一种纵轴式掘进机截割模拟试验系统技术方案

一种纵轴式掘进机截割模拟试验系统，属于掘进机截割性能测试技术领域。所述纵轴式掘进机截割模拟试验系统包括掘进机截割部、纵向滑道、纵向推拉机构、模拟煤岩壁、支撑平台和控制系统；掘进机包括悬臂、截割头和转动机构，悬臂的一端与截割头连接，悬臂的另一端与转动机构连接，转动机构安装在支撑平台上且能够带动悬臂进行上下摆动和左右摆动，支撑平台安装在纵向滑道上，纵向推拉机构与支撑平台连接，纵向推拉机构能够带动掘进机截割部在纵向滑道上滑动使得掘进机截割部向模拟煤岩壁运动，控制系统与纵向推拉机构连接。本模拟试验系统能够模拟实际掘进机的截割运动，提高了测试结果的精度。

A cutting simulation test system for vertical axis roadheader

A longitudinal axis roadheader cutting simulation test system belongs to the cutting performance testing technical field of the roadheader. Including cutting, longitudinal slideway, vertical sliding mechanism, simulation of coal rock, the supporting platform and control system of cutting simulation test system of the roadheader; boring machine comprises a cantilever, cutting head and rotating mechanism, a cantilever with one end of the cutting head is connected to the other end of the cantilever is connected with a rotating mechanism, rotation mechanism is mounted on the support platform and can drive the cantilever bobbing and swinging platform installed in the longitudinal slideway, the longitudinal sliding mechanism is connected with the supporting platform, vertical sliding mechanism can drive the cutting portion in the longitudinal sliding the roadheader cutting part to simulate coal rock the motion control system, push pull mechanism and vertical connection. The simulation test system can simulate the cutting motion of the actual roadheader, and improve the accuracy of the test results.

