基于应力突变的刮板输送机断链检测系统.pdf

第 4 2卷 第 4期 2 0 1 6年 4月 工矿 自 动化 I nd us t r y a n d M i ne Au t oma t i on Vo 1 ． 4 2 No ． 4 Ap r ． 2 0 1 6 文章 编号 1 6 7 1 2 5 1 X 2 0 1 6 0 4 0 0 2 3 0 5 DOI 1 0 ． 1 3 2 7 2 ／ j ． i s s n ． 1 6 7 1 2 5 1 x ． 2 0 1 6 ． 0 4 ． 0 0 6 吴孙 阳， 张行 ， 卢 明立 ， 等． 基于应力突变的刮板输送机断链检测系统E J ] ． 工矿 自动化 ， 2 0 1 6 ， 4 2 4 2 3 2 7 ． 基于应力突变的刮jI 反 输送机断链检测系统 吴孙阳 ， 张行 ， 卢明立。 ， 杨志明 ， 闵令江 ， 李伟 1 ． 中 国矿 业大 学 机 电工程 学 院 ，江苏 徐 州2 2 1 1 1 6 ； 2 ． 连云港天明装备有限公司，江苏 连云港2 2 2 O 6 2 摘要 针 对重型 刮板输 送机 断链 事故 频发 问题 ， 设计 了基 于应 力 突 变的刮板 输送 机 断链检 测 系统 。该 系 统利 用应 变传 感器 实时检 测 出刮 板输 送机 是否 发 生链 条 断 裂 ， 能 准确判 断哪 根链 条发 生 断裂 ， 克服 了 已有检 测技术的不足 ， 具有 简单易行、 灵敏度 高、 准确性高的特点。仿真结果验证 了该 系统的可行性。 关键 词 刮板 输 送机 ；断链 检 测 ； 应 力突 变 ； 应 变传 感 器 ； Ad a ms 动 态仿 真 中图分类号 T D5 2 8 ． 3 文献标志码 A 网络出版时间 2 0 1 6 0 4 0 5 0 9 0 6 网络 出版地 址 h t t p ／ ／ ww w． c n k i ． n e t ／ k c ms ／ d e t a i l ／ 3 2 ． 1 6 2 7 ． T P ． 2 0 1 6 0 4 0 5 ． 0 9 0 6 ． 0 0 6 ． h t m1 Cha i n s c i s s i o n d e t e c t i o n s y s t e m o f s c r a pe r c o n v e y o r ba s e d o n s t r e s s mut a t i o n WU S u n y a n g ， ZHANG Xi n g ， LU Mi n g l i ， YANG Z h i mi n g ， MI N L i n g j i a n g ， L I We i 1． Sc ho ol o f M e c ha n i c a l a nd El e c t r o ni c a l Eng i ne e r i ng，Ch i na U n i v e r s i t y o f M i ni n g a n d Te c hn ol o gy， Xu z h o u 2 2 1 1 1 6 ，Ch i n a ；2 ． Li a n y u n g a n g Ti a n mi n g Eq u i p me n t Co ． ，Lt d ． ，Li a n y u n g a n g 2 2 2 0 6 2 ，Ch i n a Ab s t r a c t Fo r p r o bl e m of f r e qu e nt a c c i d e nt s o f c h a i n s c i s s i o n o f h e a v y du t y s c r a pe r c o n ve y o r ，a c ha i n s c i s s i o n de t e c t i o n s y s t e m of s c r a pe r c o n ve yo r ba s e d o n s t r e s s m u t a t i o n wa s d e s i g ne d． The s y s t e m c a n d e t e c t b y s t r c u i n s e n s o r i n r e a l t i me wh e t h e r t h e c h a i n b r e a k a g e o c c u r s ，a n d a c c u r a t e l y d e t e r mi n e wh i c h c h a i n i s b r o k e n ．