳感器；且傳感器A至傳感器D的結構一致，包括傳感器主體、線纜以及觸頭；所述傳感器主體整體呈柱狀設置，且傳感器主體的一端設置有安裝頭，另一端則設置有觸頭，且傳感器主體的內部設置有引線孔，線纜的一端從引線孔引出，另一端則與觸頭連接。
10.一種采煤機支撐導向系統動態磨損監測預警方法，其特征在于，包括如下步驟：
...【技術特征摘要】
1.一種采煤機支撐導向系統動態磨損監測預警裝置，用于動態監測采煤機支撐導向系統的磨損并預警；采煤機支撐導向系統包括導向滑靴支撐機構以及平滑靴支撐機構；導向滑靴支撐機構包括導向滑靴以及與導向滑靴配套的運輸機銷排；平滑靴支撐機構包括平滑靴以及與平滑靴配套的運輸鏟板，導向滑靴、平滑靴分別設置在采煤機機身上；其特征在于，所述的動態磨損監測預警裝置包括動態磨損監測裝置以及動態磨損預警裝置；其中：
2.根據權利要求1所述的采煤機支撐導向系統動態磨損監測預警裝置，其特征在于：所述平滑靴底平面設置有兩個特征點，每一個特征點均位于平滑靴的縱向雙耳中心線上，并相對于平滑靴底平面的鄰近端部的距離均為l/8，l為平滑靴底平面的橫向兩端之間的距離；平滑靴底平面的特征磨損區域為平滑靴底平面處于兩個特征點之間的區域。
3.根據權利要求2所述的采煤機支撐導向系統動態磨損監測預警裝置，其特征在于：所述的第一動態磨損監測組包括兩個傳感器a，對應為第一、第二傳感器a；第一、第二傳感器a分別對應地安裝在平滑靴底平面所設置的兩個特征點處。
4.根據權利要求3所述的采煤機支撐導向系統動態磨損監測預警裝置，其特征在于：導向滑靴的特征磨損區包括導向滑靴導向槽和運輸機銷排上平面接觸的支撐上平面的特征磨損區域以及導向滑靴導向槽和運輸機銷排左右兩側面對應接觸的導向限位左側面的特征磨損區域、導向限位右側面的特征磨損區域；
5.根據權利要求4所述的采煤機支撐導向系統動態磨損監測預警裝置，其特征在于：所述的支撐上平面的特征磨損區域為支撐上平面與運輸機銷排接觸時所形成的四受力小面的幾何中心點附近厚度為b±(δ1+δ2)的條帶區域；其中：b為四受力小面的幾何中心點形成的四邊形的短邊長度，δ1為滿足需要的設計間隙調定值，δ2為導向限位左/右側面的最大磨損量；
6.根據權利要求4所述的采煤機支撐導向系統動態磨損監測預警裝置，其特征在于：導向限位左側面的特征磨損區域為...
【專利技術屬性】
技術研發人員：張麗明，周永鵬，楊亞東，劉澤平，張茜茜，陳雪飛，趙曉蔚，李建忠，李小朋，趙國萍，
申請(專利權)人：山西太重智能采礦裝備技術有限公司，
類型：發明
國別省市：
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