【技术实现步骤摘要】
一种纵轴式掘进机截割模拟试验系统
本技术涉及掘进机截割性能测试
，特别涉及一种纵轴式掘进机截割模拟试验系统。
技术介绍
掘进和开采是煤炭生产的重要环节，其方针是：采掘并重，掘进先行。如何快速、安全的进行巷道掘进是保证煤矿高产的前提，掘进机的截割头是截割与破碎煤岩体的工作机构，其设计是否合理将直接影响到掘进机整机的可靠性、截割效率以及截齿消耗率，此外在复杂工况下，掘进机截割煤岩时，将产生剧烈的振动，过于强烈的振动和摆动不仅造成截齿的超前磨损和合金头的脱落，而且易造成关键零部件过度疲劳、液压系统失效、电气设备误动作及损坏等现象，影响掘进机的工作可靠性，降低其生产效率。为提高掘进机的工作性能，煤机设计生产单位需要进行截割试验来对掘进机截割性能进行评估，根据试验结果对截割头及其他结构进行二次优化，但由于掘进工作面环境恶劣、工况复杂的特点，进行井下截割试验时测试数据易受环境干扰难以采集，多因素影响下的数据参数识别难度增大、当工作面来压时，井下安全难以保证。现有的掘进机截割试验主要有以下两种：一种是在整机上进行截割测试，但在整机上试验需要的配套设备较为复杂，需要大量的资金和时间来完成整套测试，使得测试成本较高；另一种是建立简单的传动系统，并配有简化的截割头进行截割，但该方法无法模拟掘进机悬臂纵向和横向摆动截割时的运动状态，且无法对截割时悬臂、回转台等结构件的受力及振动等信息的测试，影响测试结果，测试精度较差。
技术实现思路
为了解决现有技术存在的整机测试成本较高的问题，以及简单的传动系统无法模拟掘进机悬臂纵向和横向摆动截割时的运动状态，影响测试结果的问题，如图1所示，本技术提供了一种纵轴式掘进机截割模拟试验系统，所述纵轴式掘进机截割模拟试验系统包括掘进机截割部、纵向滑道、纵向推拉机构、模拟煤岩壁、支撑平台和控制系统；掘进机截割部包括悬臂、截割头和转动机构，悬臂的一端与截割头连接，悬臂的另一端与转动机构转动连接，转动机构安装在支撑平台上且能够带动悬臂进行上下摆动和左右摆动，支撑平台安装在纵向滑道上，纵向推拉机构与支撑平台连接，纵向推拉机构能够带动掘进机截割部在纵向滑道上滑动使得掘进机截割部向模拟煤岩壁运动，控制系统与所述纵向推拉机构连接。所述转动机构包括回转台、调高油缸、回转轴承和回转油缸；回转台设有两个前上耳、两个前下耳和两个后上耳，所述悬臂的另一端与两个前上耳铰接，两个前下耳各连接一个调高油缸，两个调高油缸的输出端与所述悬臂的底部铰接；回转台的回转中心安装有所述回转轴承，所述支撑平台上设有凸台，所述回转轴承安装在所述凸台上，每个所述后上耳均铰接一个回转油缸，每个所述回转油缸铰接在所述支撑平台上，调高油缸和回转油缸均与所述控制系统连接。所述纵向滑道包括第一导轨、第二导轨和滑轨；滑轨安装在所述支撑平台的底部两侧，位于所述支撑平台底部一侧的滑轨在第一导轨上滑动，位于所述支撑平台底部另一侧的滑轨在第二导轨上滑动，第一导轨和第二导轨平行布置。所述悬臂的中部和所述回转台的前下耳处均安装有振动传感器，所述振动传感器与数据分析装置连接。所述回转台上和所述支撑平台的后端均安装有粉尘检测仪，粉尘检测仪与数据分析装置连接。所述回转油缸上安装有压力传感器，压力传感器与数据分析装置连接。所述悬臂内部设有水路，悬臂的中部设有多个喷嘴，多个喷嘴与水路连通，水路与供水系统连接。所述纵向推拉机构为推拉油缸。所述纵轴式掘进机截割模拟试验系统还包括上挤压板、左侧挤压板、右侧挤压板和多个固定三脚架；左侧挤压板和右侧挤压板分别位于所述模拟煤岩壁的两个侧面，上挤压板位于所述模拟煤岩壁的顶面，多个固定三脚架并列布置且抵压所述模拟煤岩壁的后面。所述纵轴式掘进机截割模拟试验系统还包括脉冲锤和脉冲锤固定架；所述脉冲锤固定架包括两个立柱和一个顶梁，两个立柱固定在所述模拟煤岩壁的两侧，顶梁固定在两个立柱的顶部，所述脉冲锤安装在所述顶梁接近所述模拟煤岩壁的一侧且能够沿着顶梁来回移动。在本技术的纵轴式掘进机截割模拟试验系统中，掘进机截割部可以沿着纵向滑道进行滑动，从而实现掘进机截割部的钻进截割，通过两个回转油缸的配合实现掘进机的左右横摆截割，通过两个调高油缸的配合实现掘进机的上下摆动截割，因此本技术中的模拟试验系统能够模拟实际掘进机的截割运动；本技术中的模拟试验系统还包括振动传感器、压力传感器和粉尘检测仪，通过振动传感器、压力传感器和粉尘检测仪采集数据，通过数据分析装置对采集的数据进行分析统计，可以全面了解掘进机截割时的动态特性，进而实现对掘进机截割头性能的综合评价；本技术中的模拟试验系统还包括脉冲锤，用来模拟实际开采过程中的矿压及开采动应力等外部扰动，提高了测试结果的精度；另一方面，该试验系统结构简单、配套设备较少，可在短时间、低成本条件下完成对掘进机性能的测试；同时截割头可与截割头驱动装置的传动轴之间实现快速更换，以完成对不同型号截割头截割性能的测试；模拟煤岩壁制作和安装方便，只需要较小的成本便能快速制作出不同掘进工作面对应的模拟煤壁。附图说明为了更清楚地说明本技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本技术提供的纵轴式掘进机截割模拟试验系统的结构示意图；图2是本技术提供的掘进机在纵向滑道上的结构示意图；图3是本技术提供的纵轴式掘进机截割模拟试验系统的局部结构示意图；图4是本技术提供的纵轴式掘进机截割模拟试验系统的局部结构示意图。其中，1掘进机截割部，2纵向滑道，3纵向推拉机构，4模拟煤岩壁，5悬臂，6截割头，7转动机构，8支撑平台，9第一导轨，10第二导轨，11滑轨，12回转台，13调高油缸，14回转轴承，15回转油缸，16振动传感器，17压力传感器，18粉尘检测仪，19喷嘴，20上挤压板，21左侧挤压板，22右侧挤压板，23固定三脚架，24脉冲锤，25立柱，26顶梁；A前上耳，B前下耳，C后上耳。具体实施方式为了解决现有技术存在的整机测试成本较高的问题，以及简单的传动系统无法模拟掘进机悬臂横向和纵向摆动截割时的运动状态，影响测试结果的问题，如图1所示，本技术提供了一种纵轴式掘进机截割模拟试验系统，该系统包括掘进机截割部1、纵向滑道2、纵向推拉机构3、模拟煤岩壁4、支撑平台8和控制系统；掘进机截割部1包括悬臂5、截割头6和转动机构7，悬臂5的一端与截割头6连接，悬臂5的另一端与转动机构7转动连接，转动机构7安装在支撑平台8上且能够带动悬臂5进行上下摆动和左右摆动，支撑平台8安装在纵向滑道2上，纵向推拉机构3与支撑平台8连接，纵向推拉机构3能够带动掘进机截割部1在纵向滑道2上滑动使得掘进机截割部1向模拟煤岩壁4运动，控制系统与纵向推拉机构3连接。在本技术中，纵向推拉机构3可以为推拉油缸，控制系统可以包括液压泵和控制器，其中控制系统未在图中示出，推拉油缸与液压泵连接，控制器可以控制推拉油缸做伸缩运动，从而使得掘进机截割部1在纵向滑道2上来回移动，使截割头6对模拟煤岩壁4进行钻进截割，转动机构7能够带动悬臂5上下和左右摆动本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种纵轴式掘进机截割模拟试验系统，其特征在于，所述纵轴式掘进机截割模拟试验系统包括掘进机截割部、纵向滑道、纵向推拉机构、模拟煤岩壁、支撑平台和控制系统；掘进机截割部包括悬臂、截割头和转动机构，悬臂的一端与截割头连接，悬臂的另一端与转动机构转动连接，转动机构安装在支撑平台上且能够带动悬臂进行上下摆动和左右摆动，支撑平台安装在纵向滑道上，纵向推拉机构与支撑平台连接，纵向推拉机构能够带动掘进机截割部在纵向滑道上滑动使得掘进机截割部向模拟煤岩壁运动，控制系统与所述纵向推拉机构连接。

【技术特征摘要】
1.一种纵轴式掘进机截割模拟试验系统，其特征在于，所述纵轴式掘进机截割模拟试验系统包括掘进机截割部、纵向滑道、纵向推拉机构、模拟煤岩壁、支撑平台和控制系统；掘进机截割部包括悬臂、截割头和转动机构，悬臂的一端与截割头连接，悬臂的另一端与转动机构转动连接，转动机构安装在支撑平台上且能够带动悬臂进行上下摆动和左右摆动，支撑平台安装在纵向滑道上，纵向推拉机构与支撑平台连接，纵向推拉机构能够带动掘进机截割部在纵向滑道上滑动使得掘进机截割部向模拟煤岩壁运动，控制系统与所述纵向推拉机构连接。2.根据权利要求1所述的纵轴式掘进机截割模拟试验系统，其特征在于，所述转动机构包括回转台、调高油缸、回转轴承和回转油缸；回转台设有两个前上耳、两个前下耳和两个后上耳，所述悬臂的另一端与两个前上耳铰接，两个前下耳各连接一个调高油缸，两个调高油缸的输出端与所述悬臂的底部铰接；回转台的回转中心安装有所述回转轴承，所述支撑平台上设有凸台，所述回转轴承安装在所述凸台上，每个所述后上耳均铰接一个回转油缸，每个所述回转油缸铰接在所述支撑平台上，调高油缸和回转油缸均与所述控制系统连接。3.根据权利要求1所述的纵轴式掘进机截割模拟试验系统，其特征在于，所述纵向滑道包括第一导轨、第二导轨和滑轨；滑轨安装在所述支撑平台的底部两侧，位于所述支撑平台底部一侧的滑轨在第一导轨上滑动，位于所述支撑平台底部另一侧的滑轨在第二导轨上滑动，第一导轨和第二导轨平行布置。4.根据权利要求2所述的纵轴式掘进机截割模...

【专利技术属性】
技术研发人员：田震，赵丽娟，刘旭南，史百胜，张美晨，栾丽君，范明福，
申请(专利权)人：辽宁工程技术大学，
类型：新型
国别省市：辽宁,21