Th e s y s t e m i s e f f e c t i v e wi t h s i mp l e o p e r a t i o n ，h a s h i g h s e n s i t i v i t y a n d h i g h a c c u r a c y ， whi c h o v e r c o me s s h or t c o mi ng s o f e xi s t i n g d e t e c t i on t e c hn ol o g y． Th e s i m u l a t i o n r e s ul t s ve r i f y t he f e a s i b i l i t y o f t he s y s t e m ． Ke y wo r ds s c r a p e r c on v e y or ；c h a i n s c i s s i o n d e t e c t i o n；s t r e s s m u t a t i o n；s t r a i n s e n s or ；Ada m s dyn a mi c S j mul a t j on 0 引言 重型刮板输送机是矿井综采 、 港 口运输等的主 要运输设备 ， 其刮板链是重要的运动受力部件， 刮板 链材料的强度、 韧性、 耐磨性和抗腐蚀性能必须满足 强度要求 ， 但在实际生产过程中， 受到材料性能不合 格 、 磨损严重和使用维修不够标准等因素的影响 ， 断 链现象较为普遍 1 ] 。据不完全统计 ， 刮板输送机事 故 中约有 5 2 ． 2 由断链 引起 ， 对 整机 安 全运 行 和 沿 线工作人员生命安全构成巨大威胁 。 由于刮板输送机工作环境复杂多变 ， 断链故障 难 以采用磁电效应 、 光学变形和超声 波裂纹检测等 手段进行有效评估 ， 断链检测仍是亟待解决 的技术 难题 。目前， 已有的断链检测方法如驱动电动机 电 流检测法和张紧液压缸压力检测法 ， 可有效完成全 部链条断裂状态的检测， 但不适用于部分链条断裂 的情况 ， 具有一定的局限性 。刮板输送机断链时要 承受巨大的载荷 冲击作用 ， 造成载荷分 布不均 ， 为 此 ， 本文基于应力突变原理 ， 结合刮板输送机链轮链 条啮合规律[ 2 ] ， 提出了一种新 型的刮板输送机断链 故障检测系统。该系统通过应变传感器对链轮最大 受力区应力应变信号进行数据采集 ， 然后将信号经 收稿 日期 2 0 1 5 一 l 1 2 6 ； 修回 日期 2 0 1 6 - 0 2 2 2 ； 责任编辑 胡娴。 基金项 目 教育部新世纪优秀人才支持计划项 目 N C ET - 1 3 1 0 1 8 ； 江苏省科技成果转化专项资金项 目 B A2 0 1 4 1 1 3 。 作者简介 吴孙阳 1 9 9 2 一 ， 男 ， 江苏东台人 ， 硕士研究生 ， 研究方 向为状态监测及故障诊断 ， E - ma i l 1 0 1 5 3 6 5 7 1 6 q q ． c o rn。 第 4 2卷 第 4期 2 0 1 6年 4月 工矿 自 动化 I nd us t r y a n d M i n e Au t o ma t i on Vo 1 ． 4 2 NO ． 4 Ap r ． 2 0 1 6 文章编 号 1 6 7 1 2 5 1 X 2 0 1 6 0 4 0 0 2 7 0 4 DO I 1 0 ． 1 3 2 7 2 ／ j ． i s s n ． 1 6 7 1 ～ 2 5 1 X ． 2 0 1 6 ． 0 4 ． 0 0 7 谭长森 ， 倪春明． 电场感应式料流传感器设计E J ] ． 工矿 自动化 ， 2 0 1 6 ， 4 2 4 2 7 3 0 ． 电场感应式料流传感器设计 谭长 森 ， 倪春 明。 1 ． 中煤科工集团常州研究院有 限公司 ， 江苏 常州 2 1 3 0 1 5 ； 2 ． 天地 常州 自动化股份有限公 司， 江苏 常州 2 1 3 0 1 5 ； 3 ． 中煤科工集团上海有限公 司 检测技术研究 中心，上海2 0 1 4 0 1 摘要 针对现有开关式和压力式料流传感器存在 易磨损、 可靠性差的问题 ， 设计 了一种电场感应式料流 传 感器 。该传 感 器采 用 内置 电场 感应 式智 能芯 片作 为感应 元 件监 测 电场 电参数 ， 利 用单 片机 采 集 和 处理 电 场电参数 ， 通过电参数变化经内部数据处理输出胶 带有料 、 无料信 号。现场 实验 结果表 明， 该传感器能够准 确检测运动或者静止的胶带上有无物料 ， 完全满足现场实际应用的需求， 具有非接 触检测、 无磨损、 使 用寿命 长 、 信号 稳 定可靠 的特 点 。 关键 词 带式 输送机 ；物料检 测 ； 料 流传 感 器 ；电场 感应 ；信 号处理 中图分类 号 TD 6 3 2 文 献标 志码 A 网络 出版 时间 2 0 1 6 - 0 4 0 5 1 l 2 5 网络 出版地 址 h t t p ／ ／ www． c n k i 。 n e t ／ k c ms ／ d e t a i l ／ 3 2 ． 1 6 2 7 ． TP ． 2 0 1 6 0 4 0 5 ． 1 1 2 5 ． 0 0 7 ． h t ml De s i g n o f r n a t e r i a l f l o w s e n s o r ba s e d o n e l e c t r i c f i e l d i nd uc t i o n TAN Cha n gs e n 一， NI Chu nmi ng 。 1 ． CCTEG Ch a n g z h o u Re s e a r c h I n s t i t u t e ，Ch a n g z h o u 2 1 3 0 1 5 ， Ch i n a ； 2 ． Ti a n d i Ch a n g z h o u Au t o ma t i o n Co． ，L t d ． ，Ch a n g z h o u 2 1 3 0 1 5 ， Ch i n a ； 3． Te s t i n g Te c h n o l o g y Re s e a r c h Ce n t e r ，C CTEG S h a n g h a i Co ． ，Lt d ． ，S h a n g h a i 2 0 1 4 0 1 ，Ch i n a Ab s t r a c t I n v i e w o f t he p r ob l e m t h a t e xi s t i n g s wi t c h t y p e a nd p r e s s ur e t y pe m a t e r i a l f l o w s e ns o r s a r e e a s y t o we a r a n d ha v e po o r r e l i a bi l i t y， a ki n d of m a t e r i a l f l o w s e ns o r ba s e d o n e l e c t r i c f i e l d i n duc t i o n wa s 收稿 日期 2 0 1 5 1 2 0 9 ； 修 回 日期 2 0 1 6 0 2 - 0 3 ； 责任编辑 张强 。 基金项 目 科技部科研 院所创新资金项 目 2 O 1 4 E G1 2 2 1 9 8 ； 天地 常州 自动化股份有限公 司研发项 目 1 2 S Y0 1 3 。 作者简介 谭长森 1 9 8 3 一 ， 男 ， 江苏邳州人 ， 工程师 ， 现主要 从事矿 山机电设备控制方面 的研发和推广工作， E - ma i l t c s 1 9 8 3 1 2 6 ． c o rn。 应变传感器测量与不同链条啮合的链轮轮齿受力面 的应变 ， 及时检测出刮板输送机是否存在链条断裂 隐患， 且能准确判断哪根链条发生断裂。该 系统可 以在链条全部断裂前发 出报警信号 ， 避免 了刮板输 送机链条全部 断裂 引起 的设备严 重损坏 和经济损 失 ， 具有灵敏度高、 准确性高的特点 。 参考文献 [ 1 3 [ 2 ] [ 3 ] 朱建 江． 刮板输送 机断链故 障分析 及处 理措施 [ J ] ． 能 源与节能 ， 2 0 1 5 7 1 0 4 1 0 5 ． 刘灵伟． 刮板输送机断链的原因及对策[ J ] ． 黑龙江科 学 ， 2 0 1 4 ， 5 1 1 1 1 ． 刘广鹏 ， 王学 文， 杨兆建 ， 等． 刮板输送机链传动系统 动 力学特性分析[ J ] ． 机械传动 ， 2 0 1 4 7 1 1 5 1 1 8 ． 郭忠． 刮板输送机链轮链 条啮合 特性仿真研 究[ D ] ． 西 安 西安科技大学 ， 2 0 1 1 ． 顾铭 ， 洪 明， 宋 鸣． 虚拟样机技 术及其在 A DAMS中的 应用l- J ] ． 成都电子机械高等专科学校学报， 2 0 0 5 4 1 4． 郭忠， 龚晓燕 ， 陈贺． 刮板输送机链轮传动系统动力学 仿真分析[ J ] ． 煤矿机械 ， 2 0 1 0 ， 3 1 9 6 8 7 1 ． 安雪斌 ， 潘尚峰． 多体系统动力学仿真中的接触碰撞模 型分析[ J ] ． 计算机仿真， 2 0 0 8 ， 2 5 1 0 9 8 1 0 1 ． 杨俊燕 ， 任家骏 ， 张 明， 等． 基于 MS C ． AD AMS软件仿 真 的关键 问题 [ J ] ． 机 械 管 理开 发 ， 2 0 0 8 ， 2 3 3 1 8 5 一 】 86 ． ] ] ] ] ]