一種采煤機截齒三向力測量裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及采煤機截齒三向力測量裝置領域，具體涉及一種實時在線精確測量采煤機截齒三向力測量裝置。
【背景技術】
[0002]目前，國內外測量采煤機截齒截割力的方法可分為地面模擬測量和井下實測兩大類。地面模擬測量得不到截齒在采煤過程中的真實受力信息;現有井下實測截割力的方法不能反應截齒受力的真實情況，不能準確測出截齒的瞬態受力情況;且現有的測量方法為測得截齒三向力對采煤機滾筒的改動量大，耗費高，在測量時影響采煤機正常工作。因此，為研究采煤機截割機理，準確掌握具體礦并(煤層)的截割阻力特性，實時監測采煤機的工作狀態，改善采煤機截齒受力，提高采煤機設計質量等，急需一種測量方法簡便結果真實可靠的實時在線精確測量采煤機截齒三向力的測量裝置。
【發明內容】
[0003]本發明要解決的技術問題是克服現有采煤機截齒三向力測量裝置的不能實時在線準確測出截齒的瞬態受力，對采煤機滾筒改動量大、耗費高等不足，提供一種測量方法簡便無需改動采煤機滾筒，結果真實可靠的實時在線測量采煤機截齒三向力的測量裝置。
[0004]為解決上述技術問題，本發明所采取的技術方案是:一種采煤機截齒三向力測量裝置，其關鍵技術在于:一種采煤機截齒三向力測量裝置，在采煤機工作狀態下即可實現實時在線測量截齒三向力，且無需改動現有采煤機滾筒及其截齒座。該方法是改裝采煤機的某一個截齒，只保留原截齒的齒尖一部分和齒根一部分，將圓環式三向力傳感器的上端與改裝截齒的齒尖固定連接，圓環式三向力傳感器的下端與齒根部固定連接，截齒截割時受力產生應變，帶動圓環式三向力傳感器的彈性體產生應變，貼在彈性體上的應變片隨之變形，從而獲得采煤機截齒截割時的三向力。該測量裝置在采煤機工作狀態下即可實時精確地獲得截齒在截煤過程中三向受力情況，測量方法簡便，結果可靠，對現有設備改動量小，成本低。整個測量裝置由齒尖、密封圈、三向力傳感器、保護罩、數據儲存卡、信號-數據處理裝置、齒根組成，其中圓環式三向力傳感器由彈性體、應變片組成。
[0005]所述的齒尖可以正常割煤，齒尖的下端有與三向力傳感器上端相配合的錐度，齒尖與三向力傳感器上端固定連接。
[0006]所述的齒根上端有與三向力傳感器下端相配合的錐度，齒根與三向力傳感器下端固定連接;齒根能與采煤機截齒座正常連接，但齒根尾端與截齒座固定連接，使整個裝置固定在采煤機截齒座上但不能在截齒座內轉動。
[0007]所述彈性體是一個圓環結構，在圓環的上下兩層各開4個槽孔，槽孔是對稱分布的，相位相差45°。上下層槽孔間和同層槽孔間的薄壁區為剪切應力敏感區，不同的剪切應變區對應測量由不同方向的力產生的應變。剪切應力敏感區的1、3區域，2、4區域，6、12、14、20區域的外表面都貼有45°電阻應變片。
[0008]所述保護罩與齒根上端固定連接，并套在三向力傳感器外面，且與三向力傳感器之間有一定的間隙，在保護罩上端與齒尖之間的徑向間隙裝有密封圈。保護罩與密封圈的共同作用可以防止過載而造成傳感器的破壞，還起到了密封傳感器的作用，避免彈性體、應變片和橋路受外界灰塵、水等影響而無法測量。
[0009]所述彈性體內部空間里安裝有數據儲存卡、信號-數據處理裝置等，數據儲存卡可以通過彈性體上的槽孔取出和插入，用來讀取其中的數據;信號-數據處理裝置可以對測得的原始數據進行處理，包括放大、將數據以無線的方式發射出來等。
[0010]采用上述技術方案所產生的有益效果在于:本發明通過將三向力傳感器與截齒巧妙的配合在一起，提供了一種可實時在線測量采煤機截齒三向力的方法與裝置，該測量方法簡便，適應性強，對現有設備改動量小，不影響設備的正常工作，測量成本低;測量裝置安裝簡單、操作方便;并且可通過讀取數據儲存卡或無線接收的方式獲得測量數據，能實現實時或者離線處理數據，數據處理方便。
【附圖說明】
[0011 ]圖1是本發明安裝在截齒座上示意圖。
[0012]圖2:三向力傳感器彈性體結構示意圖。
[0013]圖3:應變片布置示意圖(為彈性體沿任一對稱面的展開示意圖，其中的數字為彈性體應力敏感區域的依次編號)
[0014]其中，I—齒尖，2—密封圈，3—三向力傳感器，31—彈性體，32—應變片，4—保護罩，5—數據儲存卡，6—信號處理裝置，7—齒根，8—截齒座。
【具體實施方式】
[0015]下面結合附圖和【具體實施方式】對本實用新型作進一步詳細的說明。
[0016]如圖1所示，整個測量裝置由齒尖1、密封圈2、三向力傳感器3、保護罩4、數據儲存卡5、信號-數據處理裝置6、齒根7等組成。其中三向力傳感器3由彈性體31、應變片32組成。
[0017]所述的齒尖I可以正常割煤，齒尖I的下端有與三向力傳感器3上端相配合的錐度，齒尖I與三向力傳感器3上端固定連接。
[0018]所述的齒根7上端有與三向力傳感器3下端相配合的錐度，齒根7與三向力傳感器3下端固定連接;齒根7能與截齒座8正常連接，但齒根7尾端與截齒座8固定連接，使整個裝置固定在截齒座8上但不能在截齒座8內轉動。
[0019]所述的彈性體31是一個圓環結構，在圓環的上下兩層各開4個槽孔，槽孔是對稱分布的，相位相差45。上、下層槽孔間和同層槽孔間的薄壁區為剪切應力敏感區，不同的剪切應變區對應測量由不同方向的力產生的應變。彈性體的1、3區域，2、4區域，6、12、14、20區域都貼有45°電阻應變片32。
[0020]所述保護罩4與齒根7上端固定連接，并套在三向力傳感器3外面，且與三向力傳感器3沿徑向方向有一定的間隙，在保護罩4上端與齒尖I之間的軸向間隙裝有密封圈2。保護罩4與密封圈2的共同作用可以防止過載而造成三向力傳感器3的破壞，還起到了密封三向力傳感器3的作用，避免彈性體31、應變片32、數據儲存卡5、信號-數據處理裝置6受外界灰塵、水等影響而無法測量。
[0021]所述彈性體31內部空間里裝有數據儲存卡5、信號-數據處理裝置6等，數據儲存卡5可以通過彈性體上的槽孔取出和插入，用來讀取其中的數據;信號-數據處理裝置6可以對測得的原始數據進行處理，包括放大、將數據以無線的方式發射出來等。
[0022]工作過程:整個測量裝置按上述要求裝配好后，將齒根裝入采煤機截齒座(與普通截齒裝入截齒座的方法一樣)，只是在齒根7尾端與截齒座8固定連接，安裝完畢后，正常啟動采煤機，在采煤機工作時即可對采煤機截齒三向力進行測量。
【主權項】
1.一種采煤機截齒三向力測量裝置，其特征在于整個測量裝置由齒尖(1)、密封圈(2)、三向力傳感器(3)、保護罩(4)、數據儲存卡(5)、信號-數據處理裝置(6)、齒根(7)組成，其特征在于:所述三向力傳感器(3)的上端與齒尖(1)固定連接，三向力傳感器(3)的下端與齒根(7)固定連接;保護罩(4)與齒根(7)上端固定連接，并套在三向力傳感器(3)外面，在保護罩(4)上端與齒尖(1)之間的軸向間隙裝有密封圈(2);三向力傳感器(3)內部空間里裝有數據儲存卡(5)、信號-數據處理裝置(6)。
【專利摘要】本實用新型公開了一種采煤機截齒三向力測量裝置，具體為一種滾筒采煤機截齒三向力在線精確測量方法與裝置。該方法是改裝采煤機的某一個截齒，只保留原截齒的齒尖一部分和齒根一部分，將圓環式三向力傳感器的上端與改裝截齒的齒尖固定連接，圓環式三向力傳感器的下端與齒根固定連接，截齒截割時受力產生應變，帶動圓環式三向力傳感器的彈性體產生應變，貼在彈性體上的應變片隨之變形，從而獲得采煤機截齒截割時的三向力。該測量裝置在采煤機工作狀態下即可實時精確地獲得截齒在截煤過程中三向受力情況，不影響采煤機正常工作，測量方法簡便，結果可靠，成本低。
【IPC分類】G01L5/16
【公開號】CN205175601
【申請號】CN201520261027
【發明人】李強, 吳晗東, 胡學青
【申請人】宿州學院
【公開日】2016年4月20日
【申請日】2015年4月